Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Changes in handling and storage procedures for ammonium nitrate in the united states as a consequence of the explosion at west fertilizer company (2013)

Wolny Paweł, Tuśnio Norbert

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2022

|

Nr 83

46--60

EN

This article presents an analysis of similarities and differences in the approach to storing ammonium nitrate in conformity with NFPA standards, which apply not only within the United States, but also in plants or storage areas owned by US corporations where the provisions of these regulations are more restrictive than those of the local law. The procedures developed by NFPA are considered to be among the best in the world in terms of the complexity of the problem analysed and the range of studies on which they had been based, as well as on post-accident analyses related to fire safety, explosion risks and, above all, the problem of protecting people from the consequences of fires or other localised hazards.

PL

Artykuł stanowi analizę podobieństw i różnic w podejściu do przechowywania saletry amonowej według standardów NFPA, które znajdują zastosowanie nie tylko na terytorium Stanów Zjednoczonych, ale również w zakładach czy obszarach magazynowych należących do amerykańskich korporacji, jeżeli zapisy tych regulacji są bardziej restrykcyjne niż przepisy lokalnego prawa. Procedury opracowywane przez NFPA należą do najlepszych na świecie pod względem wielowątkowości analizowanego problemu, jak i zakresu badań, na których się opierają, a także analiz powypadkowych dotyczących danego obszaru związanego z bezpieczeństwem pożarowym, zagrożeniami wybuchowymi, a przede wszystkim problematyce ochrony ludzi przed konsekwencjami pożarów lub innych miejscowych zagrożeń.

2

Change of dynamic characteristics of foamed explosive substances under the influence of ultrasonic radiation

Boiko Viktor, Kravets Viktor, Han Anatolii, Han Olena, Zakusylo Roman

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2021

|

T. 13

89--95

EN

Compositions of low-density foamed explosives based on ammonium nitrate (AN), surfactants and aluminum powder were obtained. The dynamic and physico-chemical characteristics of the foamed substances were determined and the influence of ultrasonic radiation on them researched. The dependence of the physical stability of foamed explosives on the effect of ultrasonics on AN was obtained and it was found that the greatest physical stability was achieved when treating AN with ultrasonic radiation for 4 min. The scheme of the device and the method of preparation of such low-density foamed explosives are described. The use of low-speed mechanical mixing of the surfactant solution and treatment with ultrasonic radiation and crushed AN with the addition of 3-4% of dispersed aluminum resulted in materials, which, after appropriate aeration, can be fed directly to the blasting site.

PL

Otrzymano kompozycję spienionych materiałów wybuchowych o małej gęstości, na bazie azotanu amonu (AA), roztworu środków powierzchniowo-czynnych i proszku aluminiowego. Określono właściwości dynamiczne i fizykochemiczne proponowanych kompozycji spienionych oraz zbadano wpływ na nie promieniowania ultradźwiękowego. Uzyskano zależność trwałości fizycznej spienionych materiałów wybuchowych od oddziaływania bodźca ultradźwiękowego i stwierdzono, że największą stabilność fizyczną uzyskuje się przy oddziaływaniu ultradźwięków na AA przez 4 min. Przedstawiono schemat urządzenia i sposób przygotowania takich spienionych materiałów wybuchowych o małej gęstości. Za pomocą wolnoobrotowego mechanicznego mieszania roztworu środka powierzchniowo-czynnego poddanego działaniu ultradźwięków i rozdrobnionego AA z dodatkiem 3-4% zdyspergowanego aluminium. Uzyskane materiały, o odpowiednim napowietrzeniu, mogą być stosowane bezpośrednio na miejscu prowadzenia robót strzałowych.

3

Wpływ antyzbrylaczy na nawozy saletrzane

Tyc Aleksandra, Kaniewski Maciej, Nieweś Dominik, Huculak-Mączka Marta, Hoffmann Krystyna

Proceedings of ECOpole

|

2020

|

Vol. 14, No. 1

135--140

PL

Azotan amonu stanowi główny składnik produkcji nawozów saletrzanych. Najbardziej niepożądanym zjawiskiem, jakim ulegają nawozy na bazie azotanu amonu, jest zbrylanie. Powoduje ono zmianę właściwości użytkowych nawozów, a to przyczynia się do strat materiałowych oraz dodatkowych, niepotrzebnych kosztów zarówno u producenta, jak i końcowego odbiorcy. Skłonność nawozu do zbrylania wynika z jego składu chemicznego, metody wytwarzania oraz warunków jego przechowywania. Obecnie najczęściej stosowanym i najskuteczniejszym sposobem ograniczającym zjawisko zbrylania jest natryskiwanie gotowego produktu (w postaci granul) substancją zapobiegającą zjawisku zbrylania, popularnie nazywaną antyzbrylaczem. Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu oraz skuteczności działania różnych dostępnych na rynku antyzbrylaczy na właściwości nawozów saletrzanych. W pracy zaproponowano metodę oceny skuteczności działania antyzbrylaczy, umożliwiającą skuteczny dobór substancji antyzbrylającej dla różnego rodzaju nawozów.

EN

Ammonium nitrate is the main component of ammonium nitrate fertilizers. The most undesirable phenomenon that fertilizers based on ammonium nitrate undergo is the caking phenomenon. It changes the usable properties of fertilizers and this contributes to material losses and additional unnecessary costs. The tendency of the caking fertilizer results from its chemical composition, production method and storage conditions. The most frequently used and the most effective method reducing the caking phenomenon is spraying the finished product (in the form of granules) with an anti-caking agent. The aim of this study was to evaluate the impact and effectiveness of the various anti-caking agents available on the market for ammonium nitrate fertilizers. The paper proposes a method for assessing the effectiveness of anti-caking agents, which enables effective selection of anti-caking agent for various types of fertilizers. Therefore, this article is useful for scientists dealing with limiting the phenomenon of agglomeration of fertilizers.

4

Minimizing the explosion enthalpy of ammonium nitratewith polyethylene glycol and carboxymethyl celluloseto prevent terrorist attacks

Ozan-Gezerma Ahmet

Chemical and Process Engineering

|

2020

|

Vol. 41, nr 3

183-–195

EN

The use of ammonium nitrate due to its high nitrogen content (>26%) has made it the most utilizedfertilizer in agricultural areas. However, being easily accessible with this feature encouraged its use fordifferent purposes. Ammonium nitrate is usually produced with large tonnage (>50ton/h) and highcost (>$20million) production processes. Therefore, any changes that can be made in the processmust be applied in the process so that the result can be achieved easily without increasing the costin any way. In this study, it is aimed to reduce the explosion sensitivity of ammonium nitrate usedfor explosive purposes in terrorist attacks. Thus, it was aimed to solve the problem by adding variouschemicals to the ammonium nitrate production process so that it can only be used for agriculturalpurposes. For this purpose, the production process was examined by adding carboxymethyl celluloseand polyethylene glycol to the ammonium nitrate production process and the accuracy of the resultswas tested by instrumental analysis methods

5

Antyzbrylacze do nawozów saletrzanych. Cz. 1, Zjawisko zbrylania

Tyc Aleksandra, Hoffmann Józef, Biskupski Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 5

771--776

PL

Przedstawiono dostępne informacje dotyczące właściwości azotanu amonu (AA), które są istotne przy jego zastosowaniu jako składnika nawozów saletrzano-amonowych. Opisano zjawisko zbrylania nawozów na bazie AA, jego przyczyny oraz możliwości przeciwdziałania temu zjawisku.

EN

Fundamentals of agglomeration (caking) of NH₄NO₃-based fertilizers were presented. Properties of the fertilizers were also reviewed.

6

The effectiveness of commercial anticaking agents for ammonium nitrate fertilizers

Tyc Aleksandra, Penkala Szymon, Biegun Marcin, Nieweś Dominik, Huculak-Mączka Marta, Hoffmann Krystyna

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2019

|

Vol. 26, nr 1-2

127--135

EN

Ammonium nitrate is the primary component used in the production of ammonium nitrate fertilizers. However, it has certain undesirable physicochemical properties such as hygroscopicity and phase transition at room temperature, which results in an undesirable phenomenon of caking. Caking changes the properties of the fertilizer thereby contributing to material loss. This, in turn, causes economic losses to both the manufacturer and the end-user. Anticaking agents are currently the most effective way to prevent fertilizers from caking. Finished granules of fertilizer are sprayed with anticaking agents in appropriate quantities, depending on the type of fertilizer and the anticaking agent. Therefore, in this study, we aimed to evaluate the effectiveness of commercial anticaking agents for use with ammonium nitrate fertilizers (Salmag® and ZAKsan®) and to evaluate the compressive strength of fertilizer granules coated with the anticaking agent. We evaluated a method to test the effectiveness of anticaking agents, which enables the effective selection of appropriate anticaking agents for various types of fertilizers.

PL

Azotan amonu to główny związek do produkcji nawozów saletrzanych. Azotan amonu posiada jednak pewne właściwości fizykochemiczne takie jak: higroskopijność, rozpuszczalność w wodzie czy zachodzące w nim przemiany fazowe, które wpływają na to, że nawozy saletrzane ulegają niepożądanemu zjawisku zbrylania. Skutkuje to zmianą właściwości użytkowych nawozów i przyczynia się do strat materiałowych. To z kolei prowadzi do dodatkowych, niepotrzebnych kosztów zarówno u producenta, jak i końcowego odbiorcy. Antyzbrylacze są obecnie najskuteczniejszym sposobem przeciwdziałania zbrylaniu nawozów. Gotowe granule nawozu natryskuje się antyzbrylaczami w odpowiedniej ilości w zależności od typu nawozu jak i od konkretnego antyzbrylacza. Celem przeprowadzonych badań była ocena skuteczności przeciwdziałania zbrylaniu sześciu handlowych antyzbrylaczy dla nawozów saletrzanych (Salmag® i ZAKsan®) oraz ocena odporności na ściskanie granul badanych nawozów pokrytych testowanymi antyzbrylaczami. W pracy przedstawiono metodę oceny skuteczności przeciwdziałania zbrylaniu nawozów, która umożliwia skuteczny dobór odpowiednich antyzbrylaczy dla różnych typów nawozów.

7

Właściwości morfologiczne materiałów wybuchowych ANFO otrzymanych z użyciem ciekłych substancji palnych

Biessikirski A., Kuterasiński Ł.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 4

587--590

PL

Przedstawiono wyniki badań różnic morfologicznych i strukturalnych materiałów wybuchowych ANFO wytworzonych przez zmieszanie azotanu(V) amonu z różnymi typami składników palnych. Badania struktury oraz morfologii przeprowadzono, stosując spektroskopię w podczerwieni (IR), dyfrakcję rentgenowską (XRD) oraz skaningową mikroskopię elektronową (SEM). W wyniku badań SEM zaobserwowano występowanie licznych spękań, mikroporów oraz mezoporów na powierzchni kryształu saletry amonowej.

EN

Seven emulsion explosives were prepd. by mixing NH4NO3 (granules diam. 1-2 mm) with fuel oils (7 types) in a mass ratio of 94:6 and then examd. by IR spectroscopy, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The presence of numerous cracks, micropores and mesopores on the crystal surface of NH4NO3 was obsd. They facilitated enlarging the contact surface between NH4NO3 crystals and fuel oil. The contact surface increased also with increasing the oil viscosity.

8

Badanie ciekłych składników palnych stosowanych w materiałach wybuchowych opartych na azotanie amonu

Biessikirski A., Wądrzyk M., Janus R., Biegańska J., Jodłowski G., Kuterasiński Ł.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 3

457--462

PL

Przedstawiono wyniki badań różnych rodzajów olejów palnych pod kątem możliwości ich stosowania w materiałach wybuchowych ANFO opartych na azotanie(V) amonu. Wykonano analizę elementarną oraz oznaczenia gęstości, lepkości, temperatury zapłonu, temperatury mętnienia, temperatury płynięcia, charakterystyki destylacyjnej i prężności pary. Przeprowadzono badania wstępne mające na celu zbadanie składu chemicznego olejów oraz wskazanie ewentualnych zanieczyszczeń za pomocą spektroskopii w podczerwieni (IR). Oznaczenie energii detonacji wytworzonych nieidealnych materiałów wybuchowych wykonano z zastosowaniem bomby Crawforda. Stwierdzono, że zastosowane oleje uzyskują energie wybuchu zbliżone do energii wybuchu ANFO. Ze względu na nieodpowiednie właściwości fizykochemiczne (niska temperatura zapłonu, wysoka temperatura mętnienia), nie każdy z analizowanych olejów był jednak odpowiedni do produkcji materiałów wybuchowych.

EN

Seven fuel waste oils were used as components of NH4NO3-based explosives studied then for explosion energy. The best properties showed the fuel oil derived from hydrogenated vegetable oil, biofuel and regular fuel oil. The fuel oils based on gas oil, grease mixt. and on rubber tire pyrolyzate were not applicable in this area.

9

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.

10

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.

11

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.

12

Badania stabilności termicznej mieszanin azotanu amonu z chlorkiem potasu

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

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 1

149--155

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.

13

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

14

Stabilność termiczna wybranych nawozów handlowych zawierających azotan amonu

Popławski D., Grzesiak D., Kaniewski M., Wójcik M., Hoffmann J.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 6

943-947

PL

Azotan amonu jest głównym składnikiem nawozów najczęściej stosowanych w rolnictwie. Wielkotonażowość ich produkcji w połączeniu ze skłonnością azotanu amonu do wybuchowego rozkładu mogą jednak stanowić istotne zagrożenie bezpieczeństwa. W związku z tym, nawozy na bazie azotanu amonu często zawierają odpowiednio dobrane dodatki stabilizujące. Ich działanie ma zróżnicowany charakter i skuteczność. Celem przeprowadzonych analiz było zbadanie przemian fizykochemicznych zachodzących w wybranych handlowych nawozach azotowych zawierających takie dodatki, jak węglany lub siarczany. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem różnicowej analizy termicznej i termograwimetrii sprzężonych ze spektrometrią mas (DTA-TG-MS). Uzyskane wyniki potwierdziły wysoką skuteczność wypełniaczy węglanowych w ograniczaniu niepożądanych efektów egzotermicznych towarzyszących rozkładowi azotanu amonu. Natomiast dodatek siarczanów istotnie wpływa na jego przemiany fazowe. Wszystkie spośród zbadanych saletrzaków wykazały się znacznie wyższym poziomem bezpieczeństwa w porównaniu z czystym azotanem amonu.

EN

The samples of NH₄NO₃-contg. fertilizers modified by addn. of carbonates or sulfates were heated up to 450°C under He flow (60 mL/min) in thermal analyzer coupled with thermobalance and mass spectrometer. The heating rate was 5°C/min. The presence of carbonate fillers in fertilizers significantly reduced the adverse effects assocd. with exothermic decompn. of NH₄NO₃.

15

Analiza termiczna mieszanek zawierających azotan amonu i odpadową wełnę mineralną

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

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

607--613

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczących możliwości ponownego wykorzystania odpadowej wełny mineralnej w formie mieszaniny z azotanem(V) amonu. Celem wykonanych analiz było zbadanie zachodzących w mieszankach przemian fizykochemicznych pod kątem ryzyka egzotermicznego rozkładu azotowego dodatku nawozowego. Porównano wyniki otrzymane w trakcie analizy mieszaniny azotanu(V) amonu oraz odpadowej wełny mineralnej w różnych proporcjach, a także wyniki uzyskane dla tych składników zbadanych osobno. Zastosowana wełna mineralna pochodziła z hydroponicznych upraw pomidora. Przed badaniem próbki wełny zostały poddane wysuszeniu i rozdrobnieniu. Do przeprowadzenia analizy zachodzących w badanym układzie przemian zastosowano różnicową analizę termiczną sprzężoną z termograwimetrią i spektrometrią mas (DTA-TG-MS). Otrzymane wyniki wskazują, że możliwe jest wykorzystanie mieszanek wełny mineralnej z azotanem amonu w rolnictwie. Przy doborze ich składu należy jednak uwzględnić stabilność termiczną takich preparatów.

EN

Rockwool, properly formed into blocks or slabs, is often used as a base for plant cultivation. Garden rockwool has good anti-pathogen properties and its advantages are: possibility of controlling pH, moisture and temperature of the ground. Recycling of a waste garden rockwool is currently difficult and there is no good method to deal with it after a completed crop cycle. Physical and chemical properties of wool change during subsequent cycles of cultivation, so before its re-use regeneration or enrichment is recommended. The results of studies on the re-use of waste mineral wool in the form of a mixture with ammonium nitrate are presented. The main objective of the research was to study how properties of the analyzed mixture change with temperature. It is important due to the possibility of unwanted, hazardous decomposition of nitrogen fertilizer additive. Results acquired from thermal analysis of ammonium nitrate, waste rockwool and the mixture of two were compared. Waste rockwool was assembled after a completed crop cycle of tomato plant. Before examination, every sample was dried and ground. Analysis was carried out using differential thermal analysis coupled with thermogravimetry and mass spectrometry (DTA-TG-MS). Obtained results confirm that it should be possible to utilize the examined enriched mixtures in agriculture. However, attention must be paid to the mixtures’ thermal stability resulting from their composition.

16

Reactivity of concentrated ammonium nitrate solutions in the presence of organic impurities

Popławski D., Hoffmann K., Hoffmann J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 2

231--238

EN

Assessment of mixtures reactivity under certain conditions is essential for safe and conscious designing and improving manufacturing processes. One commonly used compound, the reactivity of which is very important, is ammonium nitrate and its solutions. The biggest influence on the reactivity of ammonium nitrate has the temperature and presence of other compounds, including impurities, that catalyze reactions leading to degradation. One of such impurities are organic compounds which impact on the ammonium nitrate has not yet been clearly described. The aim of the research was to investigate the influence of selected organic impurities on the reactivity of aqueous solutions containing up to 50 wt % ammonium nitrate, buffered with 15 wt % diammonium phosphate. The measurements were carried out using differential scanning calorimetry. Solution without organic compounds showed no reactivity up to 240 oC. The addition of 8 wt % ammonium oxalate did not increase the reactivity of ammonium nitrate. It was observed an endothermic decomposition reaction of oxalic acid, beginning at 185 oC. During the measurement of a solution containing 6 wt % phenidone, it was registered an exothermic complex reaction, beginning at 189 oC and showing relatively small thermal effect. Addition of 6 wt % pyrogallol caused a significant increase in reactivity of ammonium nitrate solution. Strongly exothermic reaction beginning at 192 oC was observed. Spectrophotometric measurement showed a clear nitrate concentration loss in the sample after calorimetric measurement. The results show that the nitrate ion selectively oxidizes certain functional groups in organic compounds.

PL

Ocena reaktywności mieszanin w określonych warunkach jest niezbędna, aby móc w sposób bezpieczny i świadomy projektować oraz usprawniać procesy technologiczne. Jednym z powszechnie stosowanych związków, którego reaktywność jest niezwykle ważna, jest azotan amonu i jego roztwory. Największy wpływ na reaktywność azotanu amonu ma temperatura oraz obecność innych związków, w tym zanieczyszczeń, katalizujących reakcje rozkładu. Jednym z takich zanieczyszczeń są związki organiczne, których wpływ na azotan amonu nie został do tej pory jednoznacznie opisany. Celem pracy było określenie wpływu zanieczyszczeń organicznych na reaktywność wodnych roztworów zawierających do 50 % wag. azotanu(V) amonu, buforowanych wodorofosforanem(V) amonu w ilości 15 % wag. Pomiary wykonano z wykorzystaniem skaningowej kalorymetrii różnicowej. Roztwór pozbawiony zanieczyszczeń organicznych nie wykazał reaktywności do 240 oC. Dodatek 8 % wag. szczawianu amonu nie zwiększył reaktywności azotanu amonu. Zaobserwowano endotermiczną reakcję rozkładu kwasu szczawiowego, rozpoczynającą się w 185 oC. Podczas pomiaru roztworu zawierającego 6 % wag. fenidonu, zarejestrowano w 189 oC egzotermiczną reakcję o złożonym przebiegu, której efekt cieplny jest niewielki. Dodatek 6 % wag. pirogalolu spowodował znaczny wzrost reaktywności roztworu azotanu amonu. Zaobserwowano silnie egzotermiczną reakcję rozpoczynającą się w 192 oC. Pomiar spektrofotometryczny wykazał wyraźny ubytek stężenia azotanów w próbce po pomiarze kalorymetrycznym. Wyniki badań wskazują na to, że jon azotanowy selektywnie utleniania wybrane grupy funkcyjne w związkach organicznych.

17

Examination of thermal stability of waste rockwool and ammonium nitrate mixtures

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

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 3

343--350

EN

Results of research carried out on a waste rockwool and ammonium nitrate mixtures to examine the possibility of using them in fertilization of plants were presented. Reactions occurring between compounds were analyzed to determine the possibility of an uncontrolled exothermic decomposition of nitrogen fertilizer additive. Results obtained from the analysis of prepared mixtures in various proportions and separate samples of individual compounds were compared. Ammonium nitrate used in the research was supplied by one of the domestic fertilizers producer and waste rockwool was collected after a completed crop cycle of a tomato plant. Each sample was dried and ground before examination. Analysis was carried out using differential thermal analysis coupled with thermogravimetry and mass spectrometry (DTA-TG-MS). Obtained results indicate a possibility of use of rockwool mixed with ammonium nitrate in agriculture. However, it is important to choose optimal proportions of compounds to ensure the thermal stability of the mixture.

PL

Przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych dla mieszanin odpadowej wełny mineralnej z azotanem(V) amonu w celu przeanalizowania możliwości zastosowania ich w nawożeniu. Zbadano zachodzące w mieszaninach przemiany fizykochemiczne, co umożliwiło określenie ryzyka zajścia gwałtownego egzotermicznego rozkładu azotowego komponentu mieszanki. Porównane zostały wyniki uzyskane z analiz mieszanin azotanu(V) amonu z odpadową wełną mineralną w różnych proporcjach masowych oraz oddzielnych próbek poszczególnych składników. Stosowany azotan(V) amonu pochodził od krajowego producenta nawozów, natomiast wełna mineralna została uzyskana po jednorocznym cyklu uprawy pomidora. Do przeprowadzenia analizy zachodzących w badanym układzie przemian zastosowano różnicową analizę termiczną sprzężoną z termograwimetrią i spektrometrią mas (DTA-TG-MS). Uzyskane wyniki wskazują na możliwość wykorzystania odpadowej wełny mineralnej w mieszance z azotanem(V) amonu w rolnictwie. Należy jednak odpowiednio dobrać skład mieszaniny, biorąc pod uwagę jej stabilność termiczną.

18

Zagrożenie bezpieczeństwa i straty produkcyjne w procesach wytwarzania stopu azotanu(V) amonu. Cz. 2, Wpływ zanieczyszczeń

Biskupski A., Myka A., Zdunek A., Kołaczkowski A., Sas J. J.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 7

1189-1196

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu zanieczyszczeń, takich jak jony chlorkowe, jony żelaza(III) oraz oleje smarowe na rozkład azotanu(V) amonu w roztworach wodnych. Przebieg reakcji rozkładu NH₄NO₃ w obecności wymienionych zanieczyszczeń jest przyczyną zagrożenia bezpieczeństwa procesu wytwarzania stopu azotanu(V) amonu, a w przypadku olejów może być także przyczyną trudności ruchowych związanych z osadzaniem się produktów degradacji olejów w wybranych elementach aparatury. Stwierdzono, że obecność chlorków znacznie zwiększa niebezpieczeństwo awarii spowodowanych szybkim rozkładem NH₄NO₃. Jony Fe³⁺ oddziałują nieco słabiej, a oddziaływanie olejów jest silnie zależne od rodzaju oleju.

EN

Cl⁻ and Fe³⁺ and 2 lubricating oils were added to aq. soln. of NH₄NO₃ to study its decomp. at b. temp. The addn. of NH₄Cl and Fe(NO₃)₃ resulted in an acceleration of NH₄NO₃ decomp. The addn. of oils was also not recommended.

19

Wpływ związków organicznych na stabilność termiczną roztworów azotanu amonu

Popławski D., Hałat A., Hoffmann K., Falewicz P., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 1

255--260

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu wybranych związków organicznych na stabilność termiczną wodnych roztworów zawierających do 50% mas. azotanu(V) amonu, buforowanych wodorofosforanem(V) amonu w ilości 15% mas. Pomiary wykonano z wykorzystaniem skaningowej kalorymetrii różnicowej. Roztwór pozbawiony związków organicznych wykazał stabilność termiczną do 240ºC. Dodatek 8% mas. szczawianu amonu nie zwiększył reaktywności azotanu amonu. Zaobserwowano endotermiczną reakcję rozkładu kwasu szczawiowego, rozpoczynającą się w 185ºC. Podczas pomiaru roztworu zawierającego 6% mas. fenidonu zarejestrowano w 189ºC egzotermiczną reakcję o złożonym przebiegu, której efekt cieplny jest niewielki. Dodatek 6% mas. pirogalolu spowodował znaczne obniżenie stabilności termicznej roztworu azotanu amonu. Zaobserwowano silnie egzotermiczną reakcję rozpoczynającą się w 192oC. Pomiar spektrofotometryczny wykazał wyraźny ubytek stężenia azotanów w próbce po pomiarze kalorymetrycznym. Wyniki badań wskazują na to, że jon azotanowy selektywnie utlenia wybrane grupy funkcyjne w związkach organicznych.

EN

The aim of the research was to investigate the effect of selected organic compounds on the thermal stability of aqueous solutions containing up to 50 wt. % ammonium nitrate, buffered with 15 wt. % diammonium phosphate. The measurements were carried out using differential scanning calorimetry. Solution without organic compounds showed thermal stability up to 240oC. The addition of 8 wt. % ammonium oxalate did not increase the reactivity of ammonium nitrate. It was observed an endothermic decomposition reaction of oxalic acid, beginning at 185oC. During the measurement of a solution containing 6 wt. % phenidone, it was registered an exothermic complex reaction, beginning at 189oC and showing relatively small thermal effect. Addition of 6 wt. % pyrogallol caused a significant decrease in the thermal stability of ammonium nitrate solution. Strongly exothermic reaction beginning at 192oC was observed. Spectrophotometric measurement showed a clear nitrate concentration loss in the sample after calorimetric measurement. The results show that the nitrate ion selectively oxidize certain functional groups in organic compounds.

20

Ocena przydatności wybranych dolomitów do zastosowania jako wypełniacz w nawozach azotowych

Popławski D., Grzesiak D., Hoffmann J., Hoffmann K., Falewicz P.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 2

563--570

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu rodzaju zastosowanego wypełniacza na procesy zachodzące podczas ogrzewania mieszanek nawozowych na bazie azotanu(V) amonu. Analizowane próbki sporządzone były poprzez dokładne utarcie azotanu(V) amonu z wybranym surowcem węglanowym o uziarnieniu < 125 μm. Skład mieszanek dobrano tak, aby uzyskać w nich typową dla saletrzaków zawartość azotu całkowitego na poziomie 27,5% mas. Badania zostały przeprowadzone z wykorzystaniem różnicowej analizy termicznej sprzężonej z termograwimetrią i spektrometrią mas (DTA-TG-MS). Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że poszczególne wypełniacze w różnym stopniu stabilizują azotan(V) amonu, podwyższając temperaturę, w której następuje jego rozkład i tym samym wpływając na bezpieczeństwo otrzymanych nawozów. Reaktywność wybranych wypełniaczy w głównej mierze zdaje się zależeć od stosunku zawartości węglanu wapnia do węglanu magnezu w surowcu.

EN

The aim of the study was to determine the effect of used filler type on the processes taking place during the heating of fertilizer mixtures based on ammonium nitrate. The analyzed samples were prepared by thorough grinding of ammonium nitrate with selected carbonate material with a grain size < 125 μm. Mixtures composition was adjusted to obtain typical for CAN type fertilizers nitrogen content, ie 27.5% by mass. The tests were conducted using a differential thermal analysis coupled with thermogravimetry and mass spectrometry (DTA-TG-MS). Based on the results it can be concluded that different fillers in various degrees stabilize ammonium nitrate, increasing the temperature at which the decomposition occurs and thus affecting the safety of obtained fertilizers. Reactivity of selected fillers seems to depend mainly on the ratio of calcium carbonate to magnesium carbonate content in the mineral.