автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии конверсии тетрагидрата нитрата кальция сульфатом аммония в производстве нитроаммофоски

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОНВЕРСИИ ТЕТРАГИДРАТА НИТРАТА КАЛЬЦИЯ СУЛЬФАТОМ АММОНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ НИТРОАММОФОСКИ

Специальность 05.17.01 Технология неорганических пеществ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 1990

Работа выполнена на кафедре Технологии неорганических веществ Ивановской государственной химико-технологической академии.

] I а у ч и ы с р у к о в о д пте л и:

доктор технических наук, профессор Островский Чеслав (г. Краков),

доктор технических паук, профессор Широков Ю. Г.

Официальные оппонент ы:

доктор технических наук, профессор Костров В. В., доктор химических наук, профессор Захаров А. Г.

В едущее предприятие — АООТ «Воскресенский НИУИФ».

Защита состоится « » . сЛСЛ^^/л/б^ . . 1996 г. в .-1Р. час., ауд. Г-205 на заседании специализированного совета К 063.11.03 в Ивановской государственной химико-технологической академии. 153460, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, д. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановской государственной химико-технологической академии.

Автореферат разослан « . 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета д. т. н., профессор

ИЛЬИН А. П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Развитие отечественного сельскохозяйственного производства невозможно без прочной базы' индустрии минеральных удобрений, обеспечивающей регулярную компенсацию выносимых из почвы с урожаем питательных элементов.

•Предъявляемые в условиях рыночной экономики требования :: промышленности заключаются в том/ чтобы технологические схемы производства носили гибкий характер, были способны без значительных инвестиционных вложений переходить на новые виды выпускаемой продукции, пользующейся покупательским спросом, в связи с резко возросшими в последние годы требованиями природоохранных органов становится актуальным наиболее рациональное использование побочных продуктов ряда' химических производств.

Замена технологии углеаммонийной конверсии тетрагидрата нитрата кальция -• побочного продукта в производстве нитроаммофоски на конверсию сульфатом аммония, отходом ряда химических производств, позволит сократить технологическую схему производства. поеысить производительность отделения фильтрации раствора нитрата аммония,, снизить удельные энергозатраты на выпуск единицы товарной продукции и получить чистый сульфат кальция,который в отличие от фосфогипса может быть легко переработан в.дефицитное воздушное •вяжущее. •

В связи с этим представляется весьма актуальным исследование и разработка технологии конверсии тетрагидрата нитрата кальция сульфатом аммония, в' качестве которого, предложено использовать 1МН4)2.304 - отход производства капролактама, занимающий в 'балансе общего его промышленного производства до 70 %. Применение его в качестве удобрения весьма ограничено из-за высокой физиологической кислотности. нЯзкого содержания аммонийного азота и составляет лишь 5 % от общего потребления азотных удобрений.

Целью работы является фнзичо - химическое обоснование и разработка технологии конверсии Са(Ы03)2-4Н20 - побочного продукта производства нитроаммофоски сульфатом 'аммония - отходом производства капролактама с получением в качестве конечных продуктов раствора нитрата аммония.'пригодного для дальнейшей переработки в твердую амселитру или жидкофазное азотсодержащее удобрение (ЖАУ)

и сульфата кальция - сырья для гипсового вяжущего. В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:

1. Исследовать растворимость сульфата кальция'-в трехкомпо-нентной системе Са304-Ш14Н03-Н20 в широком температурно-концент-рационнсм интервале. Определить устойчивость и скорость фазовых переходов кристаллогидратов СаБ04 в растворах нитрата аммония.

2. Определить устойчивость пересыщенных растворов сульфата кальция в изучаемой системе и исследовать кинетику роста его кристаллов.

3. Опираясь на данные по равновесию и кинетике роста кристаллов сульфата кальция в системе Са304-МН4И03-Н26. исследовать процесс конверсии Са(Ы03)2■4Н20 сульфатом аммония, изучить с использованием методов физико - химического анализа состав и свойства полученных продуктов и экспериментально проверить возможность производства на их основе товарной продукции - амселитры, ЖАУ и гипсового вяжущего. '

4. Обосновать температурно - концентрационный режим процесса, разработать технологию , провести технико - экономический и агрохимический анализ полученных продуктов конверсии.

Научная новизна работы.

Получены новые данные по растворимости сульфата кальция в системе ' СаЭ04 -Ш4Н03-НгО в широком температурно - концентрационном интервале. Определены области стабильной и метастабильной кристаллизации различных кристаллогидратов, а также последовательность их фазовых превращений.Установлены составы эвтонических растворов. В области стабильной кристаллизации Са304-2Н20 исследована скорость фазового перехода СаБ04-0,5Н20=«> Са504-.2Н20 .

В оптимальных условиях проведения процесса конверсии изучена стабильность пересыщенных растворов дигидрата сульфата кальция. С использованием изотермического метода исследована скорость роста его кристаллов. Установлено, что процесс роста удовлетворительно описывается формальным кинетическим уравнением первого порядка. При температурах 40-60° С .и концентрации нитрата аммония 45 - 65 % процесс идет в кинетической области с величиной энергии активации Е=53 - 136 кДж/моль.

Рекомендованы оптимальные условия проведения процесса конверсии Са(Я0з)г-4Н20 сульфатом аммония, обеспечивающие получение суспензии с хорошими фильтрационными свойствами. Растворы нитра-

та аммония отвечают требованиям технологического регламента'.

Проведено математическое описание зависимости величины удельной поверхности выделяющихся в процессе конверсии кристаллов дигидрата сульфата кальция от осноьных технологических параметров.

Практическая значимость работы.

Доказана перспективность проведения конверсии тетрагидрата нитрата кальция - побочного продукта производства нитроаммофоски с использованием сульфата аммония - отхода производства капролак-тама с целью получения гипсового вяжущего и растворов амселитрн. Предложены теоретические, экспериментально обоснованные принципиальные технологические схемы конверсии, завершающиеся :

а) получением 55 - 58 % растворов амселитрк и гипсового вяжущего; '

б) получением•на основе раствора нитрата аммония ЖАУ различного состава.

Для обеих схем рекомендован технологический режим основных стадий производства. ' выявлены показатели процессов, даны качественные и количественные характеристики получаемых продуктов.

. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии в производстве нитроамофоски в расчете на одну технологическую нитку мощностью 550' тыс.т./год составит 22 млрд.руб/год в ценах 1994 года.

Научная и практическая ценность технических решений . предложенных в диссертационной .работе, подтверждена положительным решением о выдаче патента на изобретение по заявке N94-000631/26 (000523) от 13. ю! 95 г." Дата приоритета 10.01.94 .

-Апробация работы. Основные результату и положения' работы доложены на Всесоюзной конференции по технологии неорганических веществ (г.Львов, 1988 г.), Всесоюзной конференции " -Физико - химические проблемы материаловедения и новые технологии" (г.Белгород, 1991г.), У-й Республиканской конференции по калориметрии и термическому анализу (г. Закопане, Польша. 1991г.), научно - практичес-дих конференциях Ивановского .сельскохозяйственного института (г.Иваново, 1989, 1995 гг.), научно - технической конференции Ивановской государственной химико - технологической академии (г. Иваново, 1995 г.) ■

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 .научных ра-

бот, из них одно положительное решение на выдачу патента.

Объем работы. Диссертация изложена на страницах машинописного текста, состоит из введения, 2 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений, содержит . ./?7. рисунков и таблиц. Список использованной литературы включает ./ДЗ наименований работ отечественных и зарубежных авторов. .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Растворимость сульфата кальция в системе • СаЭ04 - Ш4М03 - Нй0 и фазовые превращения его кристаллогидратов.

Для промышленного■осуществления гроцесса конверсии тетрагид-рата нитрата кальция сульфатом аммония необходимы данные по растворимости и областям кристаллизации различных модификаций сульфата кальция, их устойчивости в растворах нитрата аммония. Имеющиеся е литературе сведения по этому вопросу носят эпизодический , несистематизированный характер и касаются, в основном, дигидрат-ной его кодификации. Система же Са304 - МН4Ы03 - Н20 является детерминирующей в данним сложном водно - солевом комплексе, поскольку обменная реакция между Са(М03)2 и (НН4}г Б04 идет практически до конца вследствие очень низкой растворимости одного из, продуктов конверсии - сульфата кальция.

Исследования по растворимости проводили в изотермических условиях при температурах от 20°С до 70°С и концентрациях растворов нитрата аммония от 20 до 60 % массив работе использовали реактивы квалификации ч.д.а. Твердая и жидкая фазы во время опытов контролировались . методами ' химического и физико-химического анализов. При изучении растворимости равновесие между твердой и жидкой фазами устанавливалось за 30 минут. • •

Полученные данные свидетельствуют о том, что растворимость дигидрата сульфата кальция во всем интервале варьирования параметров ниже, чем полугидрата (рис.1), и характеризуются отсутствием общих сингулярных точек. " ■ '

Что же касается безводного сульфата кальция, то в изучаемом интервале температур и концентраций раствора нитрата аммония как с дигидратом, • так и с полугидратом он образует ряд эвтонических

СаБ04 % мае. 1,5

1.0

0.5

растворов

на совокупность геометрических точек системы Са304-[1Н4М03-Н20, характеризующая одинаковую растворимость кристаллизующихся модификаций сульфата-.кальция: аЬ 7 СаБ04 и Са304'2Нг0 стабильных форм и-ей - СаБ04 и СаБ04-'0, 5Нг0 мета'стабильных форм, переходящих с течением времени в стабильный-дигидрат.

■ • По технологическому регламенту действующего производства нитроаммофоски концентрация раствора нитрата аммония из отделения конверсии тетрагидрата нитрата кальция углеаммонийнкми растворами при подаче его на упаривание в цех амселитры составляет 505?. Поэтому при разработке технологии конверсии Са(К03)2 -4Н20 сульфатом аммония более подробный физико-химический анализ системы СаБ04-МН4 К03-Н2 0 проводился в температурно-концентрационном интервале 45-60% НН4И03 и 40-60°С, т.е. в области правее эвтонической точки • Е2 (рис.1).. 'Здесь последовательность фазовых переходов кристаллогидратов Саго4 осуществляется по схеме: СаБ04—>Са304 ■ 0,5Н20—> —->СаБ04-2Н20. Установлено, что'первый этап - переход ангидрита в полугидрат протекает очень быстро, в течение нескольких секунд и практического интереса не представляет. Более подробно изучалось время фазового перехода полугидрат—>дигидрат сульфата кальция. •Выполненные исследования показали, что, в изучаемом интервале температур и концентраций нитрата аммония величина эта не превышала 30 мин. Время фазового превращения определялось в основном, движущей силой процесса, т. е.разницей в растворимостях изучаемых фаз.

20 40 60

конкретного состава. На р;

Рис.1. Изотермы растворимости кристаллогидратов сульфата кальция в растворах нитрата аммония при температуре 40°С .1 - СаЭ04 -2Нг0 2 - Са304 - О, 5Н2 О

• з -• саго4 Ш4К03. % мае.

:. 2 линиями аЬ и ей изображе-

КН4 НО,

Рис.2.Схема превращения кристаллогидратов сульфата кальция в системе Са304-Ш4М03-Н20: Г - Са304 ■ 2Н2 0. П - СаБ04 -0. 5Н2 0. А - Са304.

мае.

Пересыщение и скорость роста кристаллов гипса в системе Са304-Щ14М03-Н20 Как показали, предварительно поставленные в лабораторных условиях эксперименты по конверсии тетрагидрата нитрата кальция сульфатом аммония ни в первые минуты, ни в последующие твердая фаза не содержала кристаллов ангидрита, а появившиеся вначале кристаллы полугидрата быстро исчезали по мере накопления дигид-ратной формы. Это дало основание предположить; что в изучаемом-в сложном фазовом превращении СаЭ04—>Са304-0. 5Н20—>Са304-2Н20 лимитирующей стадией формирования кристаллов гипса является их рост, определяющийся,в основном,температурой, концентрацией/раствора МЩЫРз.а также гидродинамическими условиями его проведения. Для постановки эксперимента по изучению кинетики роста кристаллов гипса; необходимы данные по его пересыщенным растворам - их величине' и стабильности.

Исследованиями установлено, что сульфат кальция в системе Са304-1Ш4Н03-Н20 способен образовывать стойкие пересыщенные растворы с абсолютным пересыщением по дигидрату сульфата кальция до 1,50 % Са304 при температуре 60 °С и концентрации 40% Ш4М03. При проведении исследований скорости роста кристаллов гипса создавали химическим методом пересыщение раствора, ■ стабильное в течение 1 часа. • ■

Кинетику роста кристаллов гипса изучали изотермически, вводя в пересыщенные сульфатом кальция растворы МН4 Ы03 заданное коли-

чество кристаллов Са£04•2Нг 0 с известной удельной поверхностью и коэффициентом вариации размеров частиц, равным 0,2-0,25.

Анализируя химически снижение, содержания ионов Са2* в жидкой фазе, полученные экспериментальные данные, обрабатывали по уравнению:

Ср - Сн 1

1п —------- Б т -к-----100

■ Ст - Сн М

где: ,СР-концентрация пересыщенного.раствора при т =0 (г Са304 на

100г раствора); Сн-концентрация насыщенного раствора (г Са304 на 100 г раствора); Ст -концентрация пересыщенного раствора в момент времени х (г СаБ04 на 100 г раствора); к^ константа скорости роста (г/смг-мин); Бт - общая поверхность кристаллов в момент Бремени т (смг); М- масса раствора. (г).

Установлено, что скорость роста кристаллов гипса значительно возрастает с повышением температуры во всем изученном интервале концентраций растворов нитрата аммония. Для изотермических условий концентрационная зависимость константы скорости роста имеет более сложный характер - наблйдается резкий её рост (в 3-5 раз) в интервале концентраций 45-50%. Щ,И03 и очень незначитльное увеличение при повышении концентрации от 50 до 60% КН4И03 (табл.1).

Таблица 1

Константы скорости роста кристаллов гипса' в растворах нитрата аммония, К • 10® г/см2-мин

Температура, .. °С Концентрация нитрата.аммония. % мае.

45 50 55 60

- 40 2.00Ю.43 7,0510,80 7,5210.63 8,0310,75

45 ' 3.08+0,27 10,3310,41 11,2010,78 12.4210.68

50 3,47+0.74 '17,2210,98 18,9010,71 19,2410,72

55 4.86Ю.28 25,6810,52 30, 1510.65- 38,2310.83

" 60 6, 5410, 53 •35,2011.40 50. 1011.40 57, 1811,65

' Независимость константы скорости роста кристаллов от интенсивности перемешивания раствора,- а также порядок величины-энергии активации процесса (53,2-136.1 кДж/моль) свидетельствуют о том, что процесс протекает в кинетической 'области и при реализации его в промышленном масштабе не потребует больших энергетических зат-

' рат на перемешивание.

Конверсия тетрагидрата нитрата кальция сульфатом аммония

На основании проведенного физико-химического анализа системы CaS04-NH4 N03-Н2 0 при различных температурах и концентрациях раствора нитрата аммония, а также изучения скорости роста и механизма формирования в ней твердых фаз выработана концепция технологии переработки тетрагидрата нитрата кальция - побочного продукта производства нитроаммофоски на нитрат аммония и строительный гипс.

В работе использовали промышленные образцы: плав тетрагидрата нитрата кальция Дорогобужского АООТ "Дорогобуж!: состава: СаО -21,47%, Р205-0,38й, F-0,08% и кристаллический сульфат аммония -отход производства капролактама г.Дзержинска, содержащий согласно ТУ 6-00-5757583-7-89 : массовую долю азота 20,9%,- массовую долю свободной H2S04 0,07%, влаги 0.5%.

Для проведения процесса конверсии их растворяли в .50 % растворе нитрата аммония и осуществляли обменную реакцию :

Ca(N03 )2 + (NH4)2S04 = NH4N03 + CaS04 .

_Для интенсификации процесса формирования крупных, хорошо Фильтрующихся и отмывающихся кристаллов дигидрата сульфата кальция в систему вводили "затравку" - кристаллы CaS04-2Hz0 в количестве до 5 г на 100 г реакционной массы.

С целью установления оптимальной взаимосвязи между параметрами и показателями процесса использовали метод математического планирования эксперимента. Независимыми переменными были выбраны: скорость смешения реагентов (т.е. скорость создания пересыщения), количество "затравки" кристаллов дигидрата сульфата кальция и температура процесса .

В качестве показателя процесса, т.е.целевой функций.был выбран конечный размер сформированных кристаллов гипса, выраженный через величину удельной поверхности. При выборе интервалов варьирования опирались на'проведенные ранее физико-химические исследования изучаемой системы для стехиометрического мольного соотношения СаО : S03 в жидкой фазе. . .

Приближенная модель процесса'представлена в виде уравнения регрессии: у = Ь0 + Ь,-х/ . . .

и

Для определения коэффициентов линейного уравнения регрессии был выбран полный факторный эксперимент типа пк, где : п - количество уровней, к - число факторов:

В результате получено следующее регрессионное уравнение : У = 0,363 - 0.039-Х! + 0. 1-Хг - О, Ш-Х3 . ' где: У - величина удельной поверхности. м2/г. X!-температура проведения процесса. °С. Х2-скорость приливания плава, мл/мин, Х3-- количество затравки. г/ЮОг суспензии.

На основе анализа уравнения регрессии и с учетом ■ технико-экономических соображений были определены оптимальные условия проведения процесса: температура 55 - 60 °С, скорость введения плава 1 - 3.мл/мин: на 250 г реакционной массы,в условиях стехиометрии количество "затравки" 5 г/100 г реакционной массы. '

Полученный в оптимальных условиях дигидрат сульфата кальция был представлен кристаллами с соотношением длины к. ширине 10 : 1 и удельной поверхностью, измеренной, методом проницаемости воздуха 1000 см2/г.Он характеризовался низким содержанием фтора (0,01 Г мас.%) и фосфора ( 0.04 Р205 мас.%). Была наработана укрупненная партия гипса и. проведены сравнительные исследования фильтрующих свойств суспензий гипса и мела с целью оценки работы фильтрационного оборудования производства нитроаммофоски в случае перевода его на фильтрацию гипса. При сравнении продолжительности фильтрования суспензий гипса и мела для данной удельной производительности (. g^ ) получили, что при прочих равных условиях время фильтрования гипса значительно короче, чем мела. Так при перепаде давления ДР = 100 мм рт.ст.. и производительности 0,1 м3/мг продолжительность Фильтрования гипса составила 90 сек.а мела 420 сек.. • ■

Улучшение фильтрационных свойств суспензии гипса по сравнению с мелом позволяет снизить удельный расход промывных растворов. Осадок гипса после .фильтрации подвергали трехкратной промывке водой объемами, равными объему осадка. Кристаллы сульфата кальция, за первую промывку отмываются от нитрата аммония на 60-7055, за две промывки на 90-98%, за три промывки - практически полностью.

• Отмытый и высушенный гипс с целью получения воздушного вяжущего подвергали термической обработке. Потеря кристаллизационной"

воды, как показали дериватографические данные, идет в две стадии.• На первой при температуре 105°С длгидрат переходит в полугидрат по реакции- _

CaS04 ■ 2Нг0 —->CaS04-0.5H20 + 1.5Нг0 на второй, при температуре 140 °С, полугидрат,' теряя 0.5 моля кристаллизационной воды, переходит в ангидрит по реакции: CaS04 • 0. 5Н20---->CaS04 + 0,5Н20

Исследования влияния темперйтуры прокаливания, проведенные в интервале 170-250 °С в течение 2 часов., позволили установить-оптимальную ее величину, которая составляет 230°С. Ранние, (до 6 мин.) сроки схватывания образцов гипса. оОоженньк при более низкой температуре, обусловлены, что подтверждается результатами дифференциально-термического анализа, присутствием в них дигидрат-ной Фазы, играющей роль ускорителя гидратации. При дальнейшем повышении температуры происходит сокращение сроков схватывания и снижение прочности'из-за появления в качестве продукта термического разложения растворимого ангидрита. Изготовленные образцы гипса подвергались испытаниям на изгиб и сжатие. Предел прочности при изгибе составил'4.8 ±0,2 Ша, предел прочности при сжатии 7.7 ± 0.3 МПа. что соответствует согласно требованиям ГОСТа 125-79 гипсовым вяжущим марки Г8.

Полученный в результате конверсии 55-58% растЕор ни.трата ам- . мония содержал 1.0 - 1, 81' CaS04 и 0,02 - 0, 05>' F. Если по содержанию фтора раствор f!H4N03 отвечал требованиям технологического регламента производства - нитроаммофоски, то содержание сульфата кальция было значительно завышено. Переработка такого раствора путем выпаривания в цехе амселитры привадила бы к выделению кристаллов сульфата кальция на греющих поверхностях теплообменной аппаратуры в результате снижения его растворимости в концентрированных растворах. С-целью выведения остаточного кальция использовали раствор карбоната аммония, получаемый на действующем производстве. Процесс идет согласно реакции: ■

CaSó4 + (f¡H4)2C03----> CaC03 + (KH4)2S04 . ■ ;

и заканчивается при температуре 35-50°С за 15-10 мин. независимо от концентрации раствора нитрата аммония и исходного содержания в нем ионов кальция. ...

Образующийся в результате конверсии раствор нитрата аммония с содержанием основного вещества 55-58Й. ■ CaS04 - 1-2,5%, Р205 .

0.08%. Г - 0.015% был использован для получения жидкофазных азотсодержащих удобрений (ЖАУ). Такой путь дальнейшей переработки раствора амселитры представляется более перспективным, т.к. во-первых, для их получения не требуется доосаждать избыточный кальций, во-вторых, исключаются материало- и энергоемкие стадии упаривания- и грануляции НН4Н03. Состав полученных растворов ЖАУ кроме амселитры включает ряд микроэлементов.а также ингибиторы коррозии и нитрификации. Они хаоактеризуются высокой устойчивостью и низкой температурой кристаллизации.

Полученные составы ЖАУ в течение ряда лет были апробированы в вегетационных и полеЕых опытах под зерновые культуры, для подкормки многолетних' трав, в тепличном хозяйстве под' овощные культуры, показав достоверное повышение урожайности и качества сельскохозяйственной продукции по сравнению с твердой аммиачной селитрой.

. Результаты проведенных.исследований послужили основанием для разработки технологической схемы конверсии тетрагидрата нитрата кальция сульфатом аммония в производстве нитроаммофоски (рис.3). Са(М03)2-4Нг0

СаБ04

1

1

(МНл) г Э04

со (га.

6 -

СаБ0412Н2 0

—>

Р-Р.

5

■ О, 5Н20

->

(Ш4 )2304

мэ, ик.ин

ЖАУ

Рис. 3.■ Блок-схема переработки тетрагидрата нитрата кальция сульфатом аммония: 1. Аппарат для плавления Са (Н03 )2 • 4Н20. 2. Сборник раствора (НН4)2ЭОл. 3. Реактор конверсии.4. Фильтр. 5.Реактор для приготовления ЖАУ. 6. Аппарат- термического разложения. 7.Мельница.

В отличии от ныне существующей схемы -переработки Са(Н03)2-4Н20 в предлагаемой схеме отсутствует отделение приготовления раствора карбоната аммония, за счет получения более крупного осадка гипса по сравнению с мелом интенсифицируется стадия фильтрации.- '

■ ВЫВОДЫ

1. Предложен новый способ переработки тетрагидрата нитрата кальция - побочного .продукта при получении нитроаммофоски. Для этого.использовали сульфат аммония - отход производства капролак-тама. Реализацию данного способа предполагается осуществить на установленном оборудовании отделения карбонатной конверсии Са(И03)г ■ 2Нг0 и гибко перейти на выпуск НН4Н0? и Са304-2Н20.

2. Впервые получены данные по растворимости различных форм кристаллогидратов сульфата . кальция в- системе Са304-НН4Н03-Н20 в широком температурно-концентрационном интервале. Определены области их стабильной и метастабильной кристаллизации в зависимости от концентрации растворов нитрата аммония и температуры. Установлены составы эвтонических растворов. Исследована последовательность фазовых переходов кристаллогидратов и их продолжительность.

3. Установлено, что сульфат кальция в растворах нитрата аммония образует стабильные пересыщенные растворы, абсолютная величина пересыщения которых меняется от 1.25 до 1.50 % Са304. В ус-' ловиях, близких к промышленным, исследована кинетика роста кристаллов дигидрата сульфата кальция в растворах 11Н4Ш3. Рассчитаны константы скорости роста кристаллов, определены величины энергии активации процесса.

4. На основании проведенного комплекса физико-химических исследований системы Саго4-ИН4П03-Нг0 осуществлен процес: конверсии тетрагидрата нитрата кальция сульфатом аммония. С использованием полного факторного эксперимента определены оптимальные условия его проведения. Ими являются: температура 55-60 °С. скорость смешения реагентов 1-3 мл/мин плава Са(Н03)г-4Н20 на 250 г реакционной массы, присутствие затравки в количестве 5 г/100г суспензии.

5. Проведены исследования фильтрационных свойств конверсионного сульфата кальция в сравнении с получаемым по действующей технологии карбонатом кальция. Устансвлено, что производительность фильтров при Фильтрации■гипса выше, чем СаС03 (^4.5 разэ). * Это позволит при переходе на сульфатную конверсию создать резерв мощности фильтрационного отделения. •■ •

6. Методом дифференциально-термического и рентгенофазового анализа установлено,что в качестве стабильной твердой фазы в оп-

тимальных условиях проведения конверсии выступает дигпдрат сульфата кальция. Определены оптимальные температура и врем« его прокаливания. при которых получено гипсовое вяжущее, отвечающее требованиям ГОСТа 125-79. '

• . 7. Разработаны рецептуры жидкофазного азотного удобрения на основе полученного раствора нитрата аммония, в состав которого входят микроэлементы, ингибиторы коррозии и нитрификации. ЖАУ. содержащее 18 % азота, прошло агрохимические испытания в совхозах Тепличный. Новоталицкий и учхоз ИСХИ Ивановской области с положительным экономическим эффектом.

8. Предложенная технология позволяет снизить себестоимость нитроаммофоски. Ожидаемый годовсй экономический эффект составляет 22 млрд. руб. до ценам 1994 г. '

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Акаева Т.К.. Кузнецова If.Б. Получение гипса на основе нитрата кальция./В сб.:Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии."-Белгород,1991.-с.59.

2, T.AkJaeva, j.Szyroko.w, К. Wleczorek-Clurowa. Badanla ter-mlcznej dehydratacjl slarczanu wapnloweco w ukladzle HH4N03-CaS04rH20. ' /V Konferencja kalorymetrll 1 anallzy termlcznej- Zakopane,1991-s.96.

3,. Акаева Т.К., Широков Ю.Г., Ч.Островский, Кузнецова Н.Б., Акаев 0.П. Растворимость сульфата кальция в " системе CaS04-NH4[J03-H20. -/Ж. Известия вузов.. Хим. и хим. технология.-1994.-N7-9.-С. 163. '

4. Акаева Т.К., Комлев В.Г.. Островский Ч.. Акаев О.П. Получение строительного гипса конверсией тетрагидрата нитрата кальция сульфатом аммония /Межвуз.. сб. науч. тр. "Проблемы строительного материаловедения, и механики" -1995.-C. 55-59.

5. Акаева Т.К., Широков Ю.Г. Исследование процесса конверсии ТГНК сульфатом аммония./В сб.: Тез. докл. научно-техн.конференции преподавателей и сотрудников ИГХТА- Иваново, 1995-с.68. ■

6. Акаева Т.К. Кузнецова Н.Б., Акаев О.П. Жидкофазные азот-' ные удобрения из Ca(N03 )2-4Н20 - побочного продукта про-

изводства нитроаммофоски / В. сб. Тез.'докл. науч-но-практ. конференции "Актуальные проблемы науки в сель-скохозяйствевном производстве" 11-12 апр.1995 г. - Ивано-. во. 1995 - С.87 ' ' .

7. Акаева Т.К., Акаев 0. П., Кузнецова Н. Б.," Широков Ю.Г. Способ переработки тетрагидрата нитрата.кальция. Положительное решение.о выдаче патента на изобретение по заявке N94-000631/26 (000523) от 18.10.95. Дата приоритета 10.01.94