Таза күйінде, аммиакты селитра әлсіз жарылғыш зат
Тұжырым
Дипломдық жұмыстың тақырыбы: Көмір ұнтағын қосқан гранулитті алу
мүмкіндіктерін зерттеу. Бұл дипломдық жұмыста гранулиттің құрамындағы
индустриалды майдың біраз мөлшері көмір ұнтағымен алмастырылды және
түйіршіктелген аммиак селитрасы бойында қалыпты сақтау жолдары
қарастырылған. Осы мақсатта аммиак селитрасы, индустриалды май және көмір
ұнтағынан тұратын гранулит құрамындағы индустриалды майдың 3 % мөлшерін
ұнтақ түрдегі көмір ұнтағымен алмастырылды.
Дипломдық жұмыста тақырып бойынша ашылған жаңалықтар аналитикалық шолу
ретінде көрсетілген, сондай-ақ шикізатпен өнімге сипаттама беріліген.
Қоршаған ортаға зиянды әсері есеп түрінде көрсетілген, алдын-ала
зиянсыздандыру іс-шаралары жазылған. Тіршілік қауіпсіздігі жөнінде және
экономикалық есептеулер көрсетілген.
Бұл дипломдық жұмыс ___ беттен, ___кестеден және ___ суреттен тұрады.
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1 Ғылыми зерттеу бөлімі
1.1 Аналитикалық шолу. Патентті
ізденістер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.2 Жұмыстың мақсаты мен
міндеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..
2 Тәжірибелік бөлім
2.1 Өнімге және шикізатқа
сипаттама ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
2.2 Тәжірибе жүргізу әдісі, қондырғы
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3 Талдау
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... .
2.4 Тәжірибе нәтижелері және оларды
талқылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 Технологиялық сызбаны
ұсыну ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
2.6 Технологиялық
есептер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ..
3 Тіршілік
қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ...
4 Қоршаған ортаны
қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... .
5 Зерттеу нәтижелерін технико-экономикалық (эколого-экономикалық)
бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытындылар мен
тұжырымдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..
Пайдаланылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ..
Қосымша (кестелер, сызбалар, бағдарламалық
құжаттар) ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..
Нормативтік белгі
ӘН ОҚМУ 7.15.2008 Дипломдық жобаны ұйымдастыру (Дипломдық жұмыс).
МЕСТ 2 – 85 (аммиакты) селитра
МЕСТ 2874 – 82 бойынша ауыз су немесе көрінбейтін механикалық
қосындылар рН – 6,5 – 7,0 мен өрт сөндіру
үшін шаруашылықта қолданылатын су.
МЕСТ 1805 – 76 бойынша индустриалды май.
МЕСТ 2 – 75 – түйіршікті селитра
МЕСТ 4461 – 48 - төмен шоғырлы азот қышқылы (47-56% )
МЕСТ 6221 – 62 – аммиак
Анықтамалар
Жарылғыш заттар – дегеніміз сыртқы импульс әсерінен (қыздыру, соғу,
үйкеліс) жарылып, қирату құбылысын тудырып, өте көп жылу, ыстық қызған газ
бөле жүретін химиялық қосылыстар немесе қоспалар.
Жарылыс – жарылғыш заттағы потенциалдық энергияның тез бөлінуі.
Жарылыс кезінде энергияның жоғары жылдамдықпен бөлінуі нәтижесінде өте
жоғары қуаттылық дамиды.
Оттекті баланс – дегеніміз жарылғыш заттың жанғыш элементтерін
толығымен тотықтыруға кететін оттегінің артық немесе жеткіліксіз мөлшері.
Белгілер мен қысқартулар
ОБ – оттегі балансы
АС – аммиак селитрасы
ТАС – түйіршіктелген аммиак селитрасы
ДО – дизель отыны
т.с.с. – тағыда сол сияқты
т.б. – тағыда басқа
ЖЗ- жарылғыш зат
БЖЗ- бризантты жарылғыш заттар
ИЖЗ- иницирлеуші жарылғыш заттар
КД- капсюль детанатор
АҚШ-Америка құрама штаттары
ТМД- Тәуелсіз мемлекеттер достастығы
Кіріспе
Жарылғыш заттар (ЖЗ) халық шаруашылығының әр түрлі салаларында жоғары
концентратты және үнемді қуат көзі ретінде кең пайдаланылады. Түрлі түсті
және қара темір (металдар) кендерінің 90% пайызыға жуығын жару әдісімен
табады. Жаппай жару әдістері кен орындарын көмір қазбаларын және басқа да
пайдалы қазбалар кендерін ашуда, мұнай және газ құбырларын жүргізуде,
шахталы жолдар мен әр түрлі жол салуда пайдаланылады.
Сонымен қатар жарылғаш заттардың жару тәсілдерін пайдалана отырып
машина жасаумен металлургиядағы металдарды өңдеудегі жарылғыш тәсілдерді
пайдалануда, мұнай скважиналарын перфорациялауда, жергілікті орынды тазалау
мен тегістеу үшін, жер қатпарын нығыздауда және басқа техникалық
қажеттіліктер үшін қолданылады.
Жарылғыш заттар жарылғанда пайда болатын энергияны пайдалану және оны
басқару жолдары әрі қарай зерттеліп іздестірілуде. Бұл қолданылатын
жарылғыш зат ассортименті мен олардың технологиясын жетілдіруді
талап етеді.
Қазақстанда пайдалы қазбалар қоры жағынан алдыңғы қатарлы елдердің
бірі, сондықтан да тау – кен өнер кәсібі жоғары дамығын.
Құрылыс және химиялық шикізаттарды, құрамында түрлі – түсті, қара,
алтын қоспасы бар кендерді жару үшін жарылғыш заттарды пайдалану едәуір
шығынды талап етеді.
Қазақстандағы жару жұмыстарында қарапайым жарылғыш заттардан мына
гранулиттер жиі қолданылады: игданит, М, С-2, АС-4, АС-8, АС-4В, АС-8В
сияқты гранулиттер.
Қарапайым жарылғыш заттардың компоненттері арзан әрі анау айтқан тапшы
емес, оның үстіне олар басқа жарылғыш заттарға қарағанда анағұрлым қауіпсіз
болып келеді, себебі механикалық әсерлерге сезімталдығы төменірек.
Мұндай қарапайым жарылғыш заттардың қоспасын жасау технологиясы
мейлінше қарапайым. Технологияның негізі - қатты және сұйық фазаларды
құрылымы жағынан қарапайым қалақшалы механизмдер көмегімен араластырудан
тұрады.
Бұл қосындылар құрамына енетін компоненттер арзан, жұмсалатын
өндірістік шығындар азырақ болатындығына байланысты және қаттылығы орташа
тау жыныстарын жаруға қолданатындықтан, жарылғыш заттардың ең тиімді
түрлері болып есептеледі және көп қолданысқа ие.
Жарылғыш заттардың қазіргі кезде кең тараған түрлері - ол қарапайым
түйіршікті жарылғыш қоспалар. Қарапайым түйіршікті жарылғыш заттарды
қолдану жалпы өндірісте қолданатын жырылғыш заттардың 60 % құрайды.
1 Ғылыми зерттеу бөлімі
1.1 Аналитикалық шолу. (Патенттік ізденіс)
Жарылғыш заттарды бірнеше түрмен жіктеп бөлуге болады. Атап айтсақ,
химиялық өзгеру формасына сәйкес, сезімталдығына байланысты, химиялық
табиғатына немесе құрамына және қолдану жағдайына байланысты.
Жарылғыш заттар (ЖЗ) халық шаруашылығының әр түрлі салаларында жоғары
концентратты және үнемді қуат көзі ретінде кең пайдаланылады. Түрлі түсті
және қара темір (металдар) кендерінің 90% пайызыға жуығын жару әдісімен
табады. Жаппай жару әдістері кен орындарын көмір қазбаларын және басқа да
пайдалы қазбалар кендерін ашуда, мұнай және газ құбырларын жүргізуде,
шахталы жолдар мен әр түрлі жол салуда пайдаланылады.
Қарапайым жарылғыш заттарға аммиак селитрасы (АС) негізінде жасалған
құрамында сұйық немесе жылдам балқығыш мұнай өнімдері бар түйірленген
селитра қоспаларын жатқызады. Олардың қарапайым деп аталу себебі - олардың
құрамында нитроқосылыстар жоқ болғандықтан [3].
Аталған типтегі жарылғыш затымызды ағылшын транскрипциясында АN - ҒО
индексімен (аммоний нитраты - жанғыш май) белгіленеді, орысшасында АС - ДТ
(амиак селитрасы - дизельдік отын). Алайда бұл жарылғыш заттардың өзіндік
атаулары да бар: ТМД елдерінде игданит, гранулиттер және құрамында суы бар
жарылғыш заттар, Канадада амекс, Гермиянада амонекс, АҚШ-та нилит және
аустерлит тағы басқа сол сияқты. Олар бір бірінен селитра сорты мен сұйық
жанғыш майына қарай айырмасы болуы мүмкін. Кейбір қарапайым жарылғыш
заттардың құрамында жанғыш сұйықтармен қатар металл ұнтақтары мен қатты
отындар да болуы мүмкін.
Қазақстанда жару жұмыстарына мына гранулиттер жиі қолданылады: игданит
және М, С-2, АС-4, АС-8, АС-4В, АС-8В сияқты гранулиттер.
Қарапайым ЖЗ-дың компоненттері арзан әрі анау айтқан тапшы емес, оның
үстіне олар басқа ЖЗ-ға қарағанда анағұрлым қауіпсіз болып келеді, себебі
механикалық әсерлерге сезімталдығы төменірек.
Мұндай қарапайым ЖЗ қоспасын жасау технологиясы мейлінше қарапайым.
Технологияның негізі - қатты және сұйық фазаларды құрылымы жағынан
қарапайым қалақшалы механизмдер көмегімен араластырудан тұрады[4].
Бұл қосындылар құрамына енетін компоненттер арзан, жұмсалатын
өндірістік шығындар азырақ болатындығына байланысты және қаттылығы орташа
тау жыныстарын жаруға қолданатындықтан, ЖЗ-дың ең тиімді түрлері болып
есептеледі.
ЖЗ-дың қазіргі кезде кең тараған түрлері - ол қарапайым түйіршікті
жарылғыш қоспалар. Қарапайым түйіршікті ЖЗ қолдану жалпы өндірісте
қолданатын ЖЗ-ың 60% құрайды. (АҚШ-та 1980 жылы 85% болған).
АС - ДО қоспаларының кемшілігі:
1. Қоспалар ылғалға төзімділігі нашар. Судың әсерінен, құрамында
ылғалдылық мөлшері 5% - асып кетсе, детонациялық қасиетінен айрылады, сол
себепті оларды сулы кендерде пайдалануға болмайды.
2. Қоспалар физикалық тұрғыдан қарағанда онша төзімді емес. Зарядтау
биіктігі жоғары болған жағдайларда сұйық фазалар зарядтың төменгі қабатына
ауысы,ағып кетуі мүмкін [5].
3. Қатты немесе өте қатты тау жыныстары үшін бұл ЖЗ-дың детонациялық
параметрі (детонациялық қысымы) жеткіліксіз болып келеді ( игданит, М және
С -2 гранулиттері).
Қарапайым ЖЗ-дың суға төзімділігін арттыру мақсатында оларға сұйық
отын орнына балқу температурасы төмендеу, қатты мұнай өнімдерін қосады. (АС-
4В, АС-8В) типті гранулиттер. Олар гидрофобты қасиеті бар заттар болып
табылады (парафин, воск). Ал Чикунов О.В., Чикунов И.В., Маманов П.И. деген
ғалымдар, гигроскопиялық қасиеті төмен ұнтақтардың көмегімен,
түйіршіктелген аммиак селитрасының бетін қабықша сияқты етіп жабуды ұсынып
отыр [2].
Бұл заттар селитра түйірлері еріп кетуден сақтағанымен (қабықша),
түйірлер арасындағы кеңістікке толып қалатын су ЖЗ-ды қатты флегматтайды,
сондықтан ЖЗ толық жарылмай немесе тіптен жарылмай қалуы мүмкін.
АС - ДТ қоспаларының тұрақтылығын арттыру мақсатында кеуектілігі
жоғары селитра пайдаланылады. Оның дизельді отынға қарағанда тұтқырлығы
жоғары минералды соляр, индустриялық т.б. майларды қосу арқылы, сондай-ақ
беткі бөліктерін аздап опалап, ұнтақ сеуіп, сұйық отынмен майлап, жұқа
дисперсті қатты отын материалдарымен, алюминий пудрасымен, ағаш ұнымен,
т.б.с.с. жолдармен де арттыруға болатынын Кантор В.Х., Потапов А.Г. ұсынды.
(АС-4 гранулиті және АС-8, С-2) [1].
Селитра түйірлерінің сіңіргіш (тұтқырлық) қасиеті олардың
кеуектілігіне байланысты болады.
АС-ның ылғалдылығы төмен болған сайын, солғұрлым жанғыш сүйықтықты
сіңіруі көбірек болады.
Егер АС сіңірген сұйық отынның мөлшері аз болса, онда нөлдік балансты
қамтамасыз ету үшін ЖЗ құрамына қосымша қатты отын қосылады: ағаш ұны,
көмір, сажа т.б.с.с.
Қатты жанғыш отын кеуекті болуы тиіс, себебі АС туйірлері ұстап қала
алмаған сүйық отынның мөлшерін өзіне сіңіруі тиіс.
Қарапайым ЖЗ-дың энергетикалық қуатын арттыру мақсатында олардың
құрамына АІ ұнтағын немесе пудрасын 4-8% мөлшерде (АС-4 және АС-8 маркалы
гранулиті), сүйық отын мөлшері нөлдік оттектік балансқа жеткенінше қосады,
соның салдарынан жарылыс жылуы 20-40% артады[6].
Игданиттер жарылыс жүргізілетін жерде жасалынады, гранулиттер (М, С-2,
АС-4, АС-8, АС-4В және АС-8В гранулиттері) - арнайы зауыттарда жасалады.
Игданит – қарапайым жырылғыш заттың бірі болып табылады,
өйткені аммиакселитрасы мен дизельдік отынның қоспасы болып табылады.
Игданиттің кеңінен тараған түрлері оттегі балансы нөлге
теңестірілген жарылғыш қоспалар. Жер асты жүмыстары үшін аммиак селитрасы
мен дизельдік отынның ара қатынасы 94,5 % 5,5 % ; ашық жұмыстар үшін 94 %
6 %. Ара қатынастары кей жағдайларда өзгеруі мүмкін (дизельдік отын 2 – 7
%)[7].
Игданит қолданылатын жерде арнайы дайындалған механикалық
араластырғыштарда механикалық түрде араластырылып жасалады да, сол мезетте
дайын болған игданитті механикаландырылған түрде скважиналарға салады да
жару жұмыстарын жүргізеді.
Гранулиттер - зауыт жағдайында жасалатын АС-ДТ типті түйірленген
жарылғыш зат болып табылады.
Өндірістік жолмен шығарылатын селитраның сіңіргіштік қасиеті төмен
болатындықтан, гранулиттер құрамына 3-3,5% артық сұйық мұнай өнімін қосуға
болмайды. Сондықтан дизельді отынның орнына орташа тұтқыр, арзан
индустриялық майлар қолданылады. Гранулиттер құрамына сондай-ақ жұқа
дисперсті опалағыш материалдар қосылады. Негзінен гранулиттер суға
төзімсіз болып келеді.
М-гранулиті - кеуекті селитрада жасалып, жанғыш отын ретінде
құрамында соляр майы болады. Түйірлер сарғыш тџсті, қолға барынша құрғақ
болып білінеді. Физикалық тұрғыдан тұрақты, ұзақ мерзім бойына сақтауға
болады, сусып тұрады ѕрі тасымалдауға ыңғайлы. Пневматикалық зарядталу
жағдайында электрленбейді, шаңданбайды, механикалык ѕсерлерге сезімталдығы
төмен, қолданыста қаупсіз болып табылады.
М- гранулитін кеуекті селитрада жасайтын болғандықтан, біркелкі
сіңіргіш мұнай майын жақсы ұстай алатындықтан оның детонациялык қасиетін
жоғары. Детонациялық жылдамдығы (шпурларда 2800-3000 мс ал,
скважиаларда 3200-3400мс), зарядтау тығыздығы 1гсм3 кезінде тұрақты
детонацияланады.
М- гранулиті ашық жерасты жұмыстарына арналған. М-гранулиті аралық
детонаторлардан детонаттайды: тротилды шашкалар ашық жұмыстарда және жер
асты жұмыстарында №6ЖВ аммонит патроны қолданылады. Рұқсат етілетін
гранулит ылғалдылығы 5% аспауы тиіс, шпурлы зарядтар џшін жѕне скважиналық
зарядтар үшін 8% - аспауы тиіс.
С-2, АС-4, АС-8 гранулиттері. Олар М-гранулиттеріне қарағанда кеуекті
селитрада жасалады. Отын ретінде бұл гранулиттерде индустриалық майлар
қолданылады.
С-2 қоспасы құрамының тұрақтылығына сақтау кезінде селитра ұсақ
түйірлер ағаш ұнымен опалау арқылы қол жеткізіледі. Ол сондай-ақ
селитраның сіңіргіштік қасиетін арттырады.
АС-4 және АС-8 гранулиттерінде қоспаға алюминий опасы қос ылады
(металлдандырылған ЖЗ).
АС-4 гранулитін мықтылығы орташа тау жыныстарын жаруға
пайдаланады.
АС-8 гранулиті өзінің энергетикалық сипаты бойынша мықты патронды ЖЗ
тең келеді жѕне жартастарды жару жұмыстарында нѕтижелі болып келеді.
Гранулиттердің құрамы 1 кестеде көрсетілген.
1-кесте
АС негізіндегі карапайым түйірлі ЖЗ түрлері
Компоненттер атауы Норма%
АС-8 АС-4 С-2 М
А маркалы АС селитрасы 89(1,591,8(1,5 92,8(1,5 _
АС кеуікті селитрасы _ _ _ 94,5(1,0
АL пудрасы 8(0,8 4(0,3 - -
Ағаш ұны - - 3(0,5 -
Приборлар майы немесе - - - 5,5(0,5
соляр майы
Индустриялық май 3,5(0,5 4,2(0,5 4,2(0,5 -
АС-4в және АС-8в гранулиттері - органикалық отыны ретінде құрамында тез
балқығыш мұнай өнімдері болады (парафин, воск). Гидрофобты мұнай өнімінің
әсерінен түйілердің қабықшамен қапталуына байланысты шпурдегі зарядпен
скважинадағы зарядтар ақпайтын суда 2-4 сағатқа дейін өзінің жарылғыштық
қасиетін жоғалтпай төзе алады.
Қарапайым түйіршіктелген ЖЗ дайындау.
М және АС-4 гранулиттері автоматтандырылған зауыттық технологиялық
ағымда жасалады. Компоненттері барабанды қалақшалы араластырғыштарда
араластырылады.
АС-4В жѕне АС-8В маркалы суға төзімді гранулиттерді жасауға “ыстықтай
араластыру” деп аталатын технология қолданылады, онда селитра түйірлері
балқыған гидрофобты воск тәрізді қоспамен қапталады да, жұқа дисперсті
алюминиймен опаланады[8].
1.2 Зерттеу міндеттерін қою
Бұл дипломдық жұмыстағы басты тапсырма Көмір ұнтағын қосқан
гранулитті алу мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады. Ізденуге қойылған
басты тапсырманы шешу үшін, келесі тапсырмаларды орындау қажет.
- тақырып бойынша аналитикалық шолу және патенттік ізденістер жасау.
- мақсаты және бастапқы заттардың (шикізаттардың) сипаттамаларын
беру.
- экспериментті жүргізудің әдістемелігін таңдау, қондырғының сызбасын
жасау.
- таңдалған әдіс бойынша алынған жарылғыш затқа атлдаулар жүргізу.
- эксперимент нәтижесі және оны талқылау: алынған мәліметтер бойынша
өндірістік жарылғыш затты алу технологиясын жасау және алынған
мәліметтерді қарастыру және эксперименттік бөлімде шешім қабылдау.
- үрдістің технологиялық үлгісін жасау.
- технологиялық есептеулер келтіру.
- ұсынылған жарылғыш қоспа бойынша қауіпсіздік іс-шараларын
қарастыру.
- ұсынылған жарылғыш зат өндірісінің қошаған ортаға зиянды әсері және
онымен іс-шаралар жүргізу.
- ұсынылған жарылғыш заттың технико-экономикалық бағалануын
қарастыру.
- нәтиже немесе қорытынды шығару.
-
2 Тәжірибелік бөлім
2.1 Өнімге және шикізатқа сипаттама
Бұл дипломдық жұмыста гранулит көмір ұнтағын қосқан гранулитті алу
мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады, яғни гранулит Д-5. Гранулит Д-5
негізінен аммиак селитрасы (АС) , индустриалды май (ИМ) және ұнтақ түрдегі
көмірден тұрады, ал мен физикалық тұрақтылығын жоғарлату үшін мұнай
өнімінің біраз мөлшерін қатты компанентпен алмастырып көмірді ұнтақ түрде
қосуды ұсынып отырмын. Демек гранулит Д-5 алу үшін шикізат ретінде
түйіршіктелген АС, ИМ және біраз мөлшерде ұнтақ түрдегі көмір болып
табылады.
Аммиак селитрасы
Аммоний нитраты NН4NО3 — түссіз кристалды зат. Тығыздығы 1690-1725
кгм3, балқу температурасы 169,6°С балқу жылуы 73,21 кДжкг, түзілу жылуы
365,6 кДжкг. Температурасына байланысты аммоний нитраты 5 түрлі кристалдар
құрайды. Аммоний нитраты суда өте жақсы ериді, температураны ұлғайтқанда
ерігіштік қасиеті артады. Ол гигроскопиялық қасиеті өте жоғары затқа
жатады. Аммоний селитрасын әдетте құрамында 0,2% су бар түйіршік түрінде
өндіреді. Оның тұтыну қасиетін жоғарылату үшін әртүрлі қоспалар қосады.
Мысалы: магний, кальций нитраттарын, аммоний сульфатын, күкірт қышқылы мен
фосфор қышқылының қоспасын, азот қышқылымен ыдыратылған фосфорит немесе
апатит ұнын, ерімейтін заттардың қоспалары- топырақты, талькті, доломитті,
вермикулитті.
Селитраны тасымалдағанда және сақтағанда ылғалданбас үшін оларды тығыз
су өткізбейтін ыдыстарға салады. Аммоний нитраты 110°С-тан ары қыздырғанда
төмендегідей реакция бойынша ыдырайды:
NН4NО3( NН3(г) + НNО3(г)-174.4 кДж
Температурасы 200°С-тан жоғары кезде.
NН4NО3( N2О + 2Н2О +36.8 кДж
400°С-тан жоғары тездеп қыздырғанда
NН4NО3( N2 + 2Н2О +0.5О2 + 118 кДж
Айырылу қопарылыспен жүреді.
Аммоний селитрасының бұл қасиеті (қопарғыштық), қопарғыш заттар
дайындау үшін (аммониттер, аммоналдар) қолданылады. Аммоний селитрасының
үлкен бөлігі азот тыңайтқыш ретінде немесе күрделі тыңайтқыштардың
құрамында қолданылады[9].
Тыңайтқыштар ретінде қолданылатын аммоний селитрасы, МЕСТ- 2-85 98%-
тен NН4NО3 кем емес жоғарғы сортты және 34% -тен кем емес бірінші сорты
қолданылады.
Аммоний селитрасын алу үшін пайдаланатын шикізат: төмен шоғырлы азот
қышқылы 47-56% НNО3 (МЕСТ 4461-48) және де 99,6% NН3 бар аммиак (МЕСТ 6221-
62).
Аммиак селитрасын өндірісте тек синтетикалық аммиактан және азот
қышқылынан алады.
Аммиак селитрасының температураға байланысты бірнеше модификациясы
болуы мүмкін.
Соңғы кездері нитрат амонийының тағы да төрт модификациясы табылды.
VІ, VІІІ және ІX модификациялар (86 - 270 мПа). Жоғары қысымда VІІ –
модификация 1700 С – ты температурада пайда болады. Модификациялық бірінен
– біріне өтуін нақты А.Е. Никифоров зерттеген.
Біріне – бірі өту қайтарымдық және онша үлкен емес поликристалды
өтеді. ІІІ – модификация шығаруды құрайды. ІІ – ІV модификацияға тікелей
өтуге жоғары деңгейдегі термодинамикалық кедергі, әсіресе құрғақ заттар
қиындық туғызады. ІV –ші модификацияда ІІІ- ке өтуде көлемнің үлкеюі
Никофоровтың нақты берілгені мен 0,0240 см3 І (4,14 %) ке, V –
модификацияда ІV – ке өтуде 0,016 – 0,018 см3 F – ге немесе 3% дейін
артады. Аммиак селитраларының гигроскопиялық нүктелері әртүрлі
температураларда (ылғалдылықтың процентінде) келесі белгілерге ие болады:
t; 0C ... ... . 10 15 20 25 30 40
50
Г; % ... ... ... .. 75,3 69,8 66,9 62,7 59,4 52,5
48,4
Органикалық емес тұздар ерітіндісіне қосылған аммиак селитра
қорытушысы гигроскопиялық нүктені төмендетеді. Міне, 1,2 % нитрат
магниясын қосқанда гигроскопиялық нүкте 250C да 57,3 % -ке дейін
төмендетеді.
Нағыз құрғақ аммиак селитрасы температураның тезарада өзгеріске
қарамастан өзінің бастапқы көлемін сақтап қалады. Аммиак селитрасы суда
жақсы ериді, оның ергіштігі температураның әсеріне байланысты болады.
169,4 0С температурада сусыз аммиак селитрасы балқиды.
Үлкен көлемдегі селитралардың әртүрлі жағдайда сақтаулы болуы
олардың өз - өзінен жануына немесе кезекті жарылысына алып келуі мүмкін.
Селитра қоймасында жылуды пайда болуын жергілікті жағдайда болдырмау
және қап арасында таза ауаның болуын қамтамасыз ету қажет. Аммиакты селитра
қаптарын сақтауда олардың қатар аралығын сақтап, детонацияны берудің
қауіпсіздігін сақтау қажет
Ертеректе аммиак селитрасы таза күйінде кем сезінерлек жалпы жарылғыш
зат ретінде қолданылады. Таза күйінде аммиак селитрасы әлсіз копарғыш зат
болып табылады. Жарылыс энергиясы бойынша ол өндірістік жарылғыш заттардан
үш есе әлсіз, көптеген жарылғыш заттармен салыстырғанда аммиак селитрасы
детонатор-капсюлдан жарылмайды, жарылысты қоздыру үшін күшті аралық
детонаторларды қолдану керек. Бекем қабықтағы түйіршікті селитра
детонациясын қоздыру үшін 50-60 г. тротил шашкісі, ал ашық зарядта 200-400
г. шашка қажет. Селитраның жарылу кезіндегі айналуы реакциясы мынадай:
2НN4НО3 =2Н2+О2+4Н2О
Бұл теңдеуге 375 ккалкг жарылу жылуы сәйкес келеді.
Аммиак селитрасының механикалық әсерлерге сезімталдығы төмен.
Селитрада кез келген жанғыш заттардың қоспасы, оның жарылыс жылуы мен
детонцияға сезімталдығын жоғарлатады. Әсіресе, оның жарылу энергиясы мен
мехникалық әсерлерге сезімталдығы, селитраға орагникалық заттарды
енгізгенде артады [10].
Аммиак селитрасының оттегі балансы +20. Аммиак селитрасының 1 гр.
ыдырау кезінде 0,2 гр. оттегі бөлінеді, яғни бөлінген оттегі, селитрамен
араластырылған органикалық қосымшаларды толық тотықтырады. Осы қасиетіне
байланысты аммиак селитрасы жарылғыш қоспаларда компоненттердің бірі
ретінде қолданады. Жарылғыш қоспаларда аммиак селитрасы тотықтырғыш
қызметін атқарады, ал жанғыш отын ретінде түрлі органикалық қосылыстар,
және теріс оттегі балансты ЖЗ қолданылады.
Аммиак селитрасына жанғыш отындарды қосқанда, детонацияның жылдамдығы
артады. Түйірленген аммиак селитрасының детонация жылдамдығы 1,4-1,6 кмс,
ал, М- гранулитінде 2,5-3 кмс құрайды[11].
Өндірісте түйірленген аммиак селитрасының бірнеше сорттары шығарылады.
А; Б; П және ЖВГ. А және Б маркалы селитраның кеуіктілігі төмен, яғни
қажетті компоненттерді толықтай сіңіріп, ұстап тұра алмайды. Сондықтан, бұл
маркідегі селитра негізінде негізінен жару жұмыстары жүргізілетін орындарда
дайындалатын қарапайым жарылғыш қоспаларды дайындауда қолданады.
Зауытта шығарылатын қарапайым түйіршіктелген ЖЗ үшін П маркалы кеуекті
селитраны пайдаланады. Кеуекті селитра түйірлерінің сіңдіру қабілеттілігі
соляр майына қатысты 10% кем болмауы тиіс, ал А және Б маркалы селитралар 5-
9 % сіңдіреді. Селитра түйірлерінің сұйық мұнай өнімдерін ұстап тұру
қабілеттігі сіңдіру қабілеті мәнінің жартысын құрайды.
Аммиак селитрасының сіңдіру қабілеттілігі дизель отыны мен төмен
тұтқырлы мұнай майының мөлшерін сипаттайды, ал ұстап тұру қабілеті 5-10
тәулік бойы селитрада қалған май мөлшерін көрсетеді. Селитра түйірлерінің
сіңдіру және ұстап тұру қабілеттілігі оның кеуектілігі мен ылғалдылығына
тікелей байланысты болады. Аммиак селитрасының ылғалдығы неғұрлым төмен
болса, ол соғұрлым сұйық отындарды өз бойына сіңіреді. Ал, ылғалданған
селитра, сұйық отынның физикалық және химиялық қасиеттеріне қарамастан аз
мөлшерде сіңдіреді, бұл мөлшер шамамен 1,5-2%.
Сондықтан да гранулиттерді алу алдында, қажетті мөлшердегі сұйық
отындармен селитра түйірлерін сіңдіру үшін, қажетті жағдайға дейін
селитраны кептіру керек ылғалдылығы 0,5 % болғанға дейін.
А және Б маркалы селитра қолданғанда нольдік немесе нольге жуық
оттегі балансымен қамтамасыз ету үшін, ЖЗ құрамына сұйық отыннан басқа
ағаш ұны, көмір, кальций стеораты т.с. сияқты қатты отындарды енгізеді.
Гранулиттердің физикалық тұрақтылығын арттыру үшін қатты отын қоспаларын
сұйық отынға батырылған аммиак селитрасы түйірлерінің сыртын опалау үшін
қолданады.
Жалпы өндірісте гранулиттерді өндіргенде селитраның сіңдіру және
ұстап тұру қабілеттілігін анықтаудың маңызы зор.
Аммиак селитрасын өндірісте тек синтетикалық аммиактан және азот
қышқылынан алады. Аммиак селитрасын аммиакты кокосты таза және қосылған
азот қышқылынан алу тиімді емес. Аммиакты селитраны синтетикалық аммиактан
және азот қышқылынан өңдеу көп сатылы. Осымен қатар аммиакты селитраны
аммиактан, азот тотығынан оттегіден және су буынан алынуы көзделген
4NH3 + 4N02 + 02 + 2Н20 = 4NH4N03
Бірақ бұл әдіс болмады, өйткені аммиак селитрасын өңдегенде сонымен
қатар аммоний нитраты пайда болады. Бұл жарылысқа қауіпті. Соңғы он жылда
аммиак селитрасын аммиактан және азот қышқылынан өңдеу жақсарады. Қазіргі
кезде аммиак селитрасын карбанидті синтездегенде шығатын аммиак құрамдас
газдардан алады. 1 т карбанидте 1 - ден 1,4 дейін аммиак шығады. Аммиактың
бұл мөлшері 4,6 – 6,5 т аммиак селитрасы шығады. Аммиак селитрасын аммиак
құрамдас газдан және газды аммиактан өңдеу ерекшелігі тек бейтараптау
сатысында Аммиак селитрасын көбінесе тұздардың ауысумен алады.
Са (N03)2 + (NH4)2C03 = 2NH4N03 + ↓CaCO3
Mg (N03)2 + (NH4)2C03 = 2NH4N03 + ↓MgC03
Ba (N03)2 + (NH4)2S04 = 2NH4N03 + ↓BaS04
Na N03 + (NH4)2S04 = 2NH4N03 + ↓NaS04
Бірінші жағдайда аммиак селитраның ерітіндісі айналатын фильтр арқылы
бөліп алады. Екінші жағдайда ерітіндіні белгілі жағдайға дейін буландырады
және оны кристалдайды.
Бұл әдіс әрі қарай: ыстық ерітінділерді мұздату арқылы таза күйіндегі
аммиак селитрасын алады, одан кейін бөлек апаратта кристалдайды.
Аммиак селитрасын тұздардың ауысуының барлық әдісінде өңдегенде қиын,
өйткені бұл әдіс көп буды және байланған азотты шығын етеді.
Газды аммиактан аммиак селитрасын өңдеудің жаңа түрлері шығып жатыр.
Аммиак селитрасын аммиактан және азот қышқылынан өңдеу.
1. Аммиак селитра ерітінділерін бейтараптау арқылы азот қышқылынан
және газды аммиактан алу.
2. Аммиак селитрасының ерітіндісін буландыру арқылы ерітеді.
3. Кристализациялау будан еріген тұздың түрлері домалақ пластинкалы
және ұсақ кристалды болады.
4. Салқындату.
5. Дайын өнімді арнайы ыдыстарға қаптайды.
Аммиакты селитра қабыршақты, түйіршекті және кристалды түрде
шығарылады. Физикалық қасиеті: температураға байланысты аммиакты селитраның
бірнеше түр өзгерісі болады. -18 ден + 32°С дейінгі температурада тұрақты
түр өзгерісті, мінезделетін тығыздығы 1,725 гсм3 түзіледі. Көрсетілген
температурадан қыздырып немесе суытқанда аммиакты селитра келесі түр
өзгеріске өтеді. Бұл жағдайда тығыздық өзгеріп жылу бөлінеді. Аммиакты
селитраның үйінді тығыздығы оның түрі мен бөлшектер өлшеміне байланысты 0,8-
0,9 гсм аралығында болады. Сақтау кезінде температураның тез түсуінен оның
көлемі көтерілуі негізінен оның ылғал кезінде анық байқалады.
Құрғақ селитра температураның тез өзгеруінде өзінің бастапқы көлемін
сақтайды. Сусыз аммиакты селитра 169,8 °С температурада балқиды.
Ылғалданған селитраның балқу температурасы біршама төмен болады. Аммиакты
селитра суда жақсы ериді. Оның ерігіштігі температураға күшті тәуелді.
Селитраның суда ерігіштігі біршама жылу сіңіру немесе ерітіндінің тоңу
температурасының төмендеуімен жүреді. Бөлшекті селитраның еру кезінде 10
бөлшекті суда температура 27 о дейін төмендейді, 50 г селитраны құрайтын
ерітінді 100 г суда – 13 °С дейін тоңады.
Аммиакты селитраның гигроскопиялық нүктесі 10°С та 75,3, 20оС та 62,7,
50°С та 48,4 тең. Қалыңдықтардың суда ерігіштігі аммиакты селитраның
гигроскопиялылығын жоғарлатады. Қалдықтар екі түрлі тұздың түзілуіне
NН4N03(NH4)2S04 әкелуі мүмкін.
Аммиакты селитраны ылғалдандыру жылдамдығы ережесі бойынша ондағы
ерімейтін қалдыққа байланысты емес, оның ішінде гидрофобты кристализация
бастапқы ылғал сіңіру периодына ғана бірнеше период тоқтатады.
Селитраның ылғалдану жылдамдығы ауадағы біркелкі салыстырмалы
периодтылығын температураға байланысты гигроскопиялық нүктесі төмендеп және
ауадағы және ерітіндідегі шық нүктесі төмендеп және процестің
дифференциалды жылдамдығы жоғарылайды. Температураны 25 тен 40 °С
жоғарылатқанда аммиакты селитраның ылғалдану жылдамдығы үш есе жоғарылайды.
Аммиакты селитраны және аммиакты селитралы жарылғыш затты сақтағанда
температура мен ауа ылғалдылығына көңіл бөлу қажет. Аммиакты селитраның
нығыздалуы жарылғыш заттар дайындау процесіне де және жарылғыш затты
дайындау орнында бірнеше белгілі қиындыққа әкеліп соғады. Аммиакты
селитраның нығыздалуын төмендету үшін оны қабыршақты немесе түйіршек
күйінде шығару қажет. Жай суды тұрақты жарылғыш затты аммиакты
селитрамен салыстырғанда; төменгі нығыздалу гидрофобты парафинді қоспа
және майлы қышқылдың темір тұздары болып табылады. Қышқылды фуксинмен
боялған аммиакты селитра шет елдік жарылғыш заттар өндірістік өнеркәсібіде
қолданыс тапқан[12].
Аммиакты селитра - қалыпты жағдайда сақтағанда тұрақты тұз темір және
аммониймен әрекеттеспейді. Бұл металдарды жарылғыш заттар өндірісімен оның
негізделуі және аммиакты селитра өндірісіне қолданылатын қондырғыларды
дайындауға болады.
Қалқытылған аммиакты селитра көптеген металдармен, онын
ішінде қорғасын, никель және мырышпен реакцияласады. Селитра кадмий және
мыспен активті тез әсерлеседі. Латуннан дайындалған қондырғы аммиакты
селитрамен жанасқанда уақытша байланысып жасыл түске енеді.
Аммиакты селитраны 150°С қыздыру кезінде аммиак және азот қышқылының
жылу сіңіру арқылы реакция жүреді.
200°С температурада селитраны ыдыратқанда экзотермиялық реакция азот
закисінің түзілуімен жүреді.
NH4N03 = N20 + 2H20;
Бұл реакцияның жылдамдығы температураның жоғарылауымен жоғарылайды.
Аммиакты селитра азот қышқылы төмендегі реакция бойынша түзілуімен
жүзеге асады.
5NH4N03 = 2HN03 + 4N2 + 9Н20;
Ыстық аммиакты селитраның сақтау және тасымалдау кезінде азот
қышқылының түзілуінен қағаз қаптарының өздігінен жануға әкелуі мүмкін.
Битумды қағаз қаптарының желінуі селитра мен қағаздың әсерінен
қауіпсіздікті төмендетеді.
Аммиакты селитраны қыздыру кезінде термиялық ыдырату кезінді
интенсификациясы қалдықтардың өнімге хлоридтер, оның ішін натрий хлоридін
қосу аркылы тотығуы қабілетіне жоғарылауы мүмкін.
Таза күйінде, аммиакты селитра әлсіз жарылғыш зат. Жарылу энергиясы
бойынша өндірістік жарылғыш заттардан үш есе әлсіз. Аммиакты селитра
жарылғыш заттардан айырмашылығы капсул – детанаторда жарылмайды және үлкен
жарылу кезінде қуатты аралық детонатордың пайдаланылуын қажет етеді.
Аммиакты жарылғыш зат көмегімен жарылуын иницирлеген катастрофа
қатардан кейін жарылғыш заттар көмегімен өткені белгі болған.
Аммиакты селитраның детонациялық критикалық диаметрі ашық зарядта оның
бөлшек өлшеміне, тығыздығына және селитраның ылғалдылығына жоғары аралықта
жүретіндігі белгілі болған. Майда майдаланған құрғақ аммиакты селитраның
0,8 гсм3 тығыздықтағы 10 см жақын заряд диаметріне детонациялауға
қабілетті. Бұл уақыт қабыршақты селитра детонациясы 1% ылғалдылықта
зарядтың диаметрі 30 см болады.
Аммиакты селитраның жарылуға айналу реакциясы келесідей болады.
2NH4N03 = 2N2 + 02 + 4H20;
бұл теңдеуде жарылу жылуы 375 ккалкг сәйкес. Бикелл бомбасындағы жарылу
кезінде аммиакты селитраның зарядтары нитроглицерин сенсибилизирленеді.
Өнімді жарылу оттегі орнына азот тотығының болуымен сипатталады.
Аммиакты селитраның механикалық әсерге аз сезгіштігінен оған басқа
жарылғыш заттар сияқты қауіпті қарамайды. Оны пайдалану үшін болат
аппараттар: дезинтеграторлар, балталы диірменде пайдаланылады. Механикалық
әсердегі селитраның сезгіштігі температура жоғарылағанда күшті жоғарылайды.
Американың мәліметтерінде температура балқу температурасына жақындағанда
аммиакты селитра оқ соққыдан жарылуы мүмкін. Оқтың жылдамдығі 4,08 кмс.
Осы жағдайда селитраның қабілеттілігі басқа жарылғыш заттар зарядына
детонациялығы жоғарылайды. Оның орнына қағаз қабына детонацияның критикалық
диаметрі 10 – 12 см ге дейінгі болаттан 5 см дейін төмендейді. Өндірістік
көлемде және аммиактың селитраның қолдану аясында оның сақтау ережесімен
үйымдастыру қажетті.
Селитра қоймасында жылудың пайда болуын жергілікті жағдайда болдырмау
және қап арасында таза ауаның болуын қамтамасыз ету қажет. Аммиакты селитра
қаптарын сақтауда олардың қатар аралығын сақтап, детонацияны берудің
қауіпсіздігін сақтау қажет. Ол аралық төмендегі теңдеумен анықталады:
rg = 0.13q
мұндағы: q – қатар аралығы, м.
Аралық қауіпсіздігін сақтауға мүмкін болмаған жағдайда аммиакты
селитраны сақтау режимін қамтамасыз ету қажет.
Аммиакты селитра өндірісі азот қышқылынын аммиакпен бейтараптау және
өнімді кристалдау сатыларынан тұрады. Аммиакты төмен ылғал болған жағдайда
жібереді. Азот қышқылының шоғыры 45 % КNO3 және азот тотығы 0,1 % жоғары
болмау керек. Аммиакты селитраны аммиакты өндірістің қалдықтарын пайдалану
арқылы алуға болады. Мысалыға, аммиак суы,танк танк және аммиакты
сақтағанда және аммиакты синтез жүйесімен үрлегенде алынған үрленген
газдар. Танк газының құрамы:45 – 70 % NН3, 91 – 92,5 % Н2 + Н2 (метан және
аргон ізімен). Сонымен қатар аммиакты селитра өндірісі үшін карбамид
өндірісінің дициляциясы газы қолданылады. Оның құрамы: 55 – 57 % NН3, 18 –
24 % СО2, 15 – 20 % Н2О
Реакцияның жылу эффектісі:
(NН3)2 + НNО3 = NН4NО3 35,34 ккалг·моль құрайды
2-кесте
АС шоғыры келтірілген
Шоғыр % 1 т селитра үшін Шоғыр % Ссокты будың шығуы
сокты будың шығымы 1 т селитраға кг
НNО3 NН4NО3 НNО3 NН4NО3
43 58,3 328 50 71,1 381
44 60,0 337 52 75,2 397
45 61,9 348 54 79,6 414
46 63,5 353 55 81,8 422
47 65,4 360 56 84,0 427
48 67,1 367 57 86,1 431
49 69,1 374 58 88,3 432
Индустриалды май
Индустриалдық май табиғатта мұнайды ректификациялау кезінде алынады.
Оның түсі қоңыр, тығыздығы 0,23 - 0,88 гсм3, оның кинетикалық
жабысғыштығы 37,8 оС 0,65 сонтитоксқа тең. Қату температурасы 10 оС.
Индустриалдық май алу Баку, Шығыс мұнайлары қолданылады. Кейбір
жағдайларда біз индустриалды майды өсімдік майына да қосамыз. Мысалы,
кастор, горчичный және тағыда басқа майларына қосу арқылы біз олардың
қасиеттерін күшейтеміз. Қазір индустриалды майлардың түрлері айтарлықтай
көп кездеседі. Қазіргі уақытта біз өндірісте оны силиконды полиэфирлі және
фторкөміртекті түрлерін қолданамыз. Өзінің жабысқыштық қасиетіне қарай, біз
индустриалды майды жеңіл, орташа және ауыр деп үш топқабөлеміз. Жеңіл
индустриалды майлар – көбінесе жоғары жылдамдықтағы аз салмақ түсіретін
жерлерде қолданылады. Оған жататындар Л (велосит) және Т (вазелин майлары)
олар көбінесе тоқыма өнерксібінде қолданылады[14].
Орташа индустриалды майларға – ұшақ және машина майлары жатады.
Ауыр индустриалды майларға – үлкен күшпен жұмыс істейтін және
аз жылдамдықпен жұмыс істейтін механизмдер мен қондырғыларда қолданылады.
Сонымен келе бұл индустриалдық майларды жарылғыш заттар алу
өндірісінде де қолданылады. Бұл индустриалдық майларды жарылғыш зат алу
үшін қолдану себебі қоймалжың, жабысқыш әрі жанғыш компонет ретінде
қолданылады. Осындай қасиеттерінің арқасында бұл индустриалдық майларды
гранулит АС – 4, гранулит АС – 8 алуда қолданылады.
Көмір
Қазба көмірлер – отынның ең көп тараған түрі. Бұл ерте замандағы
ағаштардың ауаның қатынасынсыз айырылғанынан түзелген заттар. Мұндай
айырылу кезінде оттек пен сутек бөлініп шығады,демек қалдығында көміртек
көбейеді. Көмір неғұрлым ерте түзелсе, соғұрлым ішінде көміртек көбірек
болады.қазба көмірлерді тікелей жағуға да, әрі отынының бағалырақ түрлерін
– кокс, сұйық отын, газ түріндегі отында алуға да пайдаланылады.
Жер асты қазба көмірдің әзірге белгілі қоры ~ 95000 млрд. т. Қазба
көмірдің қоры жағынан Совет Одағы жержүзінде бірінші орын алады.
Қазақстанда Қарағандыдан басқа Екібастұз сияқты жердің көмірі өте көп
екендігіашылып, ол да іске қосылды.
Қазба көмірдің басты үш түрі бар:
1. Антрацит – қазба көмірлердің ескісі, тығыз, жылтырап тұрады,
құрамында 96 % тей көміртек болады.
2. Тас көмір – қазба көмірлердің ең көбі, тығыз, қаратүсті, құрамында
75-91 % көміртек болады.
3. қоңыр көмір – көмірлердің жасы, күлі көп (7-38 %), құрамында
көміртек 65-70 % ғана, сондықтан өндірілетін жерінде қолданылады. Соңғы
кезде қоңыр көмірді катализатор қатысында сутекпен араластырып қысып,
қыздырып – гидрогендеп (сутектендіріп) бензинге, керосинге айналдыратын
болды.
Шымтезек көміртек түзілу процесінің бірінші сатысында түзілетін өнім.
Шымтезекте көміртек 65 % тен аспайды.
Шымтезекті құрғақ айдаса, бірнеше бағалы химиялық өнімдер бөлініп
шығып шымтезек коксы қалады, мұнда күкірт аз болғандықтан, оны жоғары
сапалышойын қорытуға қолданылады.
Көмір жанғанда былай жылу береді:
С + О2 = СО2 ∆Но = - 395 кДжмоль
2С + О2 = 2СО ∆Но = - 172 кДжмоль
Гарнулиттер
Қарапайым ЖЗ-ға Аммиак селитрасы (АС) негізінде жасалған құрамында
сұйық немесе жылдам балқығыш мұнай өнімдері бар түйірленген селитра
қоспаларын жатқызады.Олардың қарапайым деп аталу себебі - олардың құрамында
нитроқосылыстар жоқ болғандықтан.
Кейбір қарапайым ЖЗ-ң құрамында жанғыш сұйықтармен қатар металл
ұнтақтары мен қатты отындар да болуы мүмкін.
Қазақстанда жару жұмыстарына мына гранулиттер жиі қолданылады: игданит және
М, С-2, АС-4, АС-8, АС-4В, АС-8В сияқты гранулиттер.
Қарапайым ЖЗ-дың компоненттері арзан әрі анау айтқан тапшы емес, оның
үстіне олар басқа ЖЗ-ға қарағанда анағұрлым қауіпсіз болып келеді, себебі
механикалық әсерлерге сезімталдығы төменірек.
Мұндай қарапайым ЖЗ қоспасын жасау технологиясы мейлінше қарапайым.
Технологияның негізі - қатты және сұйық фазаларды құрылымы жағынан
қарапайым қалақшалы механизмдер көмегімен араластырудан тұрады.
Бұл қосындылар құрамына енетін компоненттер арзан, жұмсалатын
өндірістік шығындар азырақ болатындығына байланысты және қаттылығы орташа
тау жыныстарын жаруға қолданатындықтан, ЖЗ-дың ең тиімді түрлері болып
есептеледі[13].
ЖЗ-дың қазіргі кезде кең тараған түрлері - ол қарапайым түйіршікті
жарылғыш қоспалар. Қарапайым түйіршікті ЖЗ қолдану жалпы өндірісте
қолданатын ЖЗ-ың 60% құрайды. (АҚШ-та 1980 жылы 85% болған).
АС - ДТ қоспаларының тұрақтылығын арттыру мақсатында кеуектілігі
жоғары селитра пайдаланылады. Оның дизельді отынға қарағанда тұтқырлығы
жоғары минералды соляр, индустриялық т.б. майларды қосу арқылы, сондай-ақ
беткі бөліктерін аздап опалап, ұнтақ сеуіп, сұйық отынмен майлап, жұқа
дисперсті қатты отын материалдарымен, алюминий пудрасымен, ағаш ұнымен,
т.б.с.с. жолдармен де арттыруға болады. (АС-4 гранулиті және АС-8, С-2).
Қарапайым ЖЗ-дың энергетикалық қуатын арттыру мақсатында олардың
құрамына АІ_ ұнтағын немесе пудрасын 4-8% мөлшерде (АС-4 және АС-8 маркалы
гранулиті), сүйық отын мөлшері нөлдік оттектік балансқа жеткенінше қосады,
соның салдарынан жарылыс жылуы 20-40% артады. Гранулиттер (М, С-2, АС-4, АС-
8, АС-4В және АС-8В гранулиттері) - арнайы зауыттарда жасалады.
Гранулиттер - зауыт жағдайында жасалатын АС-ДТ типті түйірленген ЖЗ
болып табылады. Өндірістік жолмен шығарылатын селитраның сіңіргіштік
қасиеті төмен болатындықтан, гранулиттер құрамына 3-3,5% артық сұйық мұнай
өнімін қосуға болмайды. Сондықтан дизельді отынның орнына орташа тұтқыр,
арзан индустриялық майлар қолданылады. Гранулиттер құрамына сондай-ақ жұқа
дисперсті опалағыш материалдар қосылады. Негзінен гранулиттер суға
төзімсіз болып келеді.
АС-4, АС-8 гранулиттері. Олар М-гранулиттеріне қарағанда кеуекті
селитрада жасалады. Отын ретінде бұл гранулиттерде индустриалық майлар
қолданылады[15].
АС-4 және АС-8 гранулиттерінде қоспаға алюминий опасы қосылады
(металлдандырылған ЖЗ). АС-4 гранулитін мықтылығы орташа тау
жыныстарын жаруға пайдаланады. АС-8 гранулиті өзінің энергетикалық сипаты
бойынша мықты патронды ЖЗ тең келеді және жартастарды жару жұмыстарында
нәтижелі болып келеді.АС-4в және АС-8в гранулиттері - органикалық отыны
ретінде құрамында тез балқығыш мұнай өнімдері болады( парафин, воск).
Гидрофобты мұнай өнімінің әсерінен түйілердің қабықшамен қапталуына
байланысты шпурдегі зарядпен скважинадағы зарядтар ақпайтын суда 2-4
сағатқа дейін өзінің жарылғыштық қасиетін жоғалтпай төзе алады.
Қарапайым түйіршіктелген ЖЗ дайындау.
М және АС-4 гранулиттері автоматтандырылған зауыттық технологиялық
ағымда жасалады. Компоненттері барабанды қалақшалы араластырғыштарда
араластырылады.
АС-4В және АС-8В маркалы суға төзімді гранулиттерді жасауға “ыстықтай
араластыру ” деп аталатын технология қолданылады, онда селитра түйірлері
балқыған гидрофобты воск тәрізді қоспамен қапталады да, жұқа дисперсті
алюминиймен опаланады[16].
Бұл дипломдық жұмыста қрапайым жарылғыш заттың бірі көмір ұнтағы
қосылған гранулитті алу мүмкіндіктерін зерттеу туралы жазылған. Бұл
гранулиттің қарпайымдылығы және де қатты жанғыш компонент ретінде кәдімгі
көмір ұнтағының қолданылуы ыңғайлы болып шыққан. Көмір ұнтағын біз кәдімгі
ауыл шаруашылығында жылу энергиясын алу үшін қолданып жатқан тас көмірді
ұнтақтап алуымызға болады. Көмірді табу айтарлықтай қиын мәселе емес, көмір
бізге Қарағанды және Екібастұз шахталарынан қазып алынып, жеткізіліп
жатады. Сол себепті көмір ұнтағы арзан компоненттің бірі.
Көмір ұнтағын қосқан кезде оның жақсы қасиетінің бірі құрамындағы
соляр майының тұрақтылығы жоғарлайды және мұнай өнімінің біраз мөлшерін
көмір ұнтағымен алмастырады.. Осы көмір ұнтағының қанша пайызда қосылуы
жайлы технологиялық есептермен зерттеліп көсетіледі және оны қосудың
кемшілігі жайлы түсіндіріледі. Негізінен жарылғыш заттарды қолданған кезде
оларға қойылатын талаптар қолдану кезінде оның қауіпсіздігі,
қарапайымдылығы сонымен қатар ЖЗ ның арзандығы және қуатты болу керектігі.
Көмір ұнтағы қосылған кезде жарылыс жылуы біраз түседі, бірақ айтардықтай
көп емес. Көмір ұнтағы негізінен құрамындағы соляр майының тұрақтылығын
жоғарлату үшін қосады. Өйткені біздегі соляр майы сұйық отын, аққыштық
қасиеті бар. Сол себепті соляр майы түйіршіктелген АС ның астына ағып
кетпеуі үшін көмірді ұнтақтап қосып отырады.
2.2 Тәжірибе жүргізу әдісі, қондырғы сипаттамасы
Зертханалық жағдайда жарылғыш заттың эскудациясын анықтау келесідей
жүргізіледі. 500 мм шыны немесе полиэтиленді тік тұрғызылған құбырда бөлме
температурасында, бірнеше сағат бойына сақталып, уақыт өтуіне байланысты
қоспадағы сұйық отын мөлшерін келесідей анықтаймыз.
Х = 100 - ( mпр – mд.о) mпр · 100 %
мұндағы, mпр –өлшенді массасы.
mд.о – өлшендідегі анықталған ДО массасы (уақыт
өтуіне
байланысты) г.
Қарапайым жарлғыш заттардың физикалық тұрақтылығын зерттеу үшін арнайы
қондырғы жасалған. Ол штативке бекітілген ұзындығы 50 см-лік шыны
цилиндрден тұрады, цилиндрдің диаметрі 5 см. Бұл шыны ыдыс екі бөлікке
бөлінген, әр шынымыздың ұзындығы 25 см.
1- сурет - Қарапайым ЖЗ физикалық тұрақтылығын зерттейтін қондырғы.
1-штатив,
2-шыны цилиндр.
Зерттеу жұмысының негізі МЕСТ-ке сай етіп гранулит Д-5-тің физикалық
тұрақтылығын жоғарлату. Зерттеу үшін жоғарыда айтылған әдіс қарастырылды.
Соларға келер болсақ ол зертхана жағдайындағы арнайы қарапайым жарылғыш
заттың физикалық тұрақтылығын зерттейтін қондырғыда жүргізіледі. Біз
алдымен 0,5 % пайыз етіп көмірдің ұнтағын қосамыз да оған зерттеулер
жүргіземіз. 0,5 % пайыз етіп көмір ұнтағын қосу үшін алдымен компаненттерді
пеште кептіріп дайындап аламыз. Дайын болғаннан соң компаненттерді ыдысқа
салып толығымен араласқанша араластырамыз. Араластыруды механикалық түрде
қолмен жүргіземіз. Дайын болған өнімді алдын ала дайындалған қондырғымызға
саламыз да уақытты белгілейміз. Әр екі сағат өткен сайын шыны цилиндрдің
үстінгі, ортаңғы және астыңғы бөлігінен 10 г өнімді алымыз.Алынған өнімнің
құрамындағы индустриалды майдың пайыздық қатынасына талдау жүргіземіз.
Талдауды жасау әдісі бойынша алынған 10 г өнім суда ерітіледі. Аммиак
селитрасы суда еріп кетеді, ал индустриалды май судан бөлініп бетіне
қалқып шығады. Қалқып шыққан индустриалды майды судан бөліп аламызда
көлемін өлшейміз. Өлшенген индустриалды майдың көлемі арқылы зерттелініп
жатқан өнімнің құрамында физикалық тұрақтылық орнадыма, жоқпа екенін
анықтап аламыз. Талдау әр екі сағат аралығында жүргізіледі.
Сонымен көмір ұнтағының 1%, 2%, 3% және 5% қосып, алдынғыдай етіп
зерттеулер жүргіземіз. Өнімнің құрамдағы индустриалды майдың пайыздық
қатынасын анықтау үшін әр екі тәулік өткен сайын талдау жүргізіліп
отырылады.
2.3 Талдау әдістері
Бұл дипломдық жұмыста көмір ұнтағын қосқан гранулитті алу
мүмкіндіктерін зерттеу жайлы қарастырылуда. Зертеу барысында өнімнің әр
құрамдағы компоненттердің өзгерген қатынасына технологиялық есептеулер
шығарылады. Технологиялық есептеуде жарылғыш заттың энергетикалық
көрсеткіштері анықталады, ол есептеулерде зерттеліп жатқан жарылғыш заттың
оттегі балансы (Об), жарылғандағы көлемі (V), жарылыс жылуы (Q), жарылыс
температурасы (T) және қысымы (Р) есептелінеді. Бұл есептеулер төмендегі
теңдеулер бойынша есептелінеді [17].
Оттегі балансын есептеу
Жарылғыш заттардағы химиялық жанғыш элементтердің өзіндік оттегімен
қамтамасыз етілуі және олардың тотықтар қалпына өтуі, ЖЗ оттегі балансымен
(ОБ) сипатталады.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Дипломдық жұмыстың тақырыбы: Көмір ұнтағын қосқан гранулитті алу
мүмкіндіктерін зерттеу. Бұл дипломдық жұмыста гранулиттің құрамындағы
индустриалды майдың біраз мөлшері көмір ұнтағымен алмастырылды және
түйіршіктелген аммиак селитрасы бойында қалыпты сақтау жолдары
қарастырылған. Осы мақсатта аммиак селитрасы, индустриалды май және көмір
ұнтағынан тұратын гранулит құрамындағы индустриалды майдың 3 % мөлшерін
ұнтақ түрдегі көмір ұнтағымен алмастырылды.
Дипломдық жұмыста тақырып бойынша ашылған жаңалықтар аналитикалық шолу
ретінде көрсетілген, сондай-ақ шикізатпен өнімге сипаттама беріліген.
Қоршаған ортаға зиянды әсері есеп түрінде көрсетілген, алдын-ала
зиянсыздандыру іс-шаралары жазылған. Тіршілік қауіпсіздігі жөнінде және
экономикалық есептеулер көрсетілген.
Бұл дипломдық жұмыс ___ беттен, ___кестеден және ___ суреттен тұрады.
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1 Ғылыми зерттеу бөлімі
1.1 Аналитикалық шолу. Патентті
ізденістер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.2 Жұмыстың мақсаты мен
міндеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..
2 Тәжірибелік бөлім
2.1 Өнімге және шикізатқа
сипаттама ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
2.2 Тәжірибе жүргізу әдісі, қондырғы
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3 Талдау
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... .
2.4 Тәжірибе нәтижелері және оларды
талқылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 Технологиялық сызбаны
ұсыну ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
2.6 Технологиялық
есептер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ..
3 Тіршілік
қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ...
4 Қоршаған ортаны
қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... .
5 Зерттеу нәтижелерін технико-экономикалық (эколого-экономикалық)
бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытындылар мен
тұжырымдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..
Пайдаланылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ..
Қосымша (кестелер, сызбалар, бағдарламалық
құжаттар) ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..
Нормативтік белгі
ӘН ОҚМУ 7.15.2008 Дипломдық жобаны ұйымдастыру (Дипломдық жұмыс).
МЕСТ 2 – 85 (аммиакты) селитра
МЕСТ 2874 – 82 бойынша ауыз су немесе көрінбейтін механикалық
қосындылар рН – 6,5 – 7,0 мен өрт сөндіру
үшін шаруашылықта қолданылатын су.
МЕСТ 1805 – 76 бойынша индустриалды май.
МЕСТ 2 – 75 – түйіршікті селитра
МЕСТ 4461 – 48 - төмен шоғырлы азот қышқылы (47-56% )
МЕСТ 6221 – 62 – аммиак
Анықтамалар
Жарылғыш заттар – дегеніміз сыртқы импульс әсерінен (қыздыру, соғу,
үйкеліс) жарылып, қирату құбылысын тудырып, өте көп жылу, ыстық қызған газ
бөле жүретін химиялық қосылыстар немесе қоспалар.
Жарылыс – жарылғыш заттағы потенциалдық энергияның тез бөлінуі.
Жарылыс кезінде энергияның жоғары жылдамдықпен бөлінуі нәтижесінде өте
жоғары қуаттылық дамиды.
Оттекті баланс – дегеніміз жарылғыш заттың жанғыш элементтерін
толығымен тотықтыруға кететін оттегінің артық немесе жеткіліксіз мөлшері.
Белгілер мен қысқартулар
ОБ – оттегі балансы
АС – аммиак селитрасы
ТАС – түйіршіктелген аммиак селитрасы
ДО – дизель отыны
т.с.с. – тағыда сол сияқты
т.б. – тағыда басқа
ЖЗ- жарылғыш зат
БЖЗ- бризантты жарылғыш заттар
ИЖЗ- иницирлеуші жарылғыш заттар
КД- капсюль детанатор
АҚШ-Америка құрама штаттары
ТМД- Тәуелсіз мемлекеттер достастығы
Кіріспе
Жарылғыш заттар (ЖЗ) халық шаруашылығының әр түрлі салаларында жоғары
концентратты және үнемді қуат көзі ретінде кең пайдаланылады. Түрлі түсті
және қара темір (металдар) кендерінің 90% пайызыға жуығын жару әдісімен
табады. Жаппай жару әдістері кен орындарын көмір қазбаларын және басқа да
пайдалы қазбалар кендерін ашуда, мұнай және газ құбырларын жүргізуде,
шахталы жолдар мен әр түрлі жол салуда пайдаланылады.
Сонымен қатар жарылғаш заттардың жару тәсілдерін пайдалана отырып
машина жасаумен металлургиядағы металдарды өңдеудегі жарылғыш тәсілдерді
пайдалануда, мұнай скважиналарын перфорациялауда, жергілікті орынды тазалау
мен тегістеу үшін, жер қатпарын нығыздауда және басқа техникалық
қажеттіліктер үшін қолданылады.
Жарылғыш заттар жарылғанда пайда болатын энергияны пайдалану және оны
басқару жолдары әрі қарай зерттеліп іздестірілуде. Бұл қолданылатын
жарылғыш зат ассортименті мен олардың технологиясын жетілдіруді
талап етеді.
Қазақстанда пайдалы қазбалар қоры жағынан алдыңғы қатарлы елдердің
бірі, сондықтан да тау – кен өнер кәсібі жоғары дамығын.
Құрылыс және химиялық шикізаттарды, құрамында түрлі – түсті, қара,
алтын қоспасы бар кендерді жару үшін жарылғыш заттарды пайдалану едәуір
шығынды талап етеді.
Қазақстандағы жару жұмыстарында қарапайым жарылғыш заттардан мына
гранулиттер жиі қолданылады: игданит, М, С-2, АС-4, АС-8, АС-4В, АС-8В
сияқты гранулиттер.
Қарапайым жарылғыш заттардың компоненттері арзан әрі анау айтқан тапшы
емес, оның үстіне олар басқа жарылғыш заттарға қарағанда анағұрлым қауіпсіз
болып келеді, себебі механикалық әсерлерге сезімталдығы төменірек.
Мұндай қарапайым жарылғыш заттардың қоспасын жасау технологиясы
мейлінше қарапайым. Технологияның негізі - қатты және сұйық фазаларды
құрылымы жағынан қарапайым қалақшалы механизмдер көмегімен араластырудан
тұрады.
Бұл қосындылар құрамына енетін компоненттер арзан, жұмсалатын
өндірістік шығындар азырақ болатындығына байланысты және қаттылығы орташа
тау жыныстарын жаруға қолданатындықтан, жарылғыш заттардың ең тиімді
түрлері болып есептеледі және көп қолданысқа ие.
Жарылғыш заттардың қазіргі кезде кең тараған түрлері - ол қарапайым
түйіршікті жарылғыш қоспалар. Қарапайым түйіршікті жарылғыш заттарды
қолдану жалпы өндірісте қолданатын жырылғыш заттардың 60 % құрайды.
1 Ғылыми зерттеу бөлімі
1.1 Аналитикалық шолу. (Патенттік ізденіс)
Жарылғыш заттарды бірнеше түрмен жіктеп бөлуге болады. Атап айтсақ,
химиялық өзгеру формасына сәйкес, сезімталдығына байланысты, химиялық
табиғатына немесе құрамына және қолдану жағдайына байланысты.
Жарылғыш заттар (ЖЗ) халық шаруашылығының әр түрлі салаларында жоғары
концентратты және үнемді қуат көзі ретінде кең пайдаланылады. Түрлі түсті
және қара темір (металдар) кендерінің 90% пайызыға жуығын жару әдісімен
табады. Жаппай жару әдістері кен орындарын көмір қазбаларын және басқа да
пайдалы қазбалар кендерін ашуда, мұнай және газ құбырларын жүргізуде,
шахталы жолдар мен әр түрлі жол салуда пайдаланылады.
Қарапайым жарылғыш заттарға аммиак селитрасы (АС) негізінде жасалған
құрамында сұйық немесе жылдам балқығыш мұнай өнімдері бар түйірленген
селитра қоспаларын жатқызады. Олардың қарапайым деп аталу себебі - олардың
құрамында нитроқосылыстар жоқ болғандықтан [3].
Аталған типтегі жарылғыш затымызды ағылшын транскрипциясында АN - ҒО
индексімен (аммоний нитраты - жанғыш май) белгіленеді, орысшасында АС - ДТ
(амиак селитрасы - дизельдік отын). Алайда бұл жарылғыш заттардың өзіндік
атаулары да бар: ТМД елдерінде игданит, гранулиттер және құрамында суы бар
жарылғыш заттар, Канадада амекс, Гермиянада амонекс, АҚШ-та нилит және
аустерлит тағы басқа сол сияқты. Олар бір бірінен селитра сорты мен сұйық
жанғыш майына қарай айырмасы болуы мүмкін. Кейбір қарапайым жарылғыш
заттардың құрамында жанғыш сұйықтармен қатар металл ұнтақтары мен қатты
отындар да болуы мүмкін.
Қазақстанда жару жұмыстарына мына гранулиттер жиі қолданылады: игданит
және М, С-2, АС-4, АС-8, АС-4В, АС-8В сияқты гранулиттер.
Қарапайым ЖЗ-дың компоненттері арзан әрі анау айтқан тапшы емес, оның
үстіне олар басқа ЖЗ-ға қарағанда анағұрлым қауіпсіз болып келеді, себебі
механикалық әсерлерге сезімталдығы төменірек.
Мұндай қарапайым ЖЗ қоспасын жасау технологиясы мейлінше қарапайым.
Технологияның негізі - қатты және сұйық фазаларды құрылымы жағынан
қарапайым қалақшалы механизмдер көмегімен араластырудан тұрады[4].
Бұл қосындылар құрамына енетін компоненттер арзан, жұмсалатын
өндірістік шығындар азырақ болатындығына байланысты және қаттылығы орташа
тау жыныстарын жаруға қолданатындықтан, ЖЗ-дың ең тиімді түрлері болып
есептеледі.
ЖЗ-дың қазіргі кезде кең тараған түрлері - ол қарапайым түйіршікті
жарылғыш қоспалар. Қарапайым түйіршікті ЖЗ қолдану жалпы өндірісте
қолданатын ЖЗ-ың 60% құрайды. (АҚШ-та 1980 жылы 85% болған).
АС - ДО қоспаларының кемшілігі:
1. Қоспалар ылғалға төзімділігі нашар. Судың әсерінен, құрамында
ылғалдылық мөлшері 5% - асып кетсе, детонациялық қасиетінен айрылады, сол
себепті оларды сулы кендерде пайдалануға болмайды.
2. Қоспалар физикалық тұрғыдан қарағанда онша төзімді емес. Зарядтау
биіктігі жоғары болған жағдайларда сұйық фазалар зарядтың төменгі қабатына
ауысы,ағып кетуі мүмкін [5].
3. Қатты немесе өте қатты тау жыныстары үшін бұл ЖЗ-дың детонациялық
параметрі (детонациялық қысымы) жеткіліксіз болып келеді ( игданит, М және
С -2 гранулиттері).
Қарапайым ЖЗ-дың суға төзімділігін арттыру мақсатында оларға сұйық
отын орнына балқу температурасы төмендеу, қатты мұнай өнімдерін қосады. (АС-
4В, АС-8В) типті гранулиттер. Олар гидрофобты қасиеті бар заттар болып
табылады (парафин, воск). Ал Чикунов О.В., Чикунов И.В., Маманов П.И. деген
ғалымдар, гигроскопиялық қасиеті төмен ұнтақтардың көмегімен,
түйіршіктелген аммиак селитрасының бетін қабықша сияқты етіп жабуды ұсынып
отыр [2].
Бұл заттар селитра түйірлері еріп кетуден сақтағанымен (қабықша),
түйірлер арасындағы кеңістікке толып қалатын су ЖЗ-ды қатты флегматтайды,
сондықтан ЖЗ толық жарылмай немесе тіптен жарылмай қалуы мүмкін.
АС - ДТ қоспаларының тұрақтылығын арттыру мақсатында кеуектілігі
жоғары селитра пайдаланылады. Оның дизельді отынға қарағанда тұтқырлығы
жоғары минералды соляр, индустриялық т.б. майларды қосу арқылы, сондай-ақ
беткі бөліктерін аздап опалап, ұнтақ сеуіп, сұйық отынмен майлап, жұқа
дисперсті қатты отын материалдарымен, алюминий пудрасымен, ағаш ұнымен,
т.б.с.с. жолдармен де арттыруға болатынын Кантор В.Х., Потапов А.Г. ұсынды.
(АС-4 гранулиті және АС-8, С-2) [1].
Селитра түйірлерінің сіңіргіш (тұтқырлық) қасиеті олардың
кеуектілігіне байланысты болады.
АС-ның ылғалдылығы төмен болған сайын, солғұрлым жанғыш сүйықтықты
сіңіруі көбірек болады.
Егер АС сіңірген сұйық отынның мөлшері аз болса, онда нөлдік балансты
қамтамасыз ету үшін ЖЗ құрамына қосымша қатты отын қосылады: ағаш ұны,
көмір, сажа т.б.с.с.
Қатты жанғыш отын кеуекті болуы тиіс, себебі АС туйірлері ұстап қала
алмаған сүйық отынның мөлшерін өзіне сіңіруі тиіс.
Қарапайым ЖЗ-дың энергетикалық қуатын арттыру мақсатында олардың
құрамына АІ ұнтағын немесе пудрасын 4-8% мөлшерде (АС-4 және АС-8 маркалы
гранулиті), сүйық отын мөлшері нөлдік оттектік балансқа жеткенінше қосады,
соның салдарынан жарылыс жылуы 20-40% артады[6].
Игданиттер жарылыс жүргізілетін жерде жасалынады, гранулиттер (М, С-2,
АС-4, АС-8, АС-4В және АС-8В гранулиттері) - арнайы зауыттарда жасалады.
Игданит – қарапайым жырылғыш заттың бірі болып табылады,
өйткені аммиакселитрасы мен дизельдік отынның қоспасы болып табылады.
Игданиттің кеңінен тараған түрлері оттегі балансы нөлге
теңестірілген жарылғыш қоспалар. Жер асты жүмыстары үшін аммиак селитрасы
мен дизельдік отынның ара қатынасы 94,5 % 5,5 % ; ашық жұмыстар үшін 94 %
6 %. Ара қатынастары кей жағдайларда өзгеруі мүмкін (дизельдік отын 2 – 7
%)[7].
Игданит қолданылатын жерде арнайы дайындалған механикалық
араластырғыштарда механикалық түрде араластырылып жасалады да, сол мезетте
дайын болған игданитті механикаландырылған түрде скважиналарға салады да
жару жұмыстарын жүргізеді.
Гранулиттер - зауыт жағдайында жасалатын АС-ДТ типті түйірленген
жарылғыш зат болып табылады.
Өндірістік жолмен шығарылатын селитраның сіңіргіштік қасиеті төмен
болатындықтан, гранулиттер құрамына 3-3,5% артық сұйық мұнай өнімін қосуға
болмайды. Сондықтан дизельді отынның орнына орташа тұтқыр, арзан
индустриялық майлар қолданылады. Гранулиттер құрамына сондай-ақ жұқа
дисперсті опалағыш материалдар қосылады. Негзінен гранулиттер суға
төзімсіз болып келеді.
М-гранулиті - кеуекті селитрада жасалып, жанғыш отын ретінде
құрамында соляр майы болады. Түйірлер сарғыш тџсті, қолға барынша құрғақ
болып білінеді. Физикалық тұрғыдан тұрақты, ұзақ мерзім бойына сақтауға
болады, сусып тұрады ѕрі тасымалдауға ыңғайлы. Пневматикалық зарядталу
жағдайында электрленбейді, шаңданбайды, механикалык ѕсерлерге сезімталдығы
төмен, қолданыста қаупсіз болып табылады.
М- гранулитін кеуекті селитрада жасайтын болғандықтан, біркелкі
сіңіргіш мұнай майын жақсы ұстай алатындықтан оның детонациялык қасиетін
жоғары. Детонациялық жылдамдығы (шпурларда 2800-3000 мс ал,
скважиаларда 3200-3400мс), зарядтау тығыздығы 1гсм3 кезінде тұрақты
детонацияланады.
М- гранулиті ашық жерасты жұмыстарына арналған. М-гранулиті аралық
детонаторлардан детонаттайды: тротилды шашкалар ашық жұмыстарда және жер
асты жұмыстарында №6ЖВ аммонит патроны қолданылады. Рұқсат етілетін
гранулит ылғалдылығы 5% аспауы тиіс, шпурлы зарядтар џшін жѕне скважиналық
зарядтар үшін 8% - аспауы тиіс.
С-2, АС-4, АС-8 гранулиттері. Олар М-гранулиттеріне қарағанда кеуекті
селитрада жасалады. Отын ретінде бұл гранулиттерде индустриалық майлар
қолданылады.
С-2 қоспасы құрамының тұрақтылығына сақтау кезінде селитра ұсақ
түйірлер ағаш ұнымен опалау арқылы қол жеткізіледі. Ол сондай-ақ
селитраның сіңіргіштік қасиетін арттырады.
АС-4 және АС-8 гранулиттерінде қоспаға алюминий опасы қос ылады
(металлдандырылған ЖЗ).
АС-4 гранулитін мықтылығы орташа тау жыныстарын жаруға
пайдаланады.
АС-8 гранулиті өзінің энергетикалық сипаты бойынша мықты патронды ЖЗ
тең келеді жѕне жартастарды жару жұмыстарында нѕтижелі болып келеді.
Гранулиттердің құрамы 1 кестеде көрсетілген.
1-кесте
АС негізіндегі карапайым түйірлі ЖЗ түрлері
Компоненттер атауы Норма%
АС-8 АС-4 С-2 М
А маркалы АС селитрасы 89(1,591,8(1,5 92,8(1,5 _
АС кеуікті селитрасы _ _ _ 94,5(1,0
АL пудрасы 8(0,8 4(0,3 - -
Ағаш ұны - - 3(0,5 -
Приборлар майы немесе - - - 5,5(0,5
соляр майы
Индустриялық май 3,5(0,5 4,2(0,5 4,2(0,5 -
АС-4в және АС-8в гранулиттері - органикалық отыны ретінде құрамында тез
балқығыш мұнай өнімдері болады (парафин, воск). Гидрофобты мұнай өнімінің
әсерінен түйілердің қабықшамен қапталуына байланысты шпурдегі зарядпен
скважинадағы зарядтар ақпайтын суда 2-4 сағатқа дейін өзінің жарылғыштық
қасиетін жоғалтпай төзе алады.
Қарапайым түйіршіктелген ЖЗ дайындау.
М және АС-4 гранулиттері автоматтандырылған зауыттық технологиялық
ағымда жасалады. Компоненттері барабанды қалақшалы араластырғыштарда
араластырылады.
АС-4В жѕне АС-8В маркалы суға төзімді гранулиттерді жасауға “ыстықтай
араластыру” деп аталатын технология қолданылады, онда селитра түйірлері
балқыған гидрофобты воск тәрізді қоспамен қапталады да, жұқа дисперсті
алюминиймен опаланады[8].
1.2 Зерттеу міндеттерін қою
Бұл дипломдық жұмыстағы басты тапсырма Көмір ұнтағын қосқан
гранулитті алу мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады. Ізденуге қойылған
басты тапсырманы шешу үшін, келесі тапсырмаларды орындау қажет.
- тақырып бойынша аналитикалық шолу және патенттік ізденістер жасау.
- мақсаты және бастапқы заттардың (шикізаттардың) сипаттамаларын
беру.
- экспериментті жүргізудің әдістемелігін таңдау, қондырғының сызбасын
жасау.
- таңдалған әдіс бойынша алынған жарылғыш затқа атлдаулар жүргізу.
- эксперимент нәтижесі және оны талқылау: алынған мәліметтер бойынша
өндірістік жарылғыш затты алу технологиясын жасау және алынған
мәліметтерді қарастыру және эксперименттік бөлімде шешім қабылдау.
- үрдістің технологиялық үлгісін жасау.
- технологиялық есептеулер келтіру.
- ұсынылған жарылғыш қоспа бойынша қауіпсіздік іс-шараларын
қарастыру.
- ұсынылған жарылғыш зат өндірісінің қошаған ортаға зиянды әсері және
онымен іс-шаралар жүргізу.
- ұсынылған жарылғыш заттың технико-экономикалық бағалануын
қарастыру.
- нәтиже немесе қорытынды шығару.
-
2 Тәжірибелік бөлім
2.1 Өнімге және шикізатқа сипаттама
Бұл дипломдық жұмыста гранулит көмір ұнтағын қосқан гранулитті алу
мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады, яғни гранулит Д-5. Гранулит Д-5
негізінен аммиак селитрасы (АС) , индустриалды май (ИМ) және ұнтақ түрдегі
көмірден тұрады, ал мен физикалық тұрақтылығын жоғарлату үшін мұнай
өнімінің біраз мөлшерін қатты компанентпен алмастырып көмірді ұнтақ түрде
қосуды ұсынып отырмын. Демек гранулит Д-5 алу үшін шикізат ретінде
түйіршіктелген АС, ИМ және біраз мөлшерде ұнтақ түрдегі көмір болып
табылады.
Аммиак селитрасы
Аммоний нитраты NН4NО3 — түссіз кристалды зат. Тығыздығы 1690-1725
кгм3, балқу температурасы 169,6°С балқу жылуы 73,21 кДжкг, түзілу жылуы
365,6 кДжкг. Температурасына байланысты аммоний нитраты 5 түрлі кристалдар
құрайды. Аммоний нитраты суда өте жақсы ериді, температураны ұлғайтқанда
ерігіштік қасиеті артады. Ол гигроскопиялық қасиеті өте жоғары затқа
жатады. Аммоний селитрасын әдетте құрамында 0,2% су бар түйіршік түрінде
өндіреді. Оның тұтыну қасиетін жоғарылату үшін әртүрлі қоспалар қосады.
Мысалы: магний, кальций нитраттарын, аммоний сульфатын, күкірт қышқылы мен
фосфор қышқылының қоспасын, азот қышқылымен ыдыратылған фосфорит немесе
апатит ұнын, ерімейтін заттардың қоспалары- топырақты, талькті, доломитті,
вермикулитті.
Селитраны тасымалдағанда және сақтағанда ылғалданбас үшін оларды тығыз
су өткізбейтін ыдыстарға салады. Аммоний нитраты 110°С-тан ары қыздырғанда
төмендегідей реакция бойынша ыдырайды:
NН4NО3( NН3(г) + НNО3(г)-174.4 кДж
Температурасы 200°С-тан жоғары кезде.
NН4NО3( N2О + 2Н2О +36.8 кДж
400°С-тан жоғары тездеп қыздырғанда
NН4NО3( N2 + 2Н2О +0.5О2 + 118 кДж
Айырылу қопарылыспен жүреді.
Аммоний селитрасының бұл қасиеті (қопарғыштық), қопарғыш заттар
дайындау үшін (аммониттер, аммоналдар) қолданылады. Аммоний селитрасының
үлкен бөлігі азот тыңайтқыш ретінде немесе күрделі тыңайтқыштардың
құрамында қолданылады[9].
Тыңайтқыштар ретінде қолданылатын аммоний селитрасы, МЕСТ- 2-85 98%-
тен NН4NО3 кем емес жоғарғы сортты және 34% -тен кем емес бірінші сорты
қолданылады.
Аммоний селитрасын алу үшін пайдаланатын шикізат: төмен шоғырлы азот
қышқылы 47-56% НNО3 (МЕСТ 4461-48) және де 99,6% NН3 бар аммиак (МЕСТ 6221-
62).
Аммиак селитрасын өндірісте тек синтетикалық аммиактан және азот
қышқылынан алады.
Аммиак селитрасының температураға байланысты бірнеше модификациясы
болуы мүмкін.
Соңғы кездері нитрат амонийының тағы да төрт модификациясы табылды.
VІ, VІІІ және ІX модификациялар (86 - 270 мПа). Жоғары қысымда VІІ –
модификация 1700 С – ты температурада пайда болады. Модификациялық бірінен
– біріне өтуін нақты А.Е. Никифоров зерттеген.
Біріне – бірі өту қайтарымдық және онша үлкен емес поликристалды
өтеді. ІІІ – модификация шығаруды құрайды. ІІ – ІV модификацияға тікелей
өтуге жоғары деңгейдегі термодинамикалық кедергі, әсіресе құрғақ заттар
қиындық туғызады. ІV –ші модификацияда ІІІ- ке өтуде көлемнің үлкеюі
Никофоровтың нақты берілгені мен 0,0240 см3 І (4,14 %) ке, V –
модификацияда ІV – ке өтуде 0,016 – 0,018 см3 F – ге немесе 3% дейін
артады. Аммиак селитраларының гигроскопиялық нүктелері әртүрлі
температураларда (ылғалдылықтың процентінде) келесі белгілерге ие болады:
t; 0C ... ... . 10 15 20 25 30 40
50
Г; % ... ... ... .. 75,3 69,8 66,9 62,7 59,4 52,5
48,4
Органикалық емес тұздар ерітіндісіне қосылған аммиак селитра
қорытушысы гигроскопиялық нүктені төмендетеді. Міне, 1,2 % нитрат
магниясын қосқанда гигроскопиялық нүкте 250C да 57,3 % -ке дейін
төмендетеді.
Нағыз құрғақ аммиак селитрасы температураның тезарада өзгеріске
қарамастан өзінің бастапқы көлемін сақтап қалады. Аммиак селитрасы суда
жақсы ериді, оның ергіштігі температураның әсеріне байланысты болады.
169,4 0С температурада сусыз аммиак селитрасы балқиды.
Үлкен көлемдегі селитралардың әртүрлі жағдайда сақтаулы болуы
олардың өз - өзінен жануына немесе кезекті жарылысына алып келуі мүмкін.
Селитра қоймасында жылуды пайда болуын жергілікті жағдайда болдырмау
және қап арасында таза ауаның болуын қамтамасыз ету қажет. Аммиакты селитра
қаптарын сақтауда олардың қатар аралығын сақтап, детонацияны берудің
қауіпсіздігін сақтау қажет
Ертеректе аммиак селитрасы таза күйінде кем сезінерлек жалпы жарылғыш
зат ретінде қолданылады. Таза күйінде аммиак селитрасы әлсіз копарғыш зат
болып табылады. Жарылыс энергиясы бойынша ол өндірістік жарылғыш заттардан
үш есе әлсіз, көптеген жарылғыш заттармен салыстырғанда аммиак селитрасы
детонатор-капсюлдан жарылмайды, жарылысты қоздыру үшін күшті аралық
детонаторларды қолдану керек. Бекем қабықтағы түйіршікті селитра
детонациясын қоздыру үшін 50-60 г. тротил шашкісі, ал ашық зарядта 200-400
г. шашка қажет. Селитраның жарылу кезіндегі айналуы реакциясы мынадай:
2НN4НО3 =2Н2+О2+4Н2О
Бұл теңдеуге 375 ккалкг жарылу жылуы сәйкес келеді.
Аммиак селитрасының механикалық әсерлерге сезімталдығы төмен.
Селитрада кез келген жанғыш заттардың қоспасы, оның жарылыс жылуы мен
детонцияға сезімталдығын жоғарлатады. Әсіресе, оның жарылу энергиясы мен
мехникалық әсерлерге сезімталдығы, селитраға орагникалық заттарды
енгізгенде артады [10].
Аммиак селитрасының оттегі балансы +20. Аммиак селитрасының 1 гр.
ыдырау кезінде 0,2 гр. оттегі бөлінеді, яғни бөлінген оттегі, селитрамен
араластырылған органикалық қосымшаларды толық тотықтырады. Осы қасиетіне
байланысты аммиак селитрасы жарылғыш қоспаларда компоненттердің бірі
ретінде қолданады. Жарылғыш қоспаларда аммиак селитрасы тотықтырғыш
қызметін атқарады, ал жанғыш отын ретінде түрлі органикалық қосылыстар,
және теріс оттегі балансты ЖЗ қолданылады.
Аммиак селитрасына жанғыш отындарды қосқанда, детонацияның жылдамдығы
артады. Түйірленген аммиак селитрасының детонация жылдамдығы 1,4-1,6 кмс,
ал, М- гранулитінде 2,5-3 кмс құрайды[11].
Өндірісте түйірленген аммиак селитрасының бірнеше сорттары шығарылады.
А; Б; П және ЖВГ. А және Б маркалы селитраның кеуіктілігі төмен, яғни
қажетті компоненттерді толықтай сіңіріп, ұстап тұра алмайды. Сондықтан, бұл
маркідегі селитра негізінде негізінен жару жұмыстары жүргізілетін орындарда
дайындалатын қарапайым жарылғыш қоспаларды дайындауда қолданады.
Зауытта шығарылатын қарапайым түйіршіктелген ЖЗ үшін П маркалы кеуекті
селитраны пайдаланады. Кеуекті селитра түйірлерінің сіңдіру қабілеттілігі
соляр майына қатысты 10% кем болмауы тиіс, ал А және Б маркалы селитралар 5-
9 % сіңдіреді. Селитра түйірлерінің сұйық мұнай өнімдерін ұстап тұру
қабілеттігі сіңдіру қабілеті мәнінің жартысын құрайды.
Аммиак селитрасының сіңдіру қабілеттілігі дизель отыны мен төмен
тұтқырлы мұнай майының мөлшерін сипаттайды, ал ұстап тұру қабілеті 5-10
тәулік бойы селитрада қалған май мөлшерін көрсетеді. Селитра түйірлерінің
сіңдіру және ұстап тұру қабілеттілігі оның кеуектілігі мен ылғалдылығына
тікелей байланысты болады. Аммиак селитрасының ылғалдығы неғұрлым төмен
болса, ол соғұрлым сұйық отындарды өз бойына сіңіреді. Ал, ылғалданған
селитра, сұйық отынның физикалық және химиялық қасиеттеріне қарамастан аз
мөлшерде сіңдіреді, бұл мөлшер шамамен 1,5-2%.
Сондықтан да гранулиттерді алу алдында, қажетті мөлшердегі сұйық
отындармен селитра түйірлерін сіңдіру үшін, қажетті жағдайға дейін
селитраны кептіру керек ылғалдылығы 0,5 % болғанға дейін.
А және Б маркалы селитра қолданғанда нольдік немесе нольге жуық
оттегі балансымен қамтамасыз ету үшін, ЖЗ құрамына сұйық отыннан басқа
ағаш ұны, көмір, кальций стеораты т.с. сияқты қатты отындарды енгізеді.
Гранулиттердің физикалық тұрақтылығын арттыру үшін қатты отын қоспаларын
сұйық отынға батырылған аммиак селитрасы түйірлерінің сыртын опалау үшін
қолданады.
Жалпы өндірісте гранулиттерді өндіргенде селитраның сіңдіру және
ұстап тұру қабілеттілігін анықтаудың маңызы зор.
Аммиак селитрасын өндірісте тек синтетикалық аммиактан және азот
қышқылынан алады. Аммиак селитрасын аммиакты кокосты таза және қосылған
азот қышқылынан алу тиімді емес. Аммиакты селитраны синтетикалық аммиактан
және азот қышқылынан өңдеу көп сатылы. Осымен қатар аммиакты селитраны
аммиактан, азот тотығынан оттегіден және су буынан алынуы көзделген
4NH3 + 4N02 + 02 + 2Н20 = 4NH4N03
Бірақ бұл әдіс болмады, өйткені аммиак селитрасын өңдегенде сонымен
қатар аммоний нитраты пайда болады. Бұл жарылысқа қауіпті. Соңғы он жылда
аммиак селитрасын аммиактан және азот қышқылынан өңдеу жақсарады. Қазіргі
кезде аммиак селитрасын карбанидті синтездегенде шығатын аммиак құрамдас
газдардан алады. 1 т карбанидте 1 - ден 1,4 дейін аммиак шығады. Аммиактың
бұл мөлшері 4,6 – 6,5 т аммиак селитрасы шығады. Аммиак селитрасын аммиак
құрамдас газдан және газды аммиактан өңдеу ерекшелігі тек бейтараптау
сатысында Аммиак селитрасын көбінесе тұздардың ауысумен алады.
Са (N03)2 + (NH4)2C03 = 2NH4N03 + ↓CaCO3
Mg (N03)2 + (NH4)2C03 = 2NH4N03 + ↓MgC03
Ba (N03)2 + (NH4)2S04 = 2NH4N03 + ↓BaS04
Na N03 + (NH4)2S04 = 2NH4N03 + ↓NaS04
Бірінші жағдайда аммиак селитраның ерітіндісі айналатын фильтр арқылы
бөліп алады. Екінші жағдайда ерітіндіні белгілі жағдайға дейін буландырады
және оны кристалдайды.
Бұл әдіс әрі қарай: ыстық ерітінділерді мұздату арқылы таза күйіндегі
аммиак селитрасын алады, одан кейін бөлек апаратта кристалдайды.
Аммиак селитрасын тұздардың ауысуының барлық әдісінде өңдегенде қиын,
өйткені бұл әдіс көп буды және байланған азотты шығын етеді.
Газды аммиактан аммиак селитрасын өңдеудің жаңа түрлері шығып жатыр.
Аммиак селитрасын аммиактан және азот қышқылынан өңдеу.
1. Аммиак селитра ерітінділерін бейтараптау арқылы азот қышқылынан
және газды аммиактан алу.
2. Аммиак селитрасының ерітіндісін буландыру арқылы ерітеді.
3. Кристализациялау будан еріген тұздың түрлері домалақ пластинкалы
және ұсақ кристалды болады.
4. Салқындату.
5. Дайын өнімді арнайы ыдыстарға қаптайды.
Аммиакты селитра қабыршақты, түйіршекті және кристалды түрде
шығарылады. Физикалық қасиеті: температураға байланысты аммиакты селитраның
бірнеше түр өзгерісі болады. -18 ден + 32°С дейінгі температурада тұрақты
түр өзгерісті, мінезделетін тығыздығы 1,725 гсм3 түзіледі. Көрсетілген
температурадан қыздырып немесе суытқанда аммиакты селитра келесі түр
өзгеріске өтеді. Бұл жағдайда тығыздық өзгеріп жылу бөлінеді. Аммиакты
селитраның үйінді тығыздығы оның түрі мен бөлшектер өлшеміне байланысты 0,8-
0,9 гсм аралығында болады. Сақтау кезінде температураның тез түсуінен оның
көлемі көтерілуі негізінен оның ылғал кезінде анық байқалады.
Құрғақ селитра температураның тез өзгеруінде өзінің бастапқы көлемін
сақтайды. Сусыз аммиакты селитра 169,8 °С температурада балқиды.
Ылғалданған селитраның балқу температурасы біршама төмен болады. Аммиакты
селитра суда жақсы ериді. Оның ерігіштігі температураға күшті тәуелді.
Селитраның суда ерігіштігі біршама жылу сіңіру немесе ерітіндінің тоңу
температурасының төмендеуімен жүреді. Бөлшекті селитраның еру кезінде 10
бөлшекті суда температура 27 о дейін төмендейді, 50 г селитраны құрайтын
ерітінді 100 г суда – 13 °С дейін тоңады.
Аммиакты селитраның гигроскопиялық нүктесі 10°С та 75,3, 20оС та 62,7,
50°С та 48,4 тең. Қалыңдықтардың суда ерігіштігі аммиакты селитраның
гигроскопиялылығын жоғарлатады. Қалдықтар екі түрлі тұздың түзілуіне
NН4N03(NH4)2S04 әкелуі мүмкін.
Аммиакты селитраны ылғалдандыру жылдамдығы ережесі бойынша ондағы
ерімейтін қалдыққа байланысты емес, оның ішінде гидрофобты кристализация
бастапқы ылғал сіңіру периодына ғана бірнеше период тоқтатады.
Селитраның ылғалдану жылдамдығы ауадағы біркелкі салыстырмалы
периодтылығын температураға байланысты гигроскопиялық нүктесі төмендеп және
ауадағы және ерітіндідегі шық нүктесі төмендеп және процестің
дифференциалды жылдамдығы жоғарылайды. Температураны 25 тен 40 °С
жоғарылатқанда аммиакты селитраның ылғалдану жылдамдығы үш есе жоғарылайды.
Аммиакты селитраны және аммиакты селитралы жарылғыш затты сақтағанда
температура мен ауа ылғалдылығына көңіл бөлу қажет. Аммиакты селитраның
нығыздалуы жарылғыш заттар дайындау процесіне де және жарылғыш затты
дайындау орнында бірнеше белгілі қиындыққа әкеліп соғады. Аммиакты
селитраның нығыздалуын төмендету үшін оны қабыршақты немесе түйіршек
күйінде шығару қажет. Жай суды тұрақты жарылғыш затты аммиакты
селитрамен салыстырғанда; төменгі нығыздалу гидрофобты парафинді қоспа
және майлы қышқылдың темір тұздары болып табылады. Қышқылды фуксинмен
боялған аммиакты селитра шет елдік жарылғыш заттар өндірістік өнеркәсібіде
қолданыс тапқан[12].
Аммиакты селитра - қалыпты жағдайда сақтағанда тұрақты тұз темір және
аммониймен әрекеттеспейді. Бұл металдарды жарылғыш заттар өндірісімен оның
негізделуі және аммиакты селитра өндірісіне қолданылатын қондырғыларды
дайындауға болады.
Қалқытылған аммиакты селитра көптеген металдармен, онын
ішінде қорғасын, никель және мырышпен реакцияласады. Селитра кадмий және
мыспен активті тез әсерлеседі. Латуннан дайындалған қондырғы аммиакты
селитрамен жанасқанда уақытша байланысып жасыл түске енеді.
Аммиакты селитраны 150°С қыздыру кезінде аммиак және азот қышқылының
жылу сіңіру арқылы реакция жүреді.
200°С температурада селитраны ыдыратқанда экзотермиялық реакция азот
закисінің түзілуімен жүреді.
NH4N03 = N20 + 2H20;
Бұл реакцияның жылдамдығы температураның жоғарылауымен жоғарылайды.
Аммиакты селитра азот қышқылы төмендегі реакция бойынша түзілуімен
жүзеге асады.
5NH4N03 = 2HN03 + 4N2 + 9Н20;
Ыстық аммиакты селитраның сақтау және тасымалдау кезінде азот
қышқылының түзілуінен қағаз қаптарының өздігінен жануға әкелуі мүмкін.
Битумды қағаз қаптарының желінуі селитра мен қағаздың әсерінен
қауіпсіздікті төмендетеді.
Аммиакты селитраны қыздыру кезінде термиялық ыдырату кезінді
интенсификациясы қалдықтардың өнімге хлоридтер, оның ішін натрий хлоридін
қосу аркылы тотығуы қабілетіне жоғарылауы мүмкін.
Таза күйінде, аммиакты селитра әлсіз жарылғыш зат. Жарылу энергиясы
бойынша өндірістік жарылғыш заттардан үш есе әлсіз. Аммиакты селитра
жарылғыш заттардан айырмашылығы капсул – детанаторда жарылмайды және үлкен
жарылу кезінде қуатты аралық детонатордың пайдаланылуын қажет етеді.
Аммиакты жарылғыш зат көмегімен жарылуын иницирлеген катастрофа
қатардан кейін жарылғыш заттар көмегімен өткені белгі болған.
Аммиакты селитраның детонациялық критикалық диаметрі ашық зарядта оның
бөлшек өлшеміне, тығыздығына және селитраның ылғалдылығына жоғары аралықта
жүретіндігі белгілі болған. Майда майдаланған құрғақ аммиакты селитраның
0,8 гсм3 тығыздықтағы 10 см жақын заряд диаметріне детонациялауға
қабілетті. Бұл уақыт қабыршақты селитра детонациясы 1% ылғалдылықта
зарядтың диаметрі 30 см болады.
Аммиакты селитраның жарылуға айналу реакциясы келесідей болады.
2NH4N03 = 2N2 + 02 + 4H20;
бұл теңдеуде жарылу жылуы 375 ккалкг сәйкес. Бикелл бомбасындағы жарылу
кезінде аммиакты селитраның зарядтары нитроглицерин сенсибилизирленеді.
Өнімді жарылу оттегі орнына азот тотығының болуымен сипатталады.
Аммиакты селитраның механикалық әсерге аз сезгіштігінен оған басқа
жарылғыш заттар сияқты қауіпті қарамайды. Оны пайдалану үшін болат
аппараттар: дезинтеграторлар, балталы диірменде пайдаланылады. Механикалық
әсердегі селитраның сезгіштігі температура жоғарылағанда күшті жоғарылайды.
Американың мәліметтерінде температура балқу температурасына жақындағанда
аммиакты селитра оқ соққыдан жарылуы мүмкін. Оқтың жылдамдығі 4,08 кмс.
Осы жағдайда селитраның қабілеттілігі басқа жарылғыш заттар зарядына
детонациялығы жоғарылайды. Оның орнына қағаз қабына детонацияның критикалық
диаметрі 10 – 12 см ге дейінгі болаттан 5 см дейін төмендейді. Өндірістік
көлемде және аммиактың селитраның қолдану аясында оның сақтау ережесімен
үйымдастыру қажетті.
Селитра қоймасында жылудың пайда болуын жергілікті жағдайда болдырмау
және қап арасында таза ауаның болуын қамтамасыз ету қажет. Аммиакты селитра
қаптарын сақтауда олардың қатар аралығын сақтап, детонацияны берудің
қауіпсіздігін сақтау қажет. Ол аралық төмендегі теңдеумен анықталады:
rg = 0.13q
мұндағы: q – қатар аралығы, м.
Аралық қауіпсіздігін сақтауға мүмкін болмаған жағдайда аммиакты
селитраны сақтау режимін қамтамасыз ету қажет.
Аммиакты селитра өндірісі азот қышқылынын аммиакпен бейтараптау және
өнімді кристалдау сатыларынан тұрады. Аммиакты төмен ылғал болған жағдайда
жібереді. Азот қышқылының шоғыры 45 % КNO3 және азот тотығы 0,1 % жоғары
болмау керек. Аммиакты селитраны аммиакты өндірістің қалдықтарын пайдалану
арқылы алуға болады. Мысалыға, аммиак суы,танк танк және аммиакты
сақтағанда және аммиакты синтез жүйесімен үрлегенде алынған үрленген
газдар. Танк газының құрамы:45 – 70 % NН3, 91 – 92,5 % Н2 + Н2 (метан және
аргон ізімен). Сонымен қатар аммиакты селитра өндірісі үшін карбамид
өндірісінің дициляциясы газы қолданылады. Оның құрамы: 55 – 57 % NН3, 18 –
24 % СО2, 15 – 20 % Н2О
Реакцияның жылу эффектісі:
(NН3)2 + НNО3 = NН4NО3 35,34 ккалг·моль құрайды
2-кесте
АС шоғыры келтірілген
Шоғыр % 1 т селитра үшін Шоғыр % Ссокты будың шығуы
сокты будың шығымы 1 т селитраға кг
НNО3 NН4NО3 НNО3 NН4NО3
43 58,3 328 50 71,1 381
44 60,0 337 52 75,2 397
45 61,9 348 54 79,6 414
46 63,5 353 55 81,8 422
47 65,4 360 56 84,0 427
48 67,1 367 57 86,1 431
49 69,1 374 58 88,3 432
Индустриалды май
Индустриалдық май табиғатта мұнайды ректификациялау кезінде алынады.
Оның түсі қоңыр, тығыздығы 0,23 - 0,88 гсм3, оның кинетикалық
жабысғыштығы 37,8 оС 0,65 сонтитоксқа тең. Қату температурасы 10 оС.
Индустриалдық май алу Баку, Шығыс мұнайлары қолданылады. Кейбір
жағдайларда біз индустриалды майды өсімдік майына да қосамыз. Мысалы,
кастор, горчичный және тағыда басқа майларына қосу арқылы біз олардың
қасиеттерін күшейтеміз. Қазір индустриалды майлардың түрлері айтарлықтай
көп кездеседі. Қазіргі уақытта біз өндірісте оны силиконды полиэфирлі және
фторкөміртекті түрлерін қолданамыз. Өзінің жабысқыштық қасиетіне қарай, біз
индустриалды майды жеңіл, орташа және ауыр деп үш топқабөлеміз. Жеңіл
индустриалды майлар – көбінесе жоғары жылдамдықтағы аз салмақ түсіретін
жерлерде қолданылады. Оған жататындар Л (велосит) және Т (вазелин майлары)
олар көбінесе тоқыма өнерксібінде қолданылады[14].
Орташа индустриалды майларға – ұшақ және машина майлары жатады.
Ауыр индустриалды майларға – үлкен күшпен жұмыс істейтін және
аз жылдамдықпен жұмыс істейтін механизмдер мен қондырғыларда қолданылады.
Сонымен келе бұл индустриалдық майларды жарылғыш заттар алу
өндірісінде де қолданылады. Бұл индустриалдық майларды жарылғыш зат алу
үшін қолдану себебі қоймалжың, жабысқыш әрі жанғыш компонет ретінде
қолданылады. Осындай қасиеттерінің арқасында бұл индустриалдық майларды
гранулит АС – 4, гранулит АС – 8 алуда қолданылады.
Көмір
Қазба көмірлер – отынның ең көп тараған түрі. Бұл ерте замандағы
ағаштардың ауаның қатынасынсыз айырылғанынан түзелген заттар. Мұндай
айырылу кезінде оттек пен сутек бөлініп шығады,демек қалдығында көміртек
көбейеді. Көмір неғұрлым ерте түзелсе, соғұрлым ішінде көміртек көбірек
болады.қазба көмірлерді тікелей жағуға да, әрі отынының бағалырақ түрлерін
– кокс, сұйық отын, газ түріндегі отында алуға да пайдаланылады.
Жер асты қазба көмірдің әзірге белгілі қоры ~ 95000 млрд. т. Қазба
көмірдің қоры жағынан Совет Одағы жержүзінде бірінші орын алады.
Қазақстанда Қарағандыдан басқа Екібастұз сияқты жердің көмірі өте көп
екендігіашылып, ол да іске қосылды.
Қазба көмірдің басты үш түрі бар:
1. Антрацит – қазба көмірлердің ескісі, тығыз, жылтырап тұрады,
құрамында 96 % тей көміртек болады.
2. Тас көмір – қазба көмірлердің ең көбі, тығыз, қаратүсті, құрамында
75-91 % көміртек болады.
3. қоңыр көмір – көмірлердің жасы, күлі көп (7-38 %), құрамында
көміртек 65-70 % ғана, сондықтан өндірілетін жерінде қолданылады. Соңғы
кезде қоңыр көмірді катализатор қатысында сутекпен араластырып қысып,
қыздырып – гидрогендеп (сутектендіріп) бензинге, керосинге айналдыратын
болды.
Шымтезек көміртек түзілу процесінің бірінші сатысында түзілетін өнім.
Шымтезекте көміртек 65 % тен аспайды.
Шымтезекті құрғақ айдаса, бірнеше бағалы химиялық өнімдер бөлініп
шығып шымтезек коксы қалады, мұнда күкірт аз болғандықтан, оны жоғары
сапалышойын қорытуға қолданылады.
Көмір жанғанда былай жылу береді:
С + О2 = СО2 ∆Но = - 395 кДжмоль
2С + О2 = 2СО ∆Но = - 172 кДжмоль
Гарнулиттер
Қарапайым ЖЗ-ға Аммиак селитрасы (АС) негізінде жасалған құрамында
сұйық немесе жылдам балқығыш мұнай өнімдері бар түйірленген селитра
қоспаларын жатқызады.Олардың қарапайым деп аталу себебі - олардың құрамында
нитроқосылыстар жоқ болғандықтан.
Кейбір қарапайым ЖЗ-ң құрамында жанғыш сұйықтармен қатар металл
ұнтақтары мен қатты отындар да болуы мүмкін.
Қазақстанда жару жұмыстарына мына гранулиттер жиі қолданылады: игданит және
М, С-2, АС-4, АС-8, АС-4В, АС-8В сияқты гранулиттер.
Қарапайым ЖЗ-дың компоненттері арзан әрі анау айтқан тапшы емес, оның
үстіне олар басқа ЖЗ-ға қарағанда анағұрлым қауіпсіз болып келеді, себебі
механикалық әсерлерге сезімталдығы төменірек.
Мұндай қарапайым ЖЗ қоспасын жасау технологиясы мейлінше қарапайым.
Технологияның негізі - қатты және сұйық фазаларды құрылымы жағынан
қарапайым қалақшалы механизмдер көмегімен араластырудан тұрады.
Бұл қосындылар құрамына енетін компоненттер арзан, жұмсалатын
өндірістік шығындар азырақ болатындығына байланысты және қаттылығы орташа
тау жыныстарын жаруға қолданатындықтан, ЖЗ-дың ең тиімді түрлері болып
есептеледі[13].
ЖЗ-дың қазіргі кезде кең тараған түрлері - ол қарапайым түйіршікті
жарылғыш қоспалар. Қарапайым түйіршікті ЖЗ қолдану жалпы өндірісте
қолданатын ЖЗ-ың 60% құрайды. (АҚШ-та 1980 жылы 85% болған).
АС - ДТ қоспаларының тұрақтылығын арттыру мақсатында кеуектілігі
жоғары селитра пайдаланылады. Оның дизельді отынға қарағанда тұтқырлығы
жоғары минералды соляр, индустриялық т.б. майларды қосу арқылы, сондай-ақ
беткі бөліктерін аздап опалап, ұнтақ сеуіп, сұйық отынмен майлап, жұқа
дисперсті қатты отын материалдарымен, алюминий пудрасымен, ағаш ұнымен,
т.б.с.с. жолдармен де арттыруға болады. (АС-4 гранулиті және АС-8, С-2).
Қарапайым ЖЗ-дың энергетикалық қуатын арттыру мақсатында олардың
құрамына АІ_ ұнтағын немесе пудрасын 4-8% мөлшерде (АС-4 және АС-8 маркалы
гранулиті), сүйық отын мөлшері нөлдік оттектік балансқа жеткенінше қосады,
соның салдарынан жарылыс жылуы 20-40% артады. Гранулиттер (М, С-2, АС-4, АС-
8, АС-4В және АС-8В гранулиттері) - арнайы зауыттарда жасалады.
Гранулиттер - зауыт жағдайында жасалатын АС-ДТ типті түйірленген ЖЗ
болып табылады. Өндірістік жолмен шығарылатын селитраның сіңіргіштік
қасиеті төмен болатындықтан, гранулиттер құрамына 3-3,5% артық сұйық мұнай
өнімін қосуға болмайды. Сондықтан дизельді отынның орнына орташа тұтқыр,
арзан индустриялық майлар қолданылады. Гранулиттер құрамына сондай-ақ жұқа
дисперсті опалағыш материалдар қосылады. Негзінен гранулиттер суға
төзімсіз болып келеді.
АС-4, АС-8 гранулиттері. Олар М-гранулиттеріне қарағанда кеуекті
селитрада жасалады. Отын ретінде бұл гранулиттерде индустриалық майлар
қолданылады[15].
АС-4 және АС-8 гранулиттерінде қоспаға алюминий опасы қосылады
(металлдандырылған ЖЗ). АС-4 гранулитін мықтылығы орташа тау
жыныстарын жаруға пайдаланады. АС-8 гранулиті өзінің энергетикалық сипаты
бойынша мықты патронды ЖЗ тең келеді және жартастарды жару жұмыстарында
нәтижелі болып келеді.АС-4в және АС-8в гранулиттері - органикалық отыны
ретінде құрамында тез балқығыш мұнай өнімдері болады( парафин, воск).
Гидрофобты мұнай өнімінің әсерінен түйілердің қабықшамен қапталуына
байланысты шпурдегі зарядпен скважинадағы зарядтар ақпайтын суда 2-4
сағатқа дейін өзінің жарылғыштық қасиетін жоғалтпай төзе алады.
Қарапайым түйіршіктелген ЖЗ дайындау.
М және АС-4 гранулиттері автоматтандырылған зауыттық технологиялық
ағымда жасалады. Компоненттері барабанды қалақшалы араластырғыштарда
араластырылады.
АС-4В және АС-8В маркалы суға төзімді гранулиттерді жасауға “ыстықтай
араластыру ” деп аталатын технология қолданылады, онда селитра түйірлері
балқыған гидрофобты воск тәрізді қоспамен қапталады да, жұқа дисперсті
алюминиймен опаланады[16].
Бұл дипломдық жұмыста қрапайым жарылғыш заттың бірі көмір ұнтағы
қосылған гранулитті алу мүмкіндіктерін зерттеу туралы жазылған. Бұл
гранулиттің қарпайымдылығы және де қатты жанғыш компонент ретінде кәдімгі
көмір ұнтағының қолданылуы ыңғайлы болып шыққан. Көмір ұнтағын біз кәдімгі
ауыл шаруашылығында жылу энергиясын алу үшін қолданып жатқан тас көмірді
ұнтақтап алуымызға болады. Көмірді табу айтарлықтай қиын мәселе емес, көмір
бізге Қарағанды және Екібастұз шахталарынан қазып алынып, жеткізіліп
жатады. Сол себепті көмір ұнтағы арзан компоненттің бірі.
Көмір ұнтағын қосқан кезде оның жақсы қасиетінің бірі құрамындағы
соляр майының тұрақтылығы жоғарлайды және мұнай өнімінің біраз мөлшерін
көмір ұнтағымен алмастырады.. Осы көмір ұнтағының қанша пайызда қосылуы
жайлы технологиялық есептермен зерттеліп көсетіледі және оны қосудың
кемшілігі жайлы түсіндіріледі. Негізінен жарылғыш заттарды қолданған кезде
оларға қойылатын талаптар қолдану кезінде оның қауіпсіздігі,
қарапайымдылығы сонымен қатар ЖЗ ның арзандығы және қуатты болу керектігі.
Көмір ұнтағы қосылған кезде жарылыс жылуы біраз түседі, бірақ айтардықтай
көп емес. Көмір ұнтағы негізінен құрамындағы соляр майының тұрақтылығын
жоғарлату үшін қосады. Өйткені біздегі соляр майы сұйық отын, аққыштық
қасиеті бар. Сол себепті соляр майы түйіршіктелген АС ның астына ағып
кетпеуі үшін көмірді ұнтақтап қосып отырады.
2.2 Тәжірибе жүргізу әдісі, қондырғы сипаттамасы
Зертханалық жағдайда жарылғыш заттың эскудациясын анықтау келесідей
жүргізіледі. 500 мм шыны немесе полиэтиленді тік тұрғызылған құбырда бөлме
температурасында, бірнеше сағат бойына сақталып, уақыт өтуіне байланысты
қоспадағы сұйық отын мөлшерін келесідей анықтаймыз.
Х = 100 - ( mпр – mд.о) mпр · 100 %
мұндағы, mпр –өлшенді массасы.
mд.о – өлшендідегі анықталған ДО массасы (уақыт
өтуіне
байланысты) г.
Қарапайым жарлғыш заттардың физикалық тұрақтылығын зерттеу үшін арнайы
қондырғы жасалған. Ол штативке бекітілген ұзындығы 50 см-лік шыны
цилиндрден тұрады, цилиндрдің диаметрі 5 см. Бұл шыны ыдыс екі бөлікке
бөлінген, әр шынымыздың ұзындығы 25 см.
1- сурет - Қарапайым ЖЗ физикалық тұрақтылығын зерттейтін қондырғы.
1-штатив,
2-шыны цилиндр.
Зерттеу жұмысының негізі МЕСТ-ке сай етіп гранулит Д-5-тің физикалық
тұрақтылығын жоғарлату. Зерттеу үшін жоғарыда айтылған әдіс қарастырылды.
Соларға келер болсақ ол зертхана жағдайындағы арнайы қарапайым жарылғыш
заттың физикалық тұрақтылығын зерттейтін қондырғыда жүргізіледі. Біз
алдымен 0,5 % пайыз етіп көмірдің ұнтағын қосамыз да оған зерттеулер
жүргіземіз. 0,5 % пайыз етіп көмір ұнтағын қосу үшін алдымен компаненттерді
пеште кептіріп дайындап аламыз. Дайын болғаннан соң компаненттерді ыдысқа
салып толығымен араласқанша араластырамыз. Араластыруды механикалық түрде
қолмен жүргіземіз. Дайын болған өнімді алдын ала дайындалған қондырғымызға
саламыз да уақытты белгілейміз. Әр екі сағат өткен сайын шыны цилиндрдің
үстінгі, ортаңғы және астыңғы бөлігінен 10 г өнімді алымыз.Алынған өнімнің
құрамындағы индустриалды майдың пайыздық қатынасына талдау жүргіземіз.
Талдауды жасау әдісі бойынша алынған 10 г өнім суда ерітіледі. Аммиак
селитрасы суда еріп кетеді, ал индустриалды май судан бөлініп бетіне
қалқып шығады. Қалқып шыққан индустриалды майды судан бөліп аламызда
көлемін өлшейміз. Өлшенген индустриалды майдың көлемі арқылы зерттелініп
жатқан өнімнің құрамында физикалық тұрақтылық орнадыма, жоқпа екенін
анықтап аламыз. Талдау әр екі сағат аралығында жүргізіледі.
Сонымен көмір ұнтағының 1%, 2%, 3% және 5% қосып, алдынғыдай етіп
зерттеулер жүргіземіз. Өнімнің құрамдағы индустриалды майдың пайыздық
қатынасын анықтау үшін әр екі тәулік өткен сайын талдау жүргізіліп
отырылады.
2.3 Талдау әдістері
Бұл дипломдық жұмыста көмір ұнтағын қосқан гранулитті алу
мүмкіндіктерін зерттеу жайлы қарастырылуда. Зертеу барысында өнімнің әр
құрамдағы компоненттердің өзгерген қатынасына технологиялық есептеулер
шығарылады. Технологиялық есептеуде жарылғыш заттың энергетикалық
көрсеткіштері анықталады, ол есептеулерде зерттеліп жатқан жарылғыш заттың
оттегі балансы (Об), жарылғандағы көлемі (V), жарылыс жылуы (Q), жарылыс
температурасы (T) және қысымы (Р) есептелінеді. Бұл есептеулер төмендегі
теңдеулер бойынша есептелінеді [17].
Оттегі балансын есептеу
Жарылғыш заттардағы химиялық жанғыш элементтердің өзіндік оттегімен
қамтамасыз етілуі және олардың тотықтар қалпына өтуі, ЖЗ оттегі балансымен
(ОБ) сипатталады.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz