包含基于硝酸铵的颗粒和胶凝剂的组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种固体、粒状、非爆炸性组合物，特别是一种肥料组合物，其包含基于硝酸铵的颗粒，一方面，其作为爆炸性组合物的前体的潜在性滥用被限制，另一方面，其不阻碍农民对食物生产的合法使用。固体、粒状、非爆炸性组合物还包含胶凝剂，其在固体肥料组合物与水接触后，能够形成一种基本上水不溶性和不可过滤的水凝胶。胶凝剂选自基于树胶的胶凝剂，特别是基于黄原胶的胶凝剂和基于瓜尔胶的胶凝剂，最优选是基于黄原胶的胶凝剂。

Compositions comprising particles and gelling agents based on ammonium nitrate

The present invention relates to a solid, granular, non explosive composition, especially a fertilizer composition comprising ammonium nitrate particles, based on the one hand, as a potential precursor of explosive composition abuse is limited, on the other hand, it does not hinder the legitimate use of food production. Solid, granular, and non explosive compositions also contain gelling agents that form a basic water insoluble and non filtration hydrogel after contact with water in the solid fertilizer composition. The gelling agent is selected from gum based gelling agents, particularly xanthan based gelling agents and guar gum based gelling agents, and most preferably xanthan based gelling agents.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含基于硝酸铵的颗粒和胶凝剂的组合物说明书。专利
本专利技术涉及一种固体、粒状、非爆炸性组合物，其包含基于硝酸铵的颗粒，特别是基于硝酸铵的肥料组合物，一方面，其作为爆炸性组合物的前体的潜在性滥用被限制，另一方面，其不阻碍农民对食物生产的合法使用。专利技术背景硝酸铵(AN)，具有化学式NH4NO3，是一种世界范围内可获得的化学化合物，每年生产数百万吨。它的主要用途是作为肥料，且因此它在全世界许多国家广泛使用并容易获得。它的第二个主要用途是制造炸药，这受到极其严密控制的限定。一个不期望的用途是自制炸药(HME’s)的生产，例如硝酸铵和燃油的混合物，也称为“ANFO”，或硝酸铵和硝基甲烷的混合物，也称为“ANNM”。HME的配方是例如在互联网上公开可获得的。在实践中，在AN-基肥料的基础上生产HME是相当简单的，而将AN-基肥料滥用作炸药的发生过于频繁，尤其是在恐怖袭击的环境下，而且农民也用于各种爆破的目的，儿童或学生用炸药进行实验，例如在(非法的)烟火生产中。为限制其滥用，许多国家已通过限制AN-基肥料的氮含量，禁止使用纯的AN作为肥料。一个典型的肥料配方是所谓的硝酸铵钙(CAN)，其是硝酸铵与碳质填料如石灰石或白云石的混合物并具有80重量%的最大AN-含量。存在具有不同氮量的不同的CAN级。此外，这样一种CAN-肥料具有这样的优点，即它是一种极好的肥料，能使氮以可容易利用的形式到植物中。它也带来一些有价值的钙和/或镁。而且，它对于土壤pH是良好平衡的，避免了由一些含氮肥料如脲造成的土壤的自然酸化，这是由于铵氮转化为硝酸盐氮，易被植物吸收。事实上，石灰已经包含在该产品中。存在许多其它的AN-基肥料，不仅有直接氮(N)肥料(用填料稀释N至不同的程度或含有第二种营养素例如硫)，而且还有NPK(通常为NPK、NP、NK)和特别是高N-NPK肥料。它们中的全部都可被滥用，但是当然，潜在性滥用的优选的选择在逻辑上将是选择一种最浓缩的硝酸铵肥料，即直接AN-肥料或CAN-肥料。然而，本专利技术可适用于所有的AN-基肥料，只要它们含有一定量的硝酸铵。基本上有两种将AN-基肥料例如CAN-肥料转化为适合于自制炸药的AN的途径，即：(1)干法途径(也称为研磨途径)，其中AN-基肥料例如CAN-肥料的颗粒或小球被简单地粉碎，随后与其它化合物如油或铝粉混合；(2)湿法途径(也称为溶液处理途径)，其中首先将磨碎的肥料颗粒或小球任选地溶于水，溶液被允许沉淀，而不溶性组分如石灰石或白云石可被滤出(AN是高度溶于水的(1920g/l，在20℃下)；碳酸钙和碳酸镁是难溶于水的)。以该方式，人们可以回收硝酸铵水溶液，其可经蒸发得到一种浓缩的硝酸铵产物。这种浓缩的硝酸铵产物比通过干法途径获得的硝酸铵产物的浓度更高。湿法途径需要更多的处理步骤，但最终允许获得更强烈的自制炸药。因此，存在一种尽可能地限制AN-基肥料，特别是CAN-肥料，一方面作为炸药的前体，另一方面不阻碍农民对它们用于食物生产的合法使用，特别是当使用湿法途径转化AN-基肥料的潜在滥用的需求。现有技术树胶与硝酸铵的组合使用在爆炸性硝酸铵组合物中是已知的。包含很大比例的硝酸铵和树胶增稠剂的浆料或凝胶形式的爆炸性组合物被公开于US3,660,182(IntermountainResearchandEngineeringCo,Inc,1972)中。这样一种浆料型爆破组合物被用于坚硬的岩石开采和挖掘操作。US4,693,763(LesExplosifsNordexLtee/NordexExplosivesLtd.,1987)公开一种用于湿法爆破孔的防水爆炸性组合物。所述组合物包含用二醇和油乳液涂覆的硝酸铵小球以使小球防水。经涂覆的小球与快速水合和自我复合的瓜尔胶混合。液体组合物可直接倾入水填充的爆破孔中。瓜尔胶在交联剂的存在下，在钻孔中形成凝胶以向组合物提供稳定性，直至爆炸。组合物具有良好的爆破性能。爆炸性硝酸铵组合物被从目前的专利申请的范围内排除。US3,105,754(PhillipsPetroleumCompany,1963)公开了使含氮肥料的溶解性减速的组合物，其中脲，作为一种水溶性含氮化合物，被熔化并与5重量%的胶凝剂混合以形成大的圆盘。该文献或在实施例中未提及包含最大碳含量0.4重量%的非爆炸性肥料组合物。JP10101465也涉及通过使肥料组分和矿物组分与可生物降解的聚合物或塑料组分结合来受控释放肥料。可生物降解的聚合物可以是瓜尔胶或黄原胶(乙酰化淀粉是例证)，但聚合物的功能是它通过填充矿物中的孔隙阻碍水的渗透。粉状水合硅酸盐矿物和硅质材料优选作为矿物组分。US2012/0138848(LeavittandBergida,2012)公开了安全、稳定、非毒性、非爆炸性和可回收冷却的组合物，其包含具有至少100目(少于149μm)和优选大于200目(少于74μm)的筛孔尺寸的紧密混合的固体颗粒化合物，所述化合物当与水混合时经受吸热的过程，使得产生的混合物当与水混合时被激活而可用于冷却表面、液体和固体。组合物总是包含一种或多种含有钾的吸热化合物、一种或多种含有氮的吸热化合物，和一种或多种含有磷酸铵的吸热化合物。呈100目粉末的形式的、包含50份硝酸铵和1份瓜尔胶或黄原酸盐粉末(作为增稠剂)的组合物被公开。在组合物已溶于水后，饱和溶液可形成液体NPK肥料。本专利技术的目的是提供固体、粒状、非爆炸性组合物，如包含基于硝酸铵的颗粒和胶凝剂的小球和/或颗粒，其中所述组合物具有0.4重量%的最大碳含量，和至少1mm的平均粒径。专利技术详述根据本专利技术的一个方面，提供一种包含基于硝酸铵的颗粒的固体、粒状、非爆炸性组合物，其还包含在固体组合物与水接触后，能够形成基本上水不溶性和不可过滤的水凝胶的胶凝剂。根据本专利技术的另一个方面，提供包含基于硝酸铵的颗粒的固体、粒状、非爆炸性组合物，所述组合物不容易转化为爆炸性浓缩的硝酸铵组合物。根据本专利技术的术语“一种基本上水不溶性和不可过滤的水凝胶”将被双重解释：首先，当加入水至包含根据本专利技术的基于硝酸铵的颗粒和胶凝剂的固体组合物中以产生溶液时，随着水与溶解的硝酸铵被凝胶化，获得的溶液的粘度显著增加。以该方式，从高度粘性的凝胶化溶液回收硝酸铵就受到严重的妨碍。其次，高度粘性的凝胶化溶液有效地防止所述粘性溶液的过滤，以从硝酸铵组合物除去固体，如石灰石或白云石。加入水至固体组合物中将产生一种难以或完全不溶于水并且难以或完全不可过滤的水凝胶，而不是获得具有低粘度和容易过滤以从中除去不溶性组分的水性液体。这一切使组合物再加工成HME变得更加复杂，需要更多的努力并可能导致较低的回收率。回收率意指为HME制备从原始组合物回收的硝酸铵的分数，表示为AN产率。例如，如果从100kgCAN回收25kg硝酸铵，AN产率为约33%，因为有约75kgAN包含在100kgCAN中。根据包含根据本专利技术的基于硝酸铵的颗粒的固体、粒状、非爆炸性组合物的一个实施方案，胶凝剂是基于碳的胶凝剂。在包含根据本专利技术的基于硝酸铵的颗粒的固体、粒状、非爆炸性组合物的有利的实施方案中，胶凝剂选自基于树胶的胶凝剂。在包含根据本专利技术的基于硝酸铵的颗粒的固体、粒状、非爆炸性组合物的有利的实施方案中，胶凝剂选自基于黄原胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含基于硝酸铵的颗粒和胶凝剂的固体、粒状、非爆炸性组合物，所述胶凝剂在所述固体组合物与水接触后，能够形成基本上水不溶性和不可过滤的水凝胶，特征在于所述固体组合物具有0.4重量%的最大碳含量和至少1 mm的平均粒径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.14 NO 201408951.一种包含基于硝酸铵的颗粒和胶凝剂的固体、粒状、非爆炸性组合物，所述胶凝剂在所述固体组合物与水接触后，能够形成基本上水不溶性和不可过滤的水凝胶，特征在于所述固体组合物具有0.4重量%的最大碳含量和至少1mm的平均粒径。2.根据权利要求1的组合物，特征在于所述固体组合物的所述平均粒径是如通过筛分确定的、范围从1至25mm，优选从2至8mm的平均直径。3.根据权利要求1-2中的任一项的组合物，特征在于所述胶凝剂选自基于树胶的胶凝剂。4.根据权利要求1-3中的任一项的组合物，特征在于所述胶凝剂选自基于黄原胶的胶凝剂和基于瓜尔胶的胶凝剂，最优选是基于黄原胶的胶凝剂。5.根据权利要求1-4中的任一项的组合物，特征在于所述基于硝酸铵的颗粒包含胶凝剂的涂层。6.根据权利要求1-4中的任一项的组合物，特征在于所述组合物包含整合到基于硝酸铵的颗粒内的胶凝剂。7.根据权利要求1-4中的任一项的组合物，特征在于所述组合物是所述基于硝酸铵的颗粒和类似外观的胶凝剂颗粒的物理共混物。8.根据权利要求4的组合物，特征在于基于黄原胶的胶凝剂或基于瓜尔胶的胶凝剂的量选自相对于所述组合物的总重量的最大约0.7重量%。9.根据权利要求1-8中的任一项的组合物，特征在于所述与水接触通过溶解、分散、贮存或(精细)研磨进行。10.能够形成基本上水不溶性和不可过滤的水凝胶的胶凝剂用于制造包含基于硝酸铵的颗粒的固体、粒状、非爆炸性组合物、用于限制其作为爆炸性组合物的前体的潜在性滥用的用途。11.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：T坦德，F勒道西，
申请(专利权)人：亚拉国际有限公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO