[发明专利]储存在封闭容器中的硝酸铵粒子的抗结块性质的改善

说明书

本申请涉及一种封闭容器，其容纳91重量％至99.75重量％的量的硝酸铵(AN)粒子和0.25重量％至9重量％的量的干燥剂，其中AN粒子的水含量为0至0.7重量％，并且干燥剂粒子包含50重量％至95重量％的AN和5重量％至50重量％的分散在AN中的硝酸镁。本申请还涉及用于制备储存在封闭容器中并且具有改善的抗结块性质的硝酸铵粒子的方法。

技术领域

本申请涉及改善储存在封闭容器中的硝酸铵粒子的抗结块性质。

背景

硝酸铵(AN)(NH₄NO₃)是吸湿性化合物，并且当与水分和湿润空气接触时其吸收水分，因此粒子将会失去其物理性质中的一些，更尤其是对于储存和处理性质来说(例如粒子可能变弱并且失去其硬度，或者变得可压缩或者易发生热循环和脱粒(degranulation)等)并且倾向于在储存期间结块。结块是粒子彼此粘着并且形成团聚物的情况。

固体硝酸铵粒子可以以小球(prill)、颗粒、锭剂、薄片或晶体的形式制备。例如，根据制备工艺(尤其是在成球(prilling)之前的AN熔融物的浓度)，小球可以以高或低密度形式制备。根据产品的预期应用，需要不同类型的硝酸铵产品。高密度硝酸铵小球或颗粒通常应用于肥料。所谓的工业硝酸铵(TAN)应用于非肥料应用，如，例如应用于炸药和推进剂行业或应用于一些医疗应用。可以对不同的TAN等级进行区分，如，例如晶体级，其具有与ANE(ammonium nitrate for emulsions,用于乳液的硝酸铵)一样的高密度。具有低密度的硝酸铵多孔小球(porous prills of ammonium nitrate,ANPP)主要用作用于爆炸性组合物如ANFO、WR ANFO、重ANFO、乳液或水胶的固体氧化剂成分。

只要处理AN粒子，它们就暴露于空气并且它们具有吸收水分的能力。为了在储存期间保持优质的产品，要考虑的一个方面是产品的水含量，这意味着从制备具有较低水含量的粒子开始，然后在产品的整个寿命周期使该水含量保持较低。在该情况下，较低的水含量意指几乎没有可用于结块的“游离水”，而大部分水是结合的或变为结合的，并且在不受理论约束的情况下变为不可用于产生AN粒子的结块。

硝酸镁(Mg(NO₃)₂)是用于充当AN中的干燥剂的添加剂。干燥剂是在其附近引起或维持干燥状态的吸湿性物质。在不受理论约束的情况下，硝酸镁的作用方式是凭借通过形成复盐的水结合，在环境条件下数摩尔水能够被一摩尔硝酸镁结合。如果AN粒子的水成分实际上被硝酸镁结合，则其不再是游离的，并且能够显著降低结块倾向并改善物理性质。

一种可行的方法是向AN固体粒子加入并且混合纯硝酸镁固体粒子。然而，随之而来的一个问题是难以从硝酸镁粒子中移除足够量的水以使得它们能够从AN粒子中吸收足够量的水。从纯硝酸镁粒子中移除大部分水需要较高的温度。然而，当施加这样的高温时，硝酸镁可能会转化为玻璃态，从而降低这样的硝酸镁粒子的水结合能力。因此制备具有足够水结合能力的纯硝酸镁固体粒子可能是技术上困难的。