Приложение 1. Краткая характеристика химических материалов рекомендуемых для борьбы с зимней скользкостью

Приложение 1

Краткая характеристика
химических материалов, рекомендуемых для борьбы с зимней скользкостью

Твердые материалы

Поваренная соль, или хлористый натрий NaCl, - одна из наиболее распространенных природных солей. Ее добывают шахтным способом, путем подземного выщелачивания природных залежей соли, из природных подземных рассолов путем выпаривания, а также в соляных озерах и бассейнах.

Помимо пищевых целей, хлорид натрия используют в различных производствах и в народном хозяйстве в качестве исходного или вспомогательного сырья. К качеству поваренной соли, потребляемой основными отраслями промышленности, предъявляют следующие требования: после растворения она должна содержать сухого вещества в виде NaCI от 97 до 99,7%, нерастворимого остатка - от 0,03 до 0,85%, влаги - не более 5%. На главных месторождениях СССР в каменной соли содержится хлористого натрия от 95 до 98%, а в озерных месторождениях - от 94 до 99%.

По ГОСТ 13830-84 соль поваренную пищевую по способу производства и обработки подразделяют на: мелкокристаллическую - выварочную; молотую различной крупности помола - несеяную и сеяную; немолотую различных видов - комовую, дробленую, зерновую. Молотая поваренная соль 2-го сорта, являющаяся наиболее приемлемой для борьбы с зимней скользкостью, имеет следующую крупность зерен: не менее 90% соли помола N 1 и 2 должно проходить через сито с отверстиями соответственно 1, 2 и 2,5 мм и не менее 85% соли помола N 3 должно проходить через сито с отверстием 4,5 мм.

Насыпная плотность поваренной соли зависит в основном от величины зерен и влажности. В пределах влажности до 3% насыпная плотность соли помолов N 1 - 3 колеблется от 0,9 до 1,2 .

Эвтектика (температура замерзания насыщенного раствора) хлористого натрия равна 21,2°С. Гигроскопическая точка (или порог гигроскопичности), под которой понимают такую относительную влажность воздуха, когда соль не теряет влагу и не поглощает ее из воздуха, у хлористого натрия составляет при температуре 0°С 76,5% влажности, а при 20°С - 75,3%.

Для технических целей крупнозернистую поваренную соль транспортируют без тары (навалом).

Соль сильвинитовых отвалов представляет собой кристаллический продукт и является отходом переработки сильвинита на калийные удобрения. Этот продукт, накопленный в огромных количествах в отвалах калийных комбинатов, содержит в основном хлористый натрий. Химический состав сильвинитовых отвалов следующий: на комбинатах Соликамска и Березников содержится хлористого натрия 90 - 95%, хлористого калия - 2 - 3%, сернистого кальция - 0,5 - 2%, хлористого магния - 0,6 - 1%, нерастворимого остатка - 2 - 3%. В состав отходов из отвалов Солигорских (БССР) калийных комбинатов входит хлористый натрий 88 - 92%, хлористый калий 3 - 6%, сернокислый кальций 0,8 - 1%, хлористый магний 0,04 - 0,2%, нерастворимый остаток 2,5 - 4,5%.

Плотность солеотвальных пород изменяется от 0,6 до 0,85 . Зерна этого отхода в рассыпчатом состоянии размером более 5 мм составляют в среднем 10%, от 5 до 1 мм - около 60% и менее 1 мм - 30%. При разработке отвалов за счет быстрой слеживаемости крупность отдельных включений может быть выше указанных величин. В свежих солеотвалах влажность изменяется от 8 до 12%, но со временем за счет отжима и испарения содержание влаги уменьшается и остается равной 5 - 7%. Соль сильвинитовых отвалов транспортируется в насыпном виде без тары.

Хлористый кальций чешуированный по физическому состоянию представляет собой твердый сыпучий продукт в виде чешуек светло-серого и серого цветов размерами до 5 - 7 мм в диаметре. В соответствии с ГОСТ 450-77 хлористый кальций в чешуированном виде выпускается двух сортов: в продукте 1-го сорта содержится 78% основного вещества, 2-го сорта - 76%. Кроме основного вещества, содержится не более 2 - 5% натрия с калием и 0,3 - 0,5% магния.

Хлористый кальций сильно впитывает влагу, его гигроскопическая точка при температуре 20°С равна 22%. По этой причине продукт хранится в таре (в полиэтиленовых мешках), не допускающей проникновения влаги.

Эвтектика хлористого кальция равна 49,8°С, что позволяет использовать его в качестве противогололедного материала в широком диапазоне отрицательных температур.

Хлористый кальций фосфатированный (ХКФ) является ингибированным материалом. В качестве ингибитора, подавляющего его коррозионную активность, в хлористый кальций вводят в заводских условиях фосфаты в количестве не менее 1,4% в пересчете на пятиокись фосфора (). По ТУ 6-18-173-77 ХКФ выпускается промышленностью без сорта в виде твердого чешуированного продукта серого цвета с содержанием 72% хлористого кальция и не более 7% массовой доли натрия. ХКФ по внешним признакам не отличается от чешуированного хлористого кальция. Он также активно впитывает влагу и поэтому не рекомендуется к хранению в поврежденной упаковке.

Бишофит чешуированный (хлористый магний технический) - кристаллическое вещество, выпускаемое промышленностью (ГОСТ 7759-73) чешуйками от белого до светло-серого цветов, содержит 47% хлористого магния и 53% кристаллически связанной воды. На воздухе он не устойчив, интенсивно притягивает влагу и быстро становится "мокрым". Эвтектическая температура бишофита равна 33,6°С. Этот продукт не токсичен, пожаро- и взрывобезопасен. Бишофит упаковывают и хранят в полиэтиленовых мешках массой нетто 30 кг.

Неслеживающаяся смесь состоит из двух компонентов. В качестве первого компонента используют поваренную соль или соль сильвинитовых отвалов, а второго - хлористый кальций чешуированный, ХКФ или бишофит. В зависимости от концентрации смешиваемых веществ в хлористо-натриевую соль добавляют хлористый кальций, ХКФ или бишофит в количестве 12 - 15%. Такая смесь при длительном хранении сохраняется в рассыпчатом и удобном для использования состоянии. По сравнению с хлористо-натриевой солью смесь быстрее взаимодействует со снежно-ледяными отложениями и имеет более широкий температурный диапазон применения. Приготавливают неслеживающуюся смесь дорожно-эксплуатационные хозяйства собственными силами.

Нитрат кальциевая мочевина (НКМ) - противогололедный реагент, разработанный институтом общей и неорганической химии имени Н.С.Курнакова для борьбы с зимней скользкостью на взлетно-посадочных полосах аэродромов. Он выпускается промышленностью в соответствии с ТУ 6-03-349-73 Минхимпрома. В состав реагента НКМ входит 60% мочевины , 36% нитрата кальция , 0,5% карбоната кальция , 2,5% влаги и не более 1% нерастворимого остатка. НКМ представляет собой гранулированный продукт, малогигроскопичный, хорошо растворимый в воде, некорродирующий металл. Его эвтектическая температура при 48%-ной концентрации раствора равна 21,7°С. НКМ транспортируют и хранят в полиэтиленовых мешках.

Мочевина (карбамид) - белое кристаллическое вещество, без запаха, хорошо растворяется в воде, содержит 46,6% азота и 0,2 - 0,3% влаги, практически не слеживается. Гигроскопическая точка при температуре 20°С равна 80%, а эвтектическая температура равна -13°С. Являясь органическим соединением, мочевина не вызывает коррозии металлов.

В соответствии с ГОСТ 2081-75 мочевина выпускается двух марок: А - для промышленности и Б - для сельского хозяйства в качестве удобрения, пригодного для всех почв и под все культуры. По указанному ГОСТу для марки Б содержание гранул размером от 1 до 4 мм составляет не менее 94% по массе, а гранул менее 1 мм - не более 5%.

Жидкие материалы

Природные подземные рассолы образуются путем естественного выщелачивания растворимых солей из горных пород. В СССР они распространены на обширной территории к западу от Урала, в бассейнах рек Волги, Камы, Северной Двины, на Украине, в Средней Азии, Восточной Сибири и в других районах (см. приложение 2). Известны многочисленные выходы природных рассолов на поверхность в виде естественных источников и родников.

Содержание солей в подземных рассолах увеличивается с глубиной до 200 - 300 г/л и более. Природные подземные рассолы многокомпонентны (до 60 различных элементов). Преобладающими являются ионы хлора, натрия, кальция, магния. По химическому составу природные рассолы относятся чаще к хлористо-натриевым или хлористо-кальциево-натриевым. Для добычи природных рассолов бурят скважины.

Искусственные подземные рассолы образуются путем растворения подземных залежей каменной соли пресной водой, нагнетаемой по специальным скважинам в соляной пласт.

Районы распространения каменной соли выявлены на обширной территории Волжско-Уральского междуречья, к северу от г. Горького, в Вологодской, Архангельской, Калининградской областях, в Карпатах, на Украине, в Белоруссии, Таджикистане и Восточной Сибири.

Искусственные рассолы, как правило, однокомпонентны. Концентрация хлористо-натриевой соли достигает 317 г/л, что соответствует состоянию насыщения (при температуре 20°С).

К искусственным можно отнести высококонцентрированные (45 - 46%) хлористо-магниевые рассолы, получаемые путем подземного растворения залежей природного бишофита обширного Нижневолжского месторождения.

Озерные рассолы размещаются на поверхности земли в приморских и континентальных бессточных котловинах. На территории страны насчитывается несколько десятков тысяч соляных озер. Они распространены в степной, полупустынной, пустынной зонах и тянутся широкой полосой от низовья Дуная до верховьев Оби (см. приложение 2).

Солевой состав озерных рассолов весьма разнообразен. Концентрация озерного рассола подвержена существенным колебаниям по сезонам года. К концу лета она увеличивается и достигает 200 - 300 г/л, а в районах с интенсивным испарением - 350 - 400 г/л.

Промышленные отходы образуются на многих предприятиях различных отраслей промышленности, которые сбрасывают рассол в виде сточных вод как отход производства. Большие запасы рассола на химических заводах, производящих йод, бром, хлор, соду и другие продукты химии. Еще более значительные ресурсы высококонцентрированного рассола на нефтепромыслах, где при обезвоживании сырой нефти отделяют высококонцентрированные рассолы и накапливают их в отстойниках в большом количестве.

Промышленные жидкие хлориды представлены в основном хлористым кальцием, который согласно ГОСТ 450-77 выпускает промышленность двух сортов: 1-й - 36%-ной и 2-й - 32%-ной концентрации.