композиция на основе комплексных соединений кальция и магния и способ ее получения
| Классы МПК: | C01B21/48 способы получения нитратов вообще C09K3/18 для нанесения на поверхность с целью предотвращения или уменьшения налипания на нее льда, тумана или воды; для нанесения материалов на поверхности с целью предотвращения обледенения или для оттаивания |
| Автор(ы): | Зуев А.А., Воробьев В.С., Воробьев Ф.П., Новиков Э.А., Юлис А.Я., Жилин В.А., Кочемба Ю.И. |
| Патентообладатель(и): | Воробьев Вячеслав Сергеевич |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1997-11-21 публикация патента:
10.06.1998 |
Использование: изобретение относится к способам получения комплексных соединений кальция и магния.Сущность изобретения заключается в том, что в композиции на основе комплексных соединений кальция и магния, содержащей соль кальция, соль магния, карбамид и воду, в качестве солей кальция и магния содержатся их нитраты и поверхностно-активное вещество, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ca(NO3)2 18,7-20,7, Mg(NO3)2 16,7-18,7, Со(NH2)2 58,6-60,6, ПАВ 1,0-1,5, Н2О - остальное. В способе получения композиции на основе комплексных соединений кальция и магния в качестве кальцийсодержащего реагента используют нитрат кальция, полученный путем обработки негашеной извести азотной кислотой, карбамид вводят в нейтральный раствор нитратов кальция и магния, в качестве магнийсодержащего реагента используют нитрат магния или магнезит, в качестве поверхностно-активного вещества добавляют неонол в количестве 1-5 мас. %, нейтрализацию раствора нитратов проводят известковым молоком и смешение реагентов проводят при температуре 50-90oС при времени обработки 25-35 мин. Способ обеспечивает возможность использования заявленной композиции в качестве антигололедного реагента и удобрения замедленного действия одновременно. 2 с. и 4 з.п.ф-лы.
Формула изобретения
1. Композиция на основе комплексных соединений кальция и магния, содержащая соль кальция, соль магния, карбамид и воду, отличающийся тем, что в качестве солей кальция и магния она содержит их нитраты и дополнительно содержит поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%:Ca(NO3)2 - 18,7 - 20,7
Mg(NO3)2 - 16,7 - 18,7
CO(NH2)2 - 58,6 - 60,6
ПАВ - 1,0 - 5,0
H2O - Остальное. 2. Способ получения композиции на основе комплексных соединений кальция и магния, включающий смешение кальцийсодержащего реагента с магнийсодержащим реагентом и карбамидом, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего реагента используют нитрат кальция, полученный путем обработки негашеной извести азотной кислотой, карбамид вводят в нейтральный раствор нитратов кальция и магния, после чего добавляют в раствор поверхностно-активные вещества и проводят сушку. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве магнийсодержащего реагента используют нитрат магния или магнезит. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества добавляют неонол в количестве (1 - 5) мас%. 5. Способ по пп.2 и 3, отличающийся тем, что нейтрализацию раствора нитратов проводят известковым молоком. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешение реагентов проводят при температуре 50 - 90oC при времени обработки 25 - 35 мин.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способам получения комплексных соединений кальция и магния, в частности нитратов кальция-магния, связанных с карбамидом, общей формулы Ca(NO3)2
Mg(NO3)28CO(NH2)2, и может быть использовано в технологии неорганических веществ. Получение соединения может найти применение в различных отраслях и, в частности, для удаления ледяных образований на шоссейных дорогах, взлетных полосах аэродромов, асфальтовых покрытиях дорог. Известны композиции на основе соединений кальция и магния и магния с ацетат-анионом и дополнительным содержанием кислого или щелочного компонента (Заявка ЕР 0164622, 1985). Известны различные способы получения подобных композиций, в том числе в твердом гранулированном виде. (Патент US 5387358, 1995). Однако композиции на основе ацетатных солей являются дорогими и сложны в производстве. Известны композиции, используемые в качестве антигололедного реагента, содержащие окислы и/или карбонаты Са и/или Мg и способ их получения. (Заявка DE N 2933318, 1981 или N 3148417, 1983). Преимуществом последних является их совместимость с растениями, поскольку они могут выполнять роль удобрения замедленного действия. Однако их использование ограничивается районами с кислыми почвами. Известны композиции, содержащие нитрат кальция либо в окиси с хлоридом натрия, либо в смеси с органическим компонентом и способы их получения. (Патент US 4153473, 1979). Данные изобретения предусматривают нанесение нитрата кальция в количестве 0,6-31 т на 1 км двухрядного пути для регулирования толщины слоя и удаления снега и льда на шоссе и мостах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является композиция на основе комплексных соединений кальция и магния и способ ее получения, предусматривающий, например, смешение хлорида кальция и хлорида магния с карбамидом и смешение полученной композиции со смесью 10-80% воды и 20-90% концентрированных отходов процесса дистилляции спирта. (Патент US 4676918, 1987). Известная композиция рекомендована для использования ее в качестве антиобледенителя для очистки поверхностей от снега и льда. Однако ее использование ограничивается при температурах ниже минус 10oС. Кроме того, использование в композиции хлоридов не всегда оказывает благоприятное воздействие на окружающую среду и не вполне совместимо с растениями. Задачей изобретения является разработка композиции и способа ее получения на основе комплексных соединений кальция и магния, которая может быть эффективно использована в качестве мягкого антигололедного реагента и в то же время совместима с растениями и обладает свойствами удобрений замедленного действия. Поставленная задача решается описываемой композицией на основе комплексных соединений кальция и магния, содержащей, мас.%: Ca(NO3)2 18,7-20,7; Mg(NO3)2 16,7-18,7; CO(NH2)2 58,6-60,6; ПАВ 1,0-5,0; Н2О остальное. Поставленная задача решается также описываемым способом получения вышеуказанной композиции, включающим смешение нитрата кальция, полученного путем обработки негашеной извести азотной кислотой, с магнийсодержащим реагентом, предпочтительно нитратом магния или магнезитом, и с карбамидом, вводимым в нейтральный раствор нитратов кальция и магния, с последующим добавлением в раствор поверхностно-активного вещества и сушкой. В случае необходимости нейтрализации раствора нитратов, рекомендуется проводить ее известковым молоком. В качестве ПАВ предпочтительно использовать неонол и вводить его в количестве 3-5 мас.%. Процесс смешения рекомендовано проводить при температуре 50-90oС. При осуществлении способа получают комплексное соединение нитрат кальция-нитрат магния-мочевина (НКММ), которое отвечает формуле: Ca(NO3)2 Mg(NO3)28CO(NH2)2. В качестве исходного сырья для получения НКММ берут: окись кальция (СаО) (известь негашеная), азотная кислота техническая (концентрация 53-55%); технический раствор нитрата магния или магнезит (концентрация 32-33) Mg(NO3)2 ; раствор негашеной извести (известковое молоко) концентрация 80-120 г/л; поверхностно-активное вещество (неонол, сульфанол и др. ПАВ). Основными реакциями являются следующие. 1. Получение нитрата кальция при взаимодействии Са с HNO3CaO + 2 HNO3 -> Ca(NO3)2 + H2O
2. Нейтрализация избыточной HNО3 раствором гидроокиси кальция с образованием нитрата кальция
2 HNO3 + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + H2O
3. Образование комплексных соединений при введении мочевины в раствор нитрата кальция и магния
Са(NO3) p-p + 4CO(NH2)2 тв -> Ca(NO3)2
4CO(NH2)2 p-pMg(NO3) p-p + 4CO(NH2)2 тв -> Mg(NO3)2
4CO(NH2)2 p-pCмешение реагентов осуществлялось при перемешивании при температуре 50-90oС. Полученный раствор после введения в него поверхностно-активного вещества (неонол) нагревали для удаления избыточной влаги. Полученный кристаллический осадок (белого, серого или желтоватого цвета) представлял собой готовый продукт, который рекомендован как антигололедный реагент НКММ. Пример 1. 54,5 г раствора Mg(NO3)2 (33%-ного) смешивают при температуре 80oС с 36 г HNO3 (47%-ной). В полученную смесь вносят 10,42 г твердой негашеной извести (73,7% СаО). Время обработки составляет 35 мин. Молярное соотношение азотная кислота : негашеная известь составляет 2,2 : 1,0. Затем в полученную смесь дозируют 59 г твердой мочевины и 1 г ПАВ. Полученную пульпу гранулируют и сушат. Состав продукта, мас.%: Ca(NO3)2 18,7; Mg(NO3)2 16,7; CO(NH2)2 59,7; ПАВ 1; вода 3,9. Пример 2. 57,0 г раствора Mg(NO3)2 (33%-ного) смешивают при температуре 50oС с 24 г HNО3 (54%-ной). В полученную смесь вносят 10,1 г твердой негашеной извести (73% СаО). Время обработки составляет 25 мин. Молярное соотношение азотная кислота : негашеная известь составляет 1,75 : 1. Затем в полученную смесь дозируют 58,5 г твердой мочевины и 1 г ПАВ. Полученную пульпу гранулируют и сушат. Состав продукта, мас.%: Ca(NO3)2 20,7; Mg(NO3)2 16,7; CO(NH2)2 58,6; ПАВ 2; вода 2. Пример 3. 56 г раствора Mg(NO3)2 (33%-ного) смешивают при температуре 65oС с 27 г HNO3 (54%-ной). В полученную смесь вносят 10,4 г твердой негашеной извести (73% СаО). Время обработки составляет 30 мин. Молярное соотношение азотная кислота : негашеная известь составляет 1,92 : 1. Затем в полученную смесь дозируют 59 г твердой мочевины и 1 г ПАВ. Полученную пульпу гранулируют и сушат. Состав продукта, мас.%: Ca(NO3)2 18,7; Mg(NO3)2 16,7; CO(NH2)2 59; ПАВ 3; вода 2,6. Таким образом, разработан процесс получения антигололедного реагента нитрат кальция-магния-мочевины (НКММ) с использованием в качестве кальцийсодержащего сырья - твердой негашеной извести (СаО). Полученный продукт имеет кристаллическую структуру и отвечает формуле Ca(NO3)2
Mg(NO3)2 8CO(NH2)2. Содержание компонентов отвечает требованиям и укладывается в заданных пределах, мас.%: Ca(NO3)2 18,7-20,7; Mg(NO3)2 16,7-18,7; CO(NH2)2 58,6-60,6; ПАВ 1-5; вода остальное. Полученный продукт можно применять как антигололедный реагент путем рассыпания его со специальной техники на поверхность, покрытую ледяным, и взаимодействие реагента со льдом. При этом вследствие изменения температуры плавления происходит быстрое разрушение ледяного покрова, что облегчает работу спецтехники по очистке поверхностей от льда.
Класс C01B21/48 способы получения нитратов вообще
Класс C09K3/18 для нанесения на поверхность с целью предотвращения или уменьшения налипания на нее льда, тумана или воды; для нанесения материалов на поверхности с целью предотвращения обледенения или для оттаивания