Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of thermal analysis and calorimetry for assessment of safety and quality of nitrogen fertilizers

Poplawski D., Kaniewski M., Hoffmann J., Hoffmann K.

Scientific Journal of the Military University of Land Forces

|

2018

|

Vol. 50, No. 3(189)

206--217

EN

The paper presents the results of studies carried out using differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC), conjugated with thermogravimetry (TG). Measurements were made for samples with differentiated compositions, mainly consisting of ammonium nitrate with fertilizer purity and compounds that may be present in nitrogen fertilizers as potential additives or contaminants. The possibilities of applied techniques and recommendations concerning proper selection of measurement conditions are described. Furthermore, the method of interpretation of the obtained results is presented, which allows evaluating the thermal stability of the tested mixtures for the safety and quality of nitrogen fertilizers.

2

Wpływ parametrów magazynowania na zawartość wilgoci w ogrodniczej wełnie mineralnej

Nieweś D., Kaniewski M., Huculak-Mączka M., Hoffmann K., Hoffman J., Zielnik J., Rudowicz K.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 12

2093--2097

PL

Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wpływu parametrów magazynowania na zawartość wilgoci w ogrodniczej wełnie mineralnej, opartych na macierzy eksperymentu zgodnej z planem Boksa i Behnkena dla dwóch rodzajów próbek ogrodniczej wełny mineralnej świeżej oraz pouprawowej. Jako parametry przechowywania wybrano czas, temperaturę oraz wilgotność względną otoczenia. Wpływ każdego z parametrów, a także jego współczynnik istotności w analizowanym układzie określono poprzez wygenerowanie trójwymiarowych wykresów powierzchni odpowiedzi z wykresami warstwicowymi oraz tabel współczynników regresji dla opracowanych modeli.

EN

Effect of temp. (35-55°C), storage time (24–72 h) and relative humidity of environment (30-50%) on the moisture content in pure and used mineral wool was studied under lab. conditions by using Box-Behnken exp. design. The moisture content in the used wool increased with decreasing temp. but did not significantly depend on storage time and air humidity.

3

Ocena możliwości wtórnego wykorzystania odpadów ogrodniczej wełny mineralnej do produkcji podłoży ogrodniczych

Hoffmann K., Rudowicz S., Rudowicz J., Pokusa D., Szymczak R., Huculak-Mączka M., Hoffmann J.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 11

1894--1898

PL

Przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem odpadowej wełny mineralnej w produkcji podłoży ogrodniczych. Wykonano analizy fizykochemiczne typowych odpadów po produkcji ogórka i pomidora. W skali doświadczalnej przetestowano uzyskane mieszane podłoża. Bazując na otrzymanych wynikach, opracowano koncepcję, schemat technologiczny oraz podstawowy bilans materiałowy otrzymywania podłoża ogrodniczego jako mieszanki torfu, wełny mineralnej i nawozu NPK. Przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem odpadowej wełny mineralnej w produkcji podłoży ogrodniczych. Wykonano analizy fizykochemiczne typowych odpadów po produkcji ogórka i pomidora. W skali doświadczalnej przetestowano uzyskane mieszane podłoża. Bazując na otrzymanych wynikach, opracowano koncepcję, schemat technologiczny oraz podstawowy bilans materiałowy otrzymywania podłoża ogrodniczego jako mieszanki torfu, wełny mineralnej i nawozu NPK.

EN

Mineral wool waste from vegetable cultivation was dried (105°C, 3 h) then mech. shredded to grains <10 mm and mixed sep. with 1 of the 4 types of peat in mass ratio 2:3 or 1:4. The substrates were enriched by the addn. of a N, P or K-contg. fertilizer and then studied for d., dry matter content, pH, water capacity and conductivity in accordance with the relevant stds. as well as compared with analogous parameters of com. substrates. Both types of substrates had comparable physicochem. parameters. In addn., a technol. scheme for the prepn. of horticultural substrate made of peat, mineral wool waste and NPK fertilizer was given.

4

Badania nad możliwością ekstrakcji substancji humusowych z wybranych surowców

Huculak-Mączka M., Braun M., Hoffmann J., Hoffmann K.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 10

1680--1683

PL

W celu określenia możliwości ekstrahowania substancji humusowych z wybranych surowców przeprowadzono procesy ekstrakcji z wykorzystaniem torfu ogrodniczego oraz węgla brunatnego. Badane substancje organiczne otrzymywano poprzez alkaliczną ekstrakcję z użyciem dwóch rodzajów ekstrahentów: 0,1 M roztworu KOH i jego mieszaniny z 0,1 M roztworem Na4P2O7. Roztworu KOH użyto w trzech różnych stężeniach (0,1 M, 0,25 M i 0,5 M). Dla każdego z ośmiu wykonanych procesów ekstrakcji wyznaczono stopnie wyekstrahowania kwasów humusowych oraz kwasów huminowych. Najkorzystniejsze wyniki dla węgla brunatnego wynosiły ok. 50% wyekstrahowania kwasów humusowych, natomiast dla torfu ok. 30%. Rezultaty badań potwierdzają możliwość pozyskiwania substancji humusowych z torfu ogrodniczego i węgla brunatnego przy użyciu zastosowanych cieczy ekstrahujących.

EN

KOH solns. with concns. of (i) 0.1 M, (ii) 0.25 M and (iii) 0.5 M as well as (iv) its mixt. (i) with 0.1 M Na4P2O7 soln., mixed in a 1:1 vol. ratio were used to ext. of the sum of humic and fulvic acids and humic acids from peat and lignite. The mass ratio of org. material to extractant was 1:20. In the main, the extractant (ii) was the most effective for both tested materials. Using this extractant for the lignite, the yields of the sum of humic and fulvic acids and humic acids were 47.52 and 46.47%, resp. For the peat, the yields were 29.35 and 27.90%, resp. The extractants (i) and (iv) were the least effective for lignite and peat, resp.

5

Wpływ siarczanu potasu na stabilność termiczną mieszanin azotanu amonu oraz chlorku potasu

Kaniewski M., Popławski D., Klem-Marciniak E., Nieweś D., Hoffmann K., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

507--512

PL

Azotan amonu wykorzystywany jest w produkcji nawozów oraz materiałów wybuchowych. Jego silnie egzotermiczny rozkład był przyczyną licznych wypadków, które miały miejsce w ostatnim stuleciu. Zdefiniowano wiele substancji chemicznych, które mają wpływ na rozkład azotanu amonu. Chlorki opisywane są jako czynnik przyspieszający, natomiast siarczany jako spowalniający. Z uwagi na występowanie mieszanin azotanu amonu oraz chlorku potasu w formie nawozów wieloskładnikowych niezbędne jest zbadanie stabilizującego wpływu siarczanu potasu, który może być stosowany jako dodatek nawozowy. Celem wykonanych analiz było zbadanie zachodzących w mieszaninach przemian fizykochemicznych z uwzględnieniem niebezpiecznego rozkładu azotanowego dodatku nawozowego. Porównano wyniki otrzymane w trakcie analizy mieszanin azotanu amonu, chlorku potasu oraz siarczanu potasu w różnych proporcjach. Analizy wykonano z wykorzystaniem różnicowej analizy termicznej sprzężonej z termograwimetrią (DTA-TG). Otrzymane wyniki pomogą w stwierdzeniu, czy nawozy wieloskładnikowe na bazie azotanu amonu mogą zawierać chlorki, jeżeli w układzie obecne są dodatkowo substancje stabilizujące egzotermiczny rozkład. Przeprowadzone analizy pozwolą również na wykonywanie dalszych badań w celu znalezienia optymalnych dodatków zapewniających bezpieczeństwo w trakcie stosowania tego typu nawozów.

EN

Ammonium nitrate is used in the production of fertilizers and explosives. Its highly exothermic decomposition has caused numerous incidents that took place during the last century. There are some chemical compounds that can affect the decomposition of ammonium nitrate. Chlorides are described as an accelerating factor and sulphates are known to inhibit the exothermic reaction. Due to the presence of mixtures of ammonium nitrate and potassium chloride in the form of multicomponent fertilizers, it is necessary to examine the stabilizing influence of potassium sulphate, which can be used as a fertilizer additive. The aim of the study was to examine physicochemical changes, taking into account the dangerous decomposition of nitrate fertilizer additive. Results obtained from the thermal analysis of ammonium nitrate, potassium chloride and potassium sulphate mixtures of various rations were compared. Analysis was carried out using differential thermal analysis coupled with thermogravimetry (DTA-TG). Acquired results will help in determining whether ammonium nitrate-based fertilizers can contain chlorides in the presence of decomposition stabilizing substances. Analyses, that were carried out, should enable further research to find the optimal additives that could ensure the safe usage of aforementioned fertilizers.

6

Torf i węgiel brunatny jako surowce do otrzymywania kwasów humusowych

Huculak-Mączka M., Braun-Giwerska M., Nieweś D., Mulica M., Hoffmann J., Hoffmann K.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

499--505

PL

Kwasy humusowe stosowane są często w rolnictwie i wielu dziedzinach przemysłu. Substancje te mogą być wykorzystywane jako dodatki do rozmaitych preparatów nawozowych oraz pasz. Aplikacja kwasów humusowych do gleb umożliwia intensyfikację produkcji roślinnej. Zastosowanie tych związków w karmieniu zwierząt gospodarskich pozwala natomiast na otrzymywanie żywności lepszej jakości. Rezultaty te są szczególnie ważne ze względu na konieczność spełniania przez rolników coraz wyższych wymagań dotyczących ilości i sposobów wytwarzania produktów spożywczych. Istotne zatem jest wyznaczenie najkorzystniejszych procesów izolacji kwasów humusowych, określenie parametrów takich procesów, a także wskazanie odpowiednich surowców. Celem przeprowadzonych badań było otrzymywanie frakcji humusowej z dwóch materiałów organicznych, torfu i węgla brunatnego, metodą ekstrakcji alkalicznej. Określono przydatność tych surowców jako źródeł kwasów humusowych. Porównano również skuteczność ekstrakcji w zależności od rodzaju i stężenia zastosowanego ekstrahenta.

EN

Humic and fulvic acids are used frequently in agriculture and many branches of the industry. These substances may be utilized as additives to various fertilizer formulations and feed. The application of humic and fulvic acids to soils enables the intensification of plant production. The use of these substances in feeding livestock allows to obtain a better quality of food. These results are particularly important for farmers due to the necessity to meet increasingly high requirements regarding the quantity and methods of the food production. Therefore, it is important to determine the most beneficial processes for the isolation of humic substances, parameters of such processes and to indicate appropriate raw materials. The aim of this study was to obtain humic fractions from two organic materials, peat and lignite, by alkaline extraction. The usefulness of these raw materials as sources of humic and fulvic acids was determined. The effectiveness of the extraction with various types and concentrations of extractants was compared.

7

Analiza kinetyki reakcji złożonych na przykładzie rozkładu azotanu amonu

Popławski D., Huculak-Mączka M., Hoffmann K., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

561--569

PL

W pracy przedstawiono sposób wyznaczenia parametrów kinetycznych złożonej reakcji rozkładu azotanu amonu. W obliczeniach wykorzystano dane pochodzące z pomiarów przeprowadzonych z zastosowaniem skaningowej kalorymetrii różnicowej sprzężonej z termograwimetrią i spektrometrią mas (DSC-TG-MS). Badane próbki ogrzewano z trzema różnymi szybkościami: 3, 5 i 10 K/min. Parametry kinetyczne reakcji rozkładu wyznaczono z zastosowaniem metody dopasowywania modelu, wykorzystując regresję nieliniową. Uzyskane wyniki zdają się potwierdzać współistnienie dwóch konkurujących ze sobą procesów: endotermicznej dysocjacji i odparowania azotanu amonu oraz jego egzotermicznego rozkładu.

EN

The paper presents a method of determining the kinetic parameters of complex reaction of ammonium nitrate decomposition. The data from measurements carried out with the use of differential scanning calorimetry coupled with thermogravimetry and mass spectrometry (DSC-TG-MS) were used in the calculations. The test samples were heated with three different rates: 3, 5 and 10 K/min. Kinetic parameters of the decomposition reaction were determined by model fitting method using nonlinear regression. The obtained results seem to confirm the existence of two competing processes: the endothermic dissociation and evaporation of ammonium nitrate and its exothermic decomposition.

8

Ocena jakości stałych nawozów na bazie azotanu(V) amonu i ich podatności na przenoszenie detonacji

Kaniewski M., Popławski D., Huculak-Mączka M., Nieweś D., Hoffmann K., Hoffmann J.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 10

2101--2104

PL

Wykorzystano model matematyczny pozwalający na ocenę podatności na przenoszenie detonacji nawozu na bazie azotanu(V) amonu z pomiarów jego właściwości fizykochemicznych w celu zastąpienia nim kosztowanego testu zalecanego w rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego w sprawie nawozów. Wybrano równanie zaproponowane dla nawozów o wysokiej zawartości azotu na bazie azotanu(V) amonu powleczonych środkami powierzchniowo czynnymi. Zbadano takie właściwości fizykochemiczne nawozów azotowych uzyskanych z różnych źródeł, jak retencja oleju, gęstość nasypowa, uziarnienie, zawartość wilgoci oraz zawartość azotu całkowitego. Żaden z parametrów nie był niezgodny z wartościami deklarowanymi przez producentów. Stwierdzono, że wybrany model jest odpowiedni do oceny podatności na przenoszenie detonacji w nawozach o niższej zawartości azotu, jednakże konieczne jest ulepszenie lub zastąpienie go innym równaniem, aby móc szacować daną właściwość w nawozach o innych kompozycjach chemicznych.

EN

Samples of NH₄NO₃-based fertilizers were studied for porosity (oil retention), bulk d., grain size distribution, moisture and total N content to det. their liability to detonation according to a math. model given by A. Kołaczkowski et al. (2000). The model was fit to describe the detonating liability.

9

Badania nad zastosowaniem octanu wapnia do usuwania α- i β-kwasów z odpadów chmielowych

Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Klem-Marciniak E., Kaniewski M., Popławski D., Hoffmann J.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 2

437--440

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu usuwania substancji goryczkowych (α- i β-kwasów), z zastosowaniem octanu wapnia, z odpadów chmielowych z przemysłu browarniczego, tzw. wychmielin, powstałych po zastosowaniu procesów ekstrakcji w warunkach nadkrytycznych. Pozbawione tą metodą gorzkich kwasów wychmieliny mogą być wykorzystane w mieszankach paszowych. Na podstawie wyników badań doświadczalnych określono warunki prowadzenia procesu. Ze względów technologicznych i paszowych należy stosować roztwory octanu wapnia o stężeniu 1-3% mas.

EN

Bitter substances (α- and β-acids) were removed from hop waste from the brewing industry by extn. with aq. Ca(OAc)2 solns. (1-5% by mass). The removal degree of α- and β-acids was 48-55% and that of their isomers was 49-79% by mass. The purified waste met the requirements for animal fodder.

10

Badania biodegradacji chelatorów nawozowych w środowisku wodnym w warunkach testu kinetycznego

Klem-Marciniak E., Hoffmann K., Hoffmann J., Porwoł M.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 11

2253--2255

PL

Określono stopień biodegradacji 5 ligandów wykorzystywanych w przemyśle nawozowym w warunkach testu kinetycznego. Stopień biodegradacji kwasu etylenodiamino-N,N’-di- [(2-hydroksyfenylo)octowego] wynosił 55%, a kwasu etylenodiamino-N,N’-di[(2-hydroksy-5-sulfofenylo)octowego] 34%. Tylko kwas iminodibursztynowy uległ całkowitej degradacji po 5 dniach eksperymentu.

EN

Five chelating agents were studied for biodegradability in activated sludge under kinetic test conditions (aeration) for 42 days. The degrdn. degree of the ethylenediamine-N,N’-di(2-hydroxyphenyl) acetic acid was 55% and of ethylenediamine-N,N’-di(2-hydroxy-5-sulfophenyl) acetic acid was 34%. The iminodisuccinic acid was completely degraded after 5 days of expts.

11

Właściwości fizykochemiczne wybranych chelatów nawozowych

Klem-Marciniak E., Hoffmann K., Kaniewski M., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 1

157--163

PL

Wzrost liczby ludności spowodował zwiększenie areału pól uprawnych, wprowadzenie nowych gatunków roślin, a także zubożenie gleb, co doprowadziło do rozwoju przemysłu nawozów makro- i mikroelementowych. Mikroelementy podawane w postaci chelatów charakteryzują się większym pobieraniem zastosowanego składnika, ułatwiają ich przemieszczanie się w roślinie, przez co charakteryzują się szybszym i skuteczniejszym działaniem, nawet w warunkach ograniczonej wilgotności. Struktura kleszczowa, którą tworzą, zapewnia trwałość oraz stabilizację mikroelementu. W Rozporządzeniu nawozowym opisano 13 związków należących do związków aminopolikarboksylowych (APCAs). Ligand z grupy APCA reaguje z mikroelementami w stosunku molowym 1:1, jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, stabilizuje mikroelement w szerokim zakresie pH oraz zapewnia wysoki stopień skompleksowania. Nawozy takiego typu są 2-5 razy efektywniejsze niż nieorganiczne sole siarczanowe. Wysoki stopień pobrania składnika pokarmowego pozwala zmniejszyć dawkowanie nawozów, co minimalizują także niekorzystne wpływy na środowisko. Zastosowanie chelatów umożliwia stworzenie preparatu zawierającego jeden lub kilka składników występujących w małej ilości w roztworze glebowym. Celem pracy jest analiza właściwości fizykochemicznych wybranych chelatów stosowanych w przemyśle nawozowym.

EN

Causes of population growth include increasing the area of arable land, the introduction of new species of plants and soil depletion, which led to the development of the fertilizer industry macro- and micronutrients. Micronutrients in the form of chelates have a greater collection trace element, facilitate the movement of the plant, which are characterized by faster and more efficient operation, even under conditions of reduced humidity. The tick structure which is formed provides durability and stabilization of the micronutrient. The Regulation of the European Parliament and of the Council EC No 2003/2003 of 13 October 2003 is described 13 compounds belonging to the aminopolycarboxylic group (APCAs). Ligand from the group APCA reacts with trace elements in a molar ratio of 1:1, is highly soluble in water, stabilized trace element in a wide range of pH and a high degree of complexation. This type of fertilizer are 2-5 times more efficient than inorganic sulfate salts. The high degree of nutrients uptake can reduce the dosage of fertilizers, which minimize the adverse effects on the environment. The use of chelates allows the creation of a preparation comprising one or more microelements occurring deficiency. The aim of the study is to analyze the physicochemical properties of selected chelates used in the fertilizer industry.

12

Optymalizacja procesu utleniania NOx w procesie syntezy HNO3 z zastosowaniem programu Aspen Plus

Nieweś D., Kaniewski M., Popławski D., Huculak-Mączka M., Klem-Marciniak E., Hoffmann J., Hoffmann K.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

553--559

PL

Kwas azotowy(V) jest związkiem chemicznym, którego większość przemysłowej produkcji jest wykorzystywana do wytwarzania nawozów azotowych. Ze względu na ciągły wzrost zapotrzebowania na produkty azotowe, który podyktowany jest dynamicznym wzrostem populacji ludności świata, produkcja HNO3 ciągle wzrasta. Istotnym problemem w przypadku syntezy HNO3 jest kwestia zanieczyszczeń, głównie gazowych, które są generowane w trakcie procesu. Głównym celem badań było wykorzystanie symulacji komputerowej procesu utleniania mieszaniny gazowej tlenków azotu, powstałej po utlenieniu amoniaku, do innych form tlenkowych. Określono optymalne parametry procesowe pozwalające na otrzymanie jak najwyższego stężenia kwasu azotowego(V). Pozwala to na uzyskanie maksymalnego stopnia przereagowania NOx do końcowego produktu, co jednocześnie minimalizuje ilość gazów odlotowych stanowiących odpad poprodukcyjny. Analizę procesu oparto na symulacji komputerowej wykonanej w programie Aspen Plus. Optymalizowanym parametrem był strumień molowy gazowych produktów utleniania amoniaku, poddawanych dalszemu utlenieniu do NOx. Wykonana analiza pozwoliła na określenie zależności stężenia kwasu azotowego(V), a także stopnia przereagowania NOx do HNO3, od optymalizowanego parametru.

EN

Nitric acid is a chemical compound that is mostly used in the nitrate fertilizers production. Due to an increased demand for nitrogen compounds, which is caused by the growth in the global population, the production of nitric acid is increasing. An important issue in HNO3 production are the gaseous pollutants, which are generated during the process. The main objective of this study was the computer simulation of the oxidation process, where the substrate was a gas mixture formed after ammonia oxidation process. The essence of this process was the oxidation of gaseous mixture comprised of nitrogen oxides and oxygen to other nitrogen oxides. Optimal process parameters to obtain the highest HNO3 concentration were chosen. This allows to get the maximum NOx conversion and minimized concentration of NOx in a waste gas stream. Analysis of process parameters was based on the computer simulation in Aspen Plus. Molar flow of gaseous oxidation products of ammonia was optimized. Obtained results allowed to determine the dependency of the concentration of nitric acid and NOx to HNO3 conversion on optimized parameter.

13

Opis matematyczny oczyszczania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego z użyciem eteru diizopropylowego

Huculak-Mączka M., Nieweś D., Kaniewski M., Hoffmann J., Hoffmann K.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

497--505

PL

Ze względu na szerokie zastosowanie, głównie w przemyśle nawozowym, kwas fosforowy jest jednym z ważniejszych produktów wielkiej chemii. Jego produkcja jest od wielu lat przedmiotem badań nieorganicznej technologii chemicznej. Głównym problemem w tzw. metodzie mokrej, ekstrakcyjnej, która stanowi podstawę przemysłowego otrzymywania H3PO4, jest kwestia jego oczyszczania z jonów metali przemieszczających się w procesie rozkładu surowca kwasem siarkowym(V) do kwasu fosforowego. Zanieczyszczenia te pochodzą głównie ze złóż minerałów fosforonośnych, będących surowcem w procesie. Prowadzi się liczne badania, mające na celu określenie przydatności wybranych rozpuszczalników organicznych w procesie oczyszczania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego metodą ekstrakcji H3PO4 do fazy organicznej, a następnie reekstrakcji produktu wodą. Ze względu na występowanie surowców o coraz większej zawartości zanieczyszczeń poszukuje się nowych sposobów oceny przydatności poszczególnych ekstrahentów w zmieniających się warunkach technologicznych. Celem pracy było wykonanie symulacji komputerowej, w której modelowano proces ekstrakcyjnego oczyszczania kwasu fosforowego z zastosowaniem eteru diizopropylowego (DiPE). Otrzymane wyniki porównano z rezultatami eksperymentów laboratoryjnych, co umożliwiło zweryfikowanie zaproponowanego modelu matematycznego opisującego proces oczyszczania kwasu. W przyszłości możliwe będzie ocenienie zastosowania otrzymanego modelu matematycznego do opisu innych ekstrahentów.

EN

In the view of a wide range of applications of phosphoric acid, mainly in fertilizer industry, H3PO4 is one of the most important products in the large volume inorganic chemistry. Its industrial production has been the subject of studies in inorganic chemical technology for many years. The main problem of the wet, extraction method, which is the basic method of phosphoric acid production, is the separation of metal ions from the unpurified acid. These ions come from raw phosphorous materials, which were digested by sulfuric acid in the phosphoric acid production process. There are studies about the use of organic solvents in purification of phosphoric acid by extraction method, where H3PO4 is extracted to the organic phase and then next to the water. Researchers are looking for new methods of assessment of other extractants due to the increasing impurity of available raw materials. The main objective of this study was to simulate the method of phosphoric acid purification by extraction. Diisopropyl ether was used as an organic solvent. Results of the simulation have been compared with laboratory results. That allowed to verify the proposed model. The mathematical model can be assessed in terms of its usability for different extractants in the future.

14

Hodowla osadu przeznaczonego do badań biodegradacji chelatów nawozowych

Klem-Marciniak E., Popławski D., Porwoł M., Pająk J., Hoffmann K.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 1

165--173

PL

Chelaty mikroelementowe znajdują coraz częściej zastosowanie w produkcji nawozów płynnych i drobnokrystalicznych. Ligandy o właściwościach chelatujących pozwalają stabilizować mikroskładnik w szerokim zakresie pH oraz zapewniają lepszą i skuteczniejszą przyswajalność. Związki należące do grupy aminopolikarboksylowych (APCAs) stosowane są w produkcji nawozów. Najczęściej wykorzystywana jest sól sodowa kwasu etylenodiaminotetra octowego (EDTA). Związek ten zaliczany jest do substancji niebiodegradowalnych. Jego wysokie stężenie występuje w środowisku nawet po 15 latach i może powodować remobilizację metali dennych i rzecznych, eutrofizację wód, a w konsekwencji wprowadzenie metali ciężkich do łańcucha pokarmowego. Wpływ na środowisko naturalne określa się poprzez czas rozkładu związku pod wpływem mikroorganizmów. Stopień biodegradacji wyznacza się metodą testu statycznego i kinetycznego. W obu metodach istotna jest jakość zastosowanego osadu czynnego pobieranego z oczyszczalni ścieków. Celem badań było określenie właściwości fizykochemicznych osadu czynnego pobranego bezpośrednio z komór napowietrzających w oczyszczalni ścieków oraz modyfikacja sposobu hodowli osadu w taki sposób, by umożliwić wykorzystywanie go do badań biodegradacji chelatów nawozowych.

EN

Microelement chelates are increasingly being used in the production of liquid fertilizers and fine crystal. Ligands for chelating properties allow to stabilize trace elements in wide range of pH and provide better and more efficient assimilation. The compounds belonging to aminopolycarboxylic group (APCAs) are used in fertilizer production. Most commonly used is the sodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). This compound is one of the substances, which are not biodegradable. High concentrations found in the environment even after 15 years and may cause remobilization of metal from river bottom, eutrophication and consequently, the introduction of heavy metals into the food chain. Impact on the environment is determined by the time distribution of the compound under the influence of microorganisms. The degree of biodegradation is determined by static and kinetic test. In both methods, it is important quality of the used activated sludge taken from wastewater treatment plants. The aim of the study was to determine the physicochemical properties of the activated sludge downloaded directly from the aeration chambers in sewage treatment plant and modification of breeding activated sludge in such a way as to allow use it to research fertilizer chelate biodegradation.

15

Badania nad wykorzystaniem fosforanu tributylu w procesach oczyszczania kwasu fosforowego(V)

Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Kaniewski M., Hoffmann J.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 11

2276--2280

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu oczyszczania kwasu fosforowego(V) metodą ekstrakcji H3PO4 do fazy organicznej, z wykorzystaniem tributylofosforanu (TBP) jako ekstrahenta. Badania prowadzono w skali laboratoryjnej dla założonej macierzy przebiegu eksperymentu, stosując modelowy kwas fosforowy(V). Jako reprezentację zanieczyszczeń wykorzystano jony żelaza występujące w kwasie ekstrakcyjnym. Dokonano optymalizacji procesu. Stwierdzono, że zastosowanie TBP do ekstrakcji H3PO4 z zanieczyszczonego kwasu pozwala otrzymać praktycznie czysty kwas fosforowy(V).

EN

Com. H3PO4 was purified by extn. with (BuO) 3PO from an aq. soln. to remove Fe3+ ions under lab. conditions according to a design of expts. at 32–45°C and H2O/(BuO) 3PO vol. ratio 0.3–1.5. The process was described by a polynomial equation. The highest extn. degree (82.45%) was achieved at 16.15°C and H2O/(BuO) 3PO ratio 0.3 after 53.13 min of extn.

16

Zastosowanie reakcji Mannicha do otrzymania chelatów nawozowych

Klem-Marciniak E., Olszewski T., Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Popławski D.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

165--171

PL

Wzrost liczby ludności spowodował intensyfikację rolnictwa, co doprowadziło do zubożenie gleb w makro- i mikroelementy. Mikroskładniki pobierane są przez rośliny w niewielkich ilościach, jednak stanowią czynnik determinujący wielkość i jakość plonowania. Pełnią funkcję biochemiczne, a ich zastąpienie przez inne pierwiastki jest niemożliwe. Przemysł nawozów mikroelementowych istnieje stosunkowo od niedawana. W produkcji nawozów istotne jest, by zapewnić efektywność stosowanych preparatów oraz zminimalizować niekorzystny wpływ na środowisko. Coraz częściej mikroelementy aplikowane są w postaci chelatów, które cechują się dużą trwałością. Związki należące do grupy aminopolikarboksylowych są wykorzystywane w produkcji płynnych nawozów mikroelementowych. Nadal najczęściej stosowaną substancją jest sól disodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA). Doniesienia literaturowe świadczą o słabej biodegradacji tego związku. Nieustannie poszukuje się nowych związków, których rozkład nie będzie negatywnie wpływał na środowisko. Istotne jest także, by substancja chelatująca stabilizowała mikroelement w szerokim zakresie pH. Celem badań była próba otrzymania związków aminopolikarboksylowych z wykorzystaniem reakcji Mannicha. Jej zaletami są: jednoetapowość reakcji oraz dostępność substratów. Synteza ta posiada duży potencjał aplikacyjny.

EN

The population growth caused an increase in agriculture, which led to the impoverishment of the soil in macro- and microelements. Micronutrients are assimilated by plants in small amounts, however, are a factor in determining the size and quality of crops. They serve as biochemical, and their replacement by other elements is impossible. Micronutrient fertilizers industry has developed relatively recently. The production of fertilizers is essential to ensure the effectiveness of assimilated, and minimize the adverse impact on the environment. Increasingly, micronutrients are applied in the form of chelates, which are characterized by high stability. The compounds belonging to the group aminopolycarboxylic compounds are used in the production of micronutrients liquid fertilizer. Still most commonly used substance is the disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). Literature reports indicate poor biodegradability of this compound. Still looking for new compounds whose distribution does not have a negative impact on the environment. It is also important that the trace element chelator stabilized in a wide pH range. The aim of this study was to obtain aminopolycarboxylic compounds using Mannich reaction. One-step this reaction and the availability of substrates is a big advantage this reaction. This synthesis has a large application potential.

17

Wpływ dodatku węglanów na stabilność termiczną mieszanek azotanu amonu z odpadową wełną mineralną

Popławski D., Hutna A., Hoffmann K., Kaniewski M., Klem-Marciniak M.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

273--280

PL

Zbadano możliwość ograniczenia ryzyka rozkładu mieszanki wełny mineralnej z azotanem(V) amonu poprzez zastosowanie dodatku wypełniaczy węglanowych wykorzystywanych powszechnie w celu stabilizacji nawozów azotowych na bazie azotanu(V) amonu. Przedstawiono wyniki oznaczeń głównych składników wybranych minerałów węglanowych: wapnia, magnezu, żelaza oraz części nieroztwarzalnych w kwasie solnym. Na tej podstawie wyselekcjonowano wypełniacze, których następnie użyto w badaniach skuteczności stabilizacji mieszanek wełny mineralnej i azotanu(V) amonu z wykorzystaniem węglanów. Pomiary przeprowadzono z zastosowaniem różnicowej analizy termicznej sprzężonej z termograwimetrią i spektrometrią mas (DTA-TG-MS). Użyta w badaniach wełna mineralna stanowiła odpad po jednorocznym cyklu uprawy pomidora. Przed sporządzeniem mieszanek wełna została wysuszona na powietrzu i rozdrobniona do frakcji o średnicy poniżej 0,40 mm.

EN

In this study it was investigated the ability to reduce the risk of the thermal decomposition of mixture of mineral wool and ammonium nitrate by applying carbonate fillers commonly used to stabilize the nitrogen fertilizers based on ammonium nitrate. Paper presents the analysis of the main components of selected carbonate minerals: calcium, magnesium, iron and compounds insoluble in hydrochloric acid. Based on it, the fillers for further tests were selected. They were used in studies on carbonates efficiency in stabilization of the mixtures of mineral wool and ammonium nitrate. Measurements were carried out using differential thermal analysis coupled with thermogravimetry and mass spectrometry (DTA-TG-MS). Used mineral wool was a waste after the annual cycle of tomato crops. Before tests, the rockwool was dried in the air and crushed to a fraction of a diameter below 0.40 m

18

Dziś trudny odpad jutro surowiec

Hoffmann J, Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Surowiak A., Surowiak S., Surowiak A.

Recykling

|

2015

|

nr 7-8

24--27

19

Właściwości nawozowe osadu pofiltracyjnego z gnojowicy świńskiej

Klem-Marciniak E., Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Hoffmann J., Makara A., Kowalski Z.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 12

2158-2161

PL

Gnojowica zawiera duże ilości składników nawozowych i polepszających strukturę gleby. Wtórne wykorzystanie jej w produkcji rolniczej ograniczy zużycie azotu i potasu, import nieodnawialnych surowców fosforowych i gazu ziemnego, a także pozwoli zmniejszyć problem ekologiczny związany z występowaniem odorów i zanieczyszczenia atmosfery, gleb i wód gruntowych. Zastosowano filtrację w rozdziale gnojowicy świńskiej, jako wstępny proces jej dalszego wykorzystania oraz określono właściwości nawozowe otrzymanego osadu.

EN

Six pig manure samples were treated with H3PO4 and H2SO4 to mineralize the org. matter and kill microorganisms, modified by addn. of lime milk and superphosphate, filtered off, and analyzed for P, N, Ca, P, Mg, S and Fe by std. methods. The process resulted in decreasing the N content and increasing the P content in the solid fertilizer produced.

20

Odzyskiwanie fosforanów(V) z gnojowicy bydlęcej

Kozik A., Hutnik N., Hoffmann K., Huculak-Mączka M.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 6

938-942

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu ciągłego odzyskiwania jonów fosforanowych(V) z modyfikowanej laboratoryjnie gnojowicy bydlęcej. Stwierdzono, że jony fosforanowe(V) obecne w roztworze zasilającym instalację doświadczalną uległy praktycznie całkowitemu wytrąceniu w postaci trudno rozpuszczalnych soli: struwitu (58,6% mas.) i bezpostaciowego fosforanu wapnia (36,2% mas.). Produkt stały zawierał także zanieczyszczenia, głównie w postaci trudno rozpuszczalnych wodorotlenków metali. Rozmiar największych cząstek stałych wynosił 220 μm, natomiast średni ich rozmiar 37,0 μm. Jednorodność populacji cząstek stałych w produkcie była niezadowalająca, przy dużej ich aglomeracji i tendencji do zbrylania.

EN

Modified cattle manure contg. 0.340% by mass phosphate(V) ions was treated in lab. exptl. plant equipped with an internal forced circulation of the suspension by stirring at pH 9, 298 K, agitation speed 240 rpm for 3600 s. The resulting solid product contained struvite (58.6% by mass), amorphous Ca₃ (PO₄)₂ (36.2% by mass) and NaCl and KCl 3.6 and 1.6% by mass, resp. The final concn. of phosphate(V) ions in the mother liquor was 12 mg/kg. The av. solid particle size was 37.0 μm (max. 220 μm). Homogeneity within population of product particles was unsatisfactory due to high agglomeration effects.