Композиция на основе комплексных соединений кальция и магния и способ ее получения
Патент 2112740
Авторы
Классы МПК
- C01B21/48 - способы получения нитратов вообще (отдельные нитраты смотри релевантные подгруппы подклассов C01B-C01G соответствующие катиону)
- C09K3/18 - для нанесения на поверхность с целью предотвращения или уменьшения налипания на нее льда, тумана или воды (обработка измельченных материалов с целью свободного их стекания вообще, например путем придания им гидрофобных свойств B01J 2/30); для нанесения материалов на поверхности с целью предотвращения обледенения или для оттаивания (вещества, добавляемые в жидкости, для передачи тепла, теплообмена или хранения тепла илиполучения тепла или холода иначе, чем путем их сжигания, например в жидкости для радиаторов C09K 5/00)
Композиция на основе комплексных соединений кальция и магния и способ ее получения
Реферат
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.
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 HNO3 CaO + 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-p Mg(NO3) p-p + 4CO(NH2)2 тв -> Mg(NO3)24CO(NH2)2 p-p Cмешение 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)2Mg(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.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.