Badania stabilności termicznej mieszanin azotanu amonu z chlorkiem potasu

• Autorzy: Kaniewski M. , Klem-Marciniak E. , Huculak-Mączka M. , Hoffmann J.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2017.11(1)016

Warianty tytułu

EN

Study of thermal stability of ammonium nitrate and potassium chloride mixtures

• Konferencja: ECOpole’16 Conference (5-8.10.2016 ; Zakopane, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Azotan amonu jest substancją chemiczną posiadającą wiele zastosowań, między innymi w produkcji nawozów mineralnych oraz materiałów wybuchowych. Jest to substancja, której rozkład stanowi poważne zagrożenie dla otoczenia. Obecność jonów chlorkowych zdefiniowana jest jako czynnik przyspieszający rozkład azotanu amonu. Z uwagi na występowanie mieszanin azotanu amonu z chlorkiem potasu w nawozach wieloskładnikowych konieczne jest zbadanie stabilności termicznej układów zawierających oba związki. Celem wykonanych analiz było zbadanie zachodzących w mieszaninach przemian fizykochemicznych z uwzględnieniem niebezpiecznego rozkładu azotanowego dodatku nawozowego. Porównano wyniki otrzymane w trakcie analizy mieszaniny azotanu amonu oraz chlorku potasu w różnych proporcjach, a także wyniki uzyskane dla tych składników zbadanych osobno. Do przeprowadzenia analizy zachodzących w badanym układzie przemian zastosowano różnicową analizę termiczną sprzężoną z termograwimetrią (DTA-TG). Otrzymane wyniki mogą pomóc w odpowiednim komponowaniu składu nawozów zawierających azotan amonu oraz jony chlorkowe. Pozwolą one także na kontynuacje badań w celu określenia wpływu dodatku innych związków chemicznych na zbadany układ.

EN

Ammonium nitrate is a chemical compound that has many uses, including a production of mineral fertilizers or explosives. Decomposition of this substance poses a serious threat to its surroundings. Presence of chloride ions is defined as an accelerating factor for ammonium nitrate decomposition. Due to the existence of multicomponent fertilizers containing ammonium nitrate and potassium chloride, it is necessary to examine thermal stability of chemical systems comprising both compounds. The main objective of the research was to study phase transitions occurring in analyzed mixtures including dangerous decomposition of nitrate fertilizer component. Results from thermal analysis of ammonium nitrate, potassium chloride and mixtures containing both compounds in various proportions were compared. Analysis was carried out using differential thermal analysis coupled with thermogravimetry (DTA-TG). Acquired results might become helpful in formulation of an appropriate composition of fertilizers containing ammonium nitrate and chloride ions. Further research can be conducted in order to determine the effect of an addition of different chemical compounds to abovementioned systems.

Słowa kluczowe

PL

azotan amonu; chlorek potasu; analiza termiczna; nawozy

EN

ammonium nitrate; potassium chloride; thermal analysis; fertilizers

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 11, No. 1
• Strony: 149--155
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kaniewski M.

• Zakład Technologii i Procesów Chemicznych, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, ul. M. Smoluchowskiego 25, 50-372 Wrocław, tel. [phone], fax [phone]

autor

Klem-Marciniak E.

• Zakład Technologii i Procesów Chemicznych, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, ul. M. Smoluchowskiego 25, 50-372 Wrocław, tel. [phone], fax [phone]

autor

Huculak-Mączka M.

• Zakład Technologii i Procesów Chemicznych, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, ul. M. Smoluchowskiego 25, 50-372 Wrocław, tel. [phone], fax [phone]

autor

Hoffmann J.

• Zakład Technologii i Procesów Chemicznych, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, ul. M. Smoluchowskiego 25, 50-372 Wrocław, tel. [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Kaljuvee T, Edro E, Kuusik R. Influence of lime-containing additives on the thermal behaviour of ammonium nitrate. J Therm Anal Calorim. 2008;92(1):215-221. DOI: 10.1007/s10973-007-8769-1.
• [2] Zygmunt B, Buczkowski D. Influence of ammonium nitrate prills’ properties on detonation velocity of ANFO. Propell Explos Pyrot. 2007;32(5):411-414. DOI: 10.1002/prep.200700045.
• [3] Pandey M, Jha S, Kumar R, Mishra S, Jha RR. The pressure effect study on the burning rate of ammonium nitrate-HTPB-based propellant with the influence catalysts. J Therm Anal Calorim. 2012;107:135-140. DOI: 10.1007/s10973-011-1718-z.
• [4] Oxley JC, Smith JL, Rogers E, Yu M. Ammonium nitrate: thermal stability and explosivity modifiers. Thermochim Acta. 2002;384;23-45. DOI: 10.1016/S0040-6031(01)00775-4.
• [5] Najlepsze Dostępne Techniki (BAT). Wytyczne dla Branży Chemicznej w Polsce. Przemysł Wielkotonażowych Chemikaliów Nieorganicznych, Amoniaku, Kwasów i Nawozów Sztucznych. 2005;13-75, 98-111. Warszawa: Ministerstwo Środowiska; 2005. http://www.ekoportal.gov.pl/fileadmin/Ekoportal/Pozwolenia_zintegrowane/poradniki_branzowe/11.3_Przemysl_Wielkotonazowych_Chemikaliow_Nieorganicznych__Amoniaku__Kwasow_i_Nawozow_Sztucznych.pdf.
• [6] Kiiski H. Properties of Ammonium Nitrate based Fertilisers. PhD Thesis. Helsinki, Finland: University of Helsinki; 2009.
• [7] Akhmed R, Shafoat N. Nitrogen-phosphorous fertilizers on the base of concentrated ammonium nitrate solution and Central Kyzylkum phosphate raw material. Pol J Chem Tech. 2014;16(3):3-35. DOI: 10.2478/pjct-2014-0046.
• [8] Marlair G, Kordek MA. Safety and security issues relating to low capacity storage of AN-based fertilizers. J Hazard Mater A1. 2005;23:13-28. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2005.03.028.
• [9] Pittman W, Han Z, Harding B, Tosas C, Jiang J, Pineda A, et al. Lessons to be learned from an analysis of ammonium nitrate disasters in the last 100 years. J Hazard Mater. 2014;280:472-477. DOI: 10.1016/j.hazmat.2014.08.037.
• [10] Li XR, Koseki H. Study on the contamination of chlorides in ammonium nitrate. Process Saf Environ. 2005;83:31-37. DOI: 10.1205/psep.04060.
• [11] Rudjak I, Kaljuvee T, Trikkel A, Mikli V. Thermal behaviour of ammonium nitrate prills coated with limestone and dolomite powder. J Therm Anal Calorim. 2010;99:749-754. DOI: 10.1007/s10973-009-0391-y.
• [12] Han Z, Sachdeva S, Papadaki MI, Mannan MS. Ammonium nitrate thermal decomposition with additives. J Loss Prevent Proc. 2015;35:307-315. DOI: 10.1016/j.jlp.2014.10.011.
• [13] Izato Y, Miyake A. Thermal decomposition mechanism of ammonium nitrate and potassium chloride mixtures. J Therm Anal Calorim. 2015;121:287-294. DOI: 10.1007/s10973-015-4739-1.
• [14] Han Z, Sachdeva S, Papadaki MI, Mannan S. Effects of inhibitor and promoter mixtures on ammonium nitrate fertilizer explosion hazards. Thermochim Acta. 2016;624:69-75. DOI: 10.1016/j.tca.2015.12.005.
• [15] Dechy N, Bourdeaux T, Ayrault N, Kordek MA, Le Coze JC. First lessons of the Toulouse ammonium nitrate disaster, 21st September 2001, AZF plant, France. J Hazard Mater. 2004;111:131-138. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2004.02.039.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).