Деградация ферроцианида калия, используемого в качестве антислеживателя

Abstract

Актуальность. Повышение качества поставляемых за рубеж калийных удобрений, в показатели которых входит величина слеживаемсти, представляет собой актуальную проблему. В качестве антислеживателя для хлорида калия может быть использован ферроцианид калия, который имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что в процессе хранения продукта KCl на складе в течение суток наблюдается деградация и снижение содержания ферроцианида калия на 20 %, что впоследствии при транспортировке морским или железнодорожным транспортом приводит к слеживаемости продукта и рекламациям потребителей. Анализ причин деградации показал, что в водных растворах может происходить гидролиз ферроцианидов. Цель: установление причин деградации и снижения содержания ферроцианида калия на поверхности кристаллов продукта хлорида калия. Методы. Для установления процесса деградации водного раствора ферроцианида калия использовали теоретический анализ литературных данных по механизму разложения ферроцианида калия, методы термодинамического, синхронного термического, химического анализа и электронной микроскопии. Результаты. Теоретическим анализом и экспериментальным путем установлено, что химическая деградация феррроцианида калия протекает в основном при термической обработке водного раствора антислеживателя с образованием осадка гидроксида железа и синильной кислоты. Поскольку в промышленных условиях раствор антислеживателя распыляют на горячий продукт KCl, проведены эксперименты, в которых растворы ферроцианида калия с различной концентрацией наносили на хлорид калия и подвергали термической обработке. Установлено, что с увеличением температуры обработки продукта KCl с 60 до 120 °С процесс деградации антислеживателя усиливается, а остаточное содержание ферроцианида калия в продукте снижается. С повышением температуры термообработки и концентрации ферроцианида калия в растворе антислеживателя его потери на хлориде калия возрастают. При этом повышенная температура поступающего из сушильного аппарата горячего продукта хлорида калия способствует ускорению высыхания раствора антислеживателя, что ухудшает его распределение на поверхности кристаллов продукта KCl.

The relevance. Improving the quality of potash fertilizers supplied abroad, the indicators of which include the value of caking, is an urgent problem. As an anti-caking agent for potassium chloride, potassium ferrocyanide can be used, which has a significant drawback, which is that during the storage of the KCl product in the warehouse during the day, degradation and decrease in the content of potassium ferrocyanide by 20 % are observed, which subsequently during transportation by sea or rail transport leads to product caking and consumer complaints. Analysis of the causes of degradation showed that hydrolysis of ferrocyanides can occur in aqueous solutions. The aim of the research is to determine the reasons for degradation and decrease in potassium ferrocyanide content on the surface of the crystals of the potassium chloride product. Methods. To establish the degradation of potassium ferrocyanide aqueous solution, a theoretical analysis of the literature data on the mechanism of potassium ferrocyanide decomposition, methods of thermodynamic, synchronous thermal, chemical analysis and electron microscopy were used. Results. By theoretical analysis and experimentally, it has been established that the chemical degradation of potassium ferrocyanide occurs mainly during thermal treatment of aqueous solution of an anti-caking agent with the formation of a precipitate of iron hydroxide and hydrocyanic acid. Since the anti-caking agent solution is sprayed on the hot KCl product under industrial conditions, experiments were carried out in which solutions of potassium ferrocyanide with different concentrations were applied to potassium chloride and subjected to heat treatment. It was found that with an increase in processing temperature of the KCl product from 60 to 120 °C, the degradation of the anticaking agent increases, and the residual content of potassium ferrocyanide in the product decreases. With the increase in the heat treatment temperature and the concentration of potassium ferrocyanide in the anti-caking agent solution, its losses on potassium chloride increase. At the same time, the increased temperature of the hot potassium chloride product coming from the drying apparatus accelerates the drying of the anti-caking agent solution, which worsens its distribution on the surface of the KCl product crystals.