發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種固體、粒狀、非爆炸性組合物，其包含基于硝酸銨的顆粒，特別是基于硝酸銨的肥料組合物，一方面，其作為爆炸性組合物的前體的潛在性濫用被限制，另一方面，其不阻礙農(nóng)民對食物生產(chǎn)的合法使用。發(fā)明背景硝酸銨(AN)，具有化學(xué)式NH4NO3，是一種世界范圍內(nèi)可獲得的化學(xué)化合物，每年生產(chǎn)數(shù)百萬噸。它的主要用途是作為肥料，且因此它在全世界許多國家廣泛使用并容易獲得。它的第二個主要用途是制造炸藥，這受到極其嚴(yán)密控制的限定。一個不期望的用途是自制炸藥(HME’s)的生產(chǎn)，例如硝酸銨和燃油的混合物，也稱為“ANFO”，或硝酸銨和硝基甲烷的混合物，也稱為“ANNM”。HME的配方是例如在互聯(lián)網(wǎng)上公開可獲得的。在實踐中，在AN-基肥料的基礎(chǔ)上生產(chǎn)HME是相當(dāng)簡單的，而將AN-基肥料濫用作炸藥的發(fā)生過于頻繁，尤其是在恐怖襲擊的環(huán)境下，而且農(nóng)民也用于各種爆破的目的，兒童或?qū)W生用炸藥進(jìn)行實驗，例如在(非法的)煙火生產(chǎn)中。為限制其濫用，許多國家已通過限制AN-基肥料的氮含量，禁止使用純的AN作為肥料。一個典型的肥料配方是所謂的硝酸銨鈣(CAN)，其是硝酸銨與碳質(zhì)填料如石灰石或白云石的混合物并具有80重量%的最大AN-含量。存在具有不同氮量的不同的CAN級。此外，這樣一種CAN-肥料具有這樣的優(yōu)點，即它是一種極好的肥料，能使氮以可容易利用的形式到植物中。它也帶來一些有價值的鈣和/或鎂。而且，它對于土壤pH是良好平衡的，避免了由一些含氮肥料如脲造成的土壤的自然酸化，這是由于銨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，易被植物吸收。事實上，石灰已經(jīng)包含在該產(chǎn)品中。存在許多其它的AN-基肥料，不僅有直接氮(N)肥料(用填料稀釋N至不同的程度或含有第二種營養(yǎng)素例如硫)，而且還有NPK(通常為NPK、NP、NK)和特別是高N-NPK肥料。它們中的全部都可被濫用，但是當(dāng)然，潛在性濫用的優(yōu)選的選擇在邏輯上將是選擇一種最濃縮的硝酸銨肥料，即直接AN-肥料或CAN-肥料。然而，本發(fā)明可適用于所有的AN-基肥料，只要它們含有一定量的硝酸銨?；旧嫌袃煞N將AN-基肥料例如CAN-肥料轉(zhuǎn)化為適合于自制炸藥的AN的途徑，即：(1)干法途徑(也稱為研磨途徑)，其中AN-基肥料例如CAN-肥料的顆?；蛐∏虮缓唵蔚胤鬯?，隨后與其它化合物如油或鋁粉混合；(2)濕法途徑(也稱為溶液處理途徑)，其中首先將磨碎的肥料顆?；蛐∏蛉芜x地溶于水，溶液被允許沉淀，而不溶性組分如石灰石或白云石可被濾出(AN是高度溶于水的(1920g/l，在20℃下)；碳酸鈣和碳酸鎂是難溶于水的)。以該方式，人們可以回收硝酸銨水溶液，其可經(jīng)蒸發(fā)得到一種濃縮的硝酸銨產(chǎn)物。這種濃縮的硝酸銨產(chǎn)物比通過干法途徑獲得的硝酸銨產(chǎn)物的濃度更高。濕法途徑需要更多的處理步驟，但最終允許獲得更強烈的自制炸藥。因此，存在一種盡可能地限制AN-基肥料，特別是CAN-肥料，一方面作為炸藥的前體，另一方面不阻礙農(nóng)民對它們用于食物生產(chǎn)的合法使用，特別是當(dāng)使用濕法途徑轉(zhuǎn)化AN-基肥料的潛在濫用的需求?，F(xiàn)有技術(shù)樹膠與硝酸銨的組合使用在爆炸性硝酸銨組合物中是已知的。包含很大比例的硝酸銨和樹膠增稠劑的漿料或凝膠形式的爆炸性組合物被公開于US3,660,182(IntermountainResearchandEngineeringCo,Inc,1972)中。這樣一種漿料型爆破組合物被用于堅硬的巖石開采和挖掘操作。US4,693,763(LesExplosifsNordexLtee/NordexExplosivesLtd.,1987)公開一種用于濕法爆破孔的防水爆炸性組合物。所述組合物包含用二醇和油乳液涂覆的硝酸銨小球以使小球防水。經(jīng)涂覆的小球與快速水合和自我復(fù)合的瓜爾膠混合。液體組合物可直接傾入水填充的爆破孔中。瓜爾膠在交聯(lián)劑的存在下，在鉆孔中形成凝膠以向組合物提供穩(wěn)定性，直至爆炸。組合物具有良好的爆破性能。爆炸性硝酸銨組合物被從目前的專利申請的范圍內(nèi)排除。US3,105,754(PhillipsPetroleumCompany,1963)公開了使含氮肥料的溶解性減速的組合物，其中脲，作為一種水溶性含氮化合物，被熔化并與5重量%的膠凝劑混合以形成大的圓盤。該文獻(xiàn)或在實施例中未提及包含最大碳含量0.4重量%的非爆炸性肥料組合物。JP10101465也涉及通過使肥料組分和礦物組分與可生物降解的聚合物或塑料組分結(jié)合來受控釋放肥料?？缮锝到獾木酆衔锟梢允枪蠣柲z或黃原膠(乙?；矸凼抢C)，但聚合物的功能是它通過填充礦物中的孔隙阻礙水的滲透。粉狀水合硅酸鹽礦物和硅質(zhì)材料優(yōu)選作為礦物組分。US2012/0138848(LeavittandBergida,2012)公開了安全、穩(wěn)定、非毒性、非爆炸性和可回收冷卻的組合物，其包含具有至少100目(少于149μm)和優(yōu)選大于200目(少于74μm)的篩孔尺寸的緊密混合的固體顆?；衔?，所述化合物當(dāng)與水混合時經(jīng)受吸熱的過程，使得產(chǎn)生的混合物當(dāng)與水混合時被激活而可用于冷卻表面、液體和固體。組合物總是包含一種或多種含有鉀的吸熱化合物、一種或多種含有氮的吸熱化合物，和一種或多種含有磷酸銨的吸熱化合物。呈100目粉末的形式的、包含50份硝酸銨和1份瓜爾膠或黃原酸鹽粉末(作為增稠劑)的組合物被公開。在組合物已溶于水后，飽和溶液可形成液體NPK肥料。本發(fā)明的目的是提供固體、粒狀、非爆炸性組合物，如包含基于硝酸銨的顆粒和膠凝劑的小球和/或顆粒，其中所述組合物具有0.4重量%的最大碳含量，和至少1mm的平均粒徑。發(fā)明詳述根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種包含基于硝酸銨的顆粒的固體、粒狀、非爆炸性組合物，其還包含在固體組合物與水接觸后，能夠形成基本上水不溶性和不可過濾的水凝膠的膠凝劑。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供包含基于硝酸銨的顆粒的固體、粒狀、非爆炸性組合物，所述組合物不容易轉(zhuǎn)化為爆炸性濃縮的硝酸銨組合物。根據(jù)本發(fā)明的術(shù)語“一種基本上水不溶性和不可過濾的水凝膠”將被雙重解釋：首先，當(dāng)加入水至包含根據(jù)本發(fā)明的基于硝酸銨的顆粒和膠凝劑的固體組合物中以產(chǎn)生溶液時，隨著水與溶解的硝酸銨被凝膠化，獲得的溶液的粘度顯著增加。以該方式，從高度粘性的凝膠化溶液回收硝酸銨就受到嚴(yán)重的妨礙。其次，高度粘性的凝膠化溶液有效地防止所述粘性溶液的過濾，以從硝酸銨組合物除去固體，如石灰石或白云石。加入水至固體組合物中將產(chǎn)生一種難以或完全不溶于水并且難以或完全不可過濾的水凝膠，而不是獲得具有低粘度和容易過濾以從中除去不溶性組分的水性液體。這一切使組合物再加工成HME變得更加復(fù)雜，需要更多的努力并可能導(dǎo)致較低的回收率?；厥章室庵笧镠ME制備從原始組合物回收的硝酸銨的分?jǐn)?shù)，表示為AN產(chǎn)率。例如，如果從100kgCAN回收25kg硝酸銨，AN產(chǎn)率為約33%，因為有約75kgAN包含在100kgCAN中。根據(jù)包含根據(jù)本發(fā)明的基于硝酸銨的顆粒的固體、粒狀、非爆炸性組合物的一個實施方案，膠凝劑是基于碳的膠凝劑。在包含根據(jù)本發(fā)明的基于硝酸銨的顆粒的固體、粒狀、非爆炸性組合物的有利的實施方案中，膠凝劑選自基于樹膠的膠凝劑。在包含根據(jù)本發(fā)明的基于硝酸銨的顆粒的固體、粒狀、非爆炸性組合物的有利的實施方案中，膠凝劑選自基于黃原膠的膠凝劑和基于瓜爾膠的膠凝劑，最優(yōu)選是基于黃原膠的膠凝劑。黃原膠是由細(xì)菌野油菜黃單胞菌(Xanthomonascampestris)分泌的多糖。所述樹膠是天然可充分生物降解的且不妨礙組合物在用作肥料時的農(nóng)業(yè)使用。在包含根據(jù)本發(fā)明的基于硝酸銨的顆粒的固體、粒狀、非爆炸性組合物的有利的實施方案中，膠凝劑選自基于瓜爾膠的膠凝劑。瓜爾膠是由糖半乳糖和甘露糖構(gòu)成的多糖。由于目前對肥料組合物中的碳含量的法律限制(總組合物的最大0.4%有機/易燃物質(zhì)，包括任何有機物質(zhì)，計算為排除任何其它的物質(zhì)的碳)，有機基于碳的膠凝劑，特別是基于黃原膠的膠凝劑的量可選擇相對于組合物總重量的至多0.7重量%的最大值。然而，試驗也用較高的量(1.25和2.50重量%)進(jìn)行，以評價基于樹膠的膠凝劑(黃原膠和瓜爾膠)的潛在性。在該申請的上下文中，包含基于硝酸銨的顆粒的固體、粒狀組合物是非爆炸性組合物，即不能用作例如炸藥的組合物。特別是，包含基于硝酸銨的顆粒的固體、粒狀組合物具有相對于組合物總重量的0.4%的最大碳含量，其中碳如上所定義，特別是作為源自有機/易燃物質(zhì)的碳。這樣一種包含基于硝酸銨的顆粒的固體粒狀組合物不是包含基于硝酸銨的顆粒的爆炸性固體粒狀組合物?；谙跛徜@的爆炸性組合物從本發(fā)明的范圍中排除。在該申請的上下文中，包含基于硝酸銨的顆粒的組合物意指包含至少硝酸銨，特別是如上討論的硝酸銨鈣的組合物。為了本發(fā)明的目的，包含硝酸銨的組合物，來自現(xiàn)有技術(shù)或者如本申請所定義的要求保護(hù)的組合物，被定義為包含相對于組合物總重量的至少50重量%的硝酸銨，優(yōu)選至少60重量%，更優(yōu)選至少70重量%，甚至更優(yōu)選至少80重量%，最優(yōu)選至少90重量%的組合物。所述組合物也可含有其它的組分，使得組合物的特征為一種選自N-肥料、CAN-肥料、NPK-肥料、NP-肥料和/或高N-NPK-肥料的肥料。根據(jù)本發(fā)明的固體組合物具有粒狀組合物的形式。根據(jù)本發(fā)明，固體組合物，即組成固體組合物的顆粒，具有至少1mm，優(yōu)選范圍從1至25mm，或更優(yōu)選范圍從2至8mm的平均粒徑。優(yōu)選地，平均粒徑是如通過篩分確定的平均直徑，范圍從1至25mm，優(yōu)選從2至8mm。平均直徑，以及尺寸分布，使用一系列具有適當(dāng)?shù)暮Y孔尺寸的篩測定。根據(jù)本發(fā)明的固體、粒狀、固體非爆炸性組合物可容易地根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)程序制得。關(guān)于其作為肥料的用途，根據(jù)一個實施方案，基于樹膠的膠凝劑是與肥料小球或顆粒在混合或涂覆步驟中，使用例如滾筒等混合的固體顆粒材料。標(biāo)準(zhǔn)實踐是在肥料小球或顆粒上加入表面粉末，例如滑石粉，以防止例如結(jié)塊。所述粒狀基于樹膠的膠凝劑的應(yīng)用可以類似的方式和在類似類型的設(shè)備中進(jìn)行，使得肥料小球或顆粒，特別是基于硝酸銨的顆粒，包含膠凝劑的涂層。根據(jù)備選的實施方案，粒狀基于樹膠的膠凝劑可以懸浮于液體中，然后將生成的懸浮液噴灑到肥料小球或顆粒上，以使肥料小球或顆粒，特別是基于硝酸銨的顆粒，包含膠凝劑的涂層。根據(jù)又一個實施方案，基于樹膠的膠凝劑在造粒階段被引入熔體混合物中并整合到肥料顆粒，特別是基于硝酸銨的顆粒內(nèi)。根據(jù)又一個但較不優(yōu)選的實施方案，制備基于樹膠的膠凝劑的顆粒與AN-基顆粒的物理共混物，當(dāng)然，必須確?；跇淠z的膠凝劑顆粒具有作為AN-基顆粒的類似的外觀(至少大小、顏色和密度)，以避免在處理期間分離以及容易挑選出來。本發(fā)明也涉及能夠形成基本上水不溶性和不可過濾的水凝膠的膠凝劑用于制造包含基于硝酸銨的顆粒的固體非爆炸性組合物、用于限制其作為爆炸性組合物的前體的潛在性濫用的用途。根據(jù)本發(fā)明，固體非爆炸性組合物具有0.4重量%的最大碳含量。優(yōu)選地，膠凝劑選自基于樹膠的膠凝劑，特別是基于黃原膠的膠凝劑和基于瓜爾膠的膠凝劑，最優(yōu)選是基于黃原膠的膠凝劑。根據(jù)一個方面，根據(jù)本發(fā)明的組合物被用作限制其作為爆炸性組合物前體的潛在性濫用的非爆炸性肥料組合物。優(yōu)選地，非爆炸性肥料組合物選自直接N-肥料、CAN-肥料、NPK-肥料、NP-肥料和/或高N-NPK-肥料。根據(jù)其它方面，根據(jù)本發(fā)明的組合物可用作緩慢釋放、持續(xù)釋放或受控釋放基于硝酸銨的肥料。附圖簡述圖1舉例說明在實驗1.3中的粘度比重量%試劑/CAN。圖2舉例說明在實施例4中的回收的%AN比加入的%試劑。實施例實施例1：根據(jù)本發(fā)明的膠凝劑的鑒定篩選一系列的膠凝劑以鑒定根據(jù)本發(fā)明的膠凝劑，其快速形成高度粘性凝膠。這樣的膠凝劑，當(dāng)加入到CAN肥料中時，將防止其溶于過量的水或不溶性顆粒的過濾以便分離高度濃縮的硝酸銨。在20重量%的CAN溶液中研究6種膠凝劑的膠凝特性。只有兩種膠凝劑被證明是有效的，為樹膠類型的膠凝劑，并且在這些中，得自RantecCorporation(POBox729,Ranchester,WY82839)的WB2WaterBlockTM(鑒定為黃原膠)證明在最低的載荷下效果最好。因此，其性能在增加的溫度、延長的時間和真空過濾的苛刻條件下被試驗。大體說來，WB2WaterBlockTM顯示出在防止濫用CAN肥料以分離硝酸銨方面的非常有前景的結(jié)果。樹膠類型的膠凝劑的選擇是意料不到的，很可能是由于硝酸銨與樹膠分子的特殊的相互作用。材料使用具有至少1mm的平均粒徑的涂覆的CAN(由Rostock供應(yīng))。膠凝劑及其供應(yīng)商列于表1中。技術(shù)樣品制備：使用600mlSchott燒杯用于制備500ml1重量%的膠凝劑的水溶液。將5g粉末滴入495ml水中并用玻璃棒攪拌。然后將燒杯置于插孔箱(jack)中并用位置接近，但不接觸燒杯底部的懸頂螺旋槳攪拌。膠凝劑粉末在溶解前用乙醇濕潤被證明是有些適得其反的，它導(dǎo)致其后將耗費較長時間來溶解的結(jié)塊形成。因此它在首批2個試驗后被放棄。對于在CAN的存在下的粘度測量，稱重100gCAN并將5g膠凝劑加入到塑料廣口瓶內(nèi)的CAN中。通過劇烈振蕩廣口瓶使粉末分散。然后將廣口瓶的內(nèi)容物轉(zhuǎn)移至400ml水中，同時攪拌(20重量%)。將固體機械攪拌10分鐘，然后使所有的CAN溶解并可測量粘度。按照相同的程序制備具有不同載荷的膠凝劑的20重量%和40重量%的CAN溶液。溶解度：水溶液在最低的攪拌器設(shè)置下攪拌5分鐘。然后目測檢查溶液中不溶性材料的存在。對溶液拍照。對于20重量%和40重量%的CAN溶液，采用較高的攪拌速度。粘度：布氏粘度計被用來測量每一種溶液在攪拌5、10和15分鐘后的粘度?？赡軙r，將一個大圓盤(S02)在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速設(shè)置下使用。其它圓盤的使用在下文中明確地提及。在相同樣品的測量之間未清潔圓盤。沉淀：讓溶液沉淀30分鐘。目測評價沉淀并拍照。過濾：在普通PE漏斗中的粗糙折疊紙(黑色帶)過濾器被用來過濾。將溶液轉(zhuǎn)移至過濾器并目測觀察可過濾性。測量在給定時間期間的濾液的量。拍照。對于真空過濾，使用110mm黑色帶濾紙。固體：在CAN混合物的情況下，將濾液置于加熱的櫥柜(105℃)中蒸發(fā)過夜并稱重沉淀物以測定過濾的CAN的量。粒徑測定：肥料顆粒的平均直徑使用一摞標(biāo)準(zhǔn)化篩DIN4188測定，所述標(biāo)準(zhǔn)化篩DIN4188具有20cm直徑和5cm高度(用不銹鋼制得)，具有適當(dāng)?shù)暮Y孔尺寸(例如，一摞具有篩孔尺寸1.6、2.0、2.5、3.15、3.55、4.0、4.5、5.0和6.3mm的9個篩)，放在篩振動器，如FritschAnalysette(每分鐘約3000次振動)上。將一定量的材料(200-300克)放在頂篩中并允許過篩約5分鐘。過篩后，對每一部分稱重(精確度約0.1克)。平均直徑是各自篩部分的重量百分比的累積總和加起來達(dá)到50重量%的篩孔尺寸。CAN為了制備40重量%的CAN溶液，在連續(xù)攪拌下，將200gCAN加入到300g水中。溶液轉(zhuǎn)變?yōu)樯罨疑?。顆粒溶解，但有一些也夾在螺旋槳和底部之間且部分被壓碎。5min后可見不溶性顆粒。攪拌溶液10分鐘，然后轉(zhuǎn)移至粘度計，在那里粘度(圓盤S02,rpm20)被測定為11.2cP。然后使溶液沉淀。明顯的沉積出現(xiàn)。35分鐘后，小心地傾析溶液并過濾。回收390ml的灰白色濾液(78%回收率)。干燥沉淀物，稱重38.5g并含有一些不溶性CAN顆粒，表明40重量%溶液是過飽和的。此外，回收作為濾餅的17.8g沉淀物。不管不溶性顆粒，似乎CAN含有約30重量%的不溶性材料。在105℃下蒸發(fā)濾液至干燥。如此獲得142g固體硝酸銨(71%回收率)。該量被用作在膠凝劑的存在下，計算CAN的可回收量的參考。表1實驗1.1無CAN的水中的膠凝劑將所有的膠凝劑溶于水中，在5、10和15分鐘測量攪拌溶液的粘度。然后使溶液沉淀30分鐘，如果可能的話過濾，測定濾液的量。結(jié)果概述于表1中。A.超強吸水性聚合物超強吸水性聚合物(SAP)是可吸收和保留相對于其本身質(zhì)量的極其大量液體的聚合物。吸水性聚合物，其在交聯(lián)時被分類為水凝膠，通過與水分子的氫鍵合吸收水溶液。SAP吸收水的能力是水溶液的離子濃度的因素。在去離子水和蒸餾水中，SAP可吸收其重量的500倍(其自身體積的30至60倍)并可變成至多99.9%的液體，但當(dāng)放入0.9%鹽水溶液時，吸收能力降至其重量的大概50倍。溶液中離子的存在(或，更通常是離子強度的增加)將阻礙聚合物與水分子結(jié)合的能力。樣品15：聚(異丁烯-馬來酸共聚物)的鈉鹽樣品15以使它不適合涂覆應(yīng)用的蓬松纖維形式出現(xiàn)。然而，它完全溶解并且?guī)缀跛查g膠凝成厚的凝膠。粘度計圓盤必須改變成S06，且旋轉(zhuǎn)下降至1rpm以便能夠測量粘度。凝膠既不沉淀，也不能過濾。樣品16：聚丙烯酸，部分鈉鹽-接枝聚環(huán)氧乙烷樣品16是粉末并形成良好的分散體，雖然它不完全溶解。在不到1分鐘內(nèi)，它形成一種非常稠的凝膠，其既不沉淀，也不可過濾。使用1rpm的圓盤S06以測定粘度。樣品17：聚丙烯酸，部分鉀鹽樣品17形成一個良好的分散體，但卻較差的凝膠。低粘度凝膠不沉淀，但是不像其它的SAP，得到11.5ml濾液。樣品18：聚(丙烯酰胺-丙烯酸共聚物)，鉀鹽在引入水中后，粉末沉降至底部，然后分散在整個液體體積中。"結(jié)晶凝膠"在攪拌4-5分鐘后產(chǎn)生。固體凝膠不沉降或者過濾。使用1rpm的圓盤S06測定粘度。樣品19：聚丙烯酸鈉，交聯(lián)(Luquasorb1161)在引入水中后，粉末沉降至底部，但然后分散在整個液體體積中。在攪拌2min后，令人難以置信的稠的"結(jié)晶凝膠"產(chǎn)生。在移除螺旋槳用于粘度測量期間，由于結(jié)塊從燒杯沉降出，損失部分凝膠。固體凝膠既不沉淀，也不可過濾。小結(jié)：SAP(除樣品17以外)似乎為應(yīng)用目的的理想候選物，然而，與瓜爾膠(見下文)不同，SAP似乎容易地再溶解于過量水中。不受理論的束縛，SAP可以被看作是交聯(lián)的膨脹“球”。加入水填滿球之間的空隙，且SAP凝膠看起來溶解，但實際上球在水中變得越來越分開。相反地，瓜爾膠/黃原膠形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，而它們的粘度僅僅在加入水時因稀釋而下降。因此，當(dāng)水加入到含有SAP凝膠的濾紙時，SAP凝膠溶解，而水通過濾紙流動，直至SAP凝膠在“球”之間的水通過過濾器并且“球”相互再次接觸時而再次形成。因此可以期望硝酸銨可從凝膠中洗出到濾液中。如果是這樣的話，對濫用者而言，該凝膠將代表討厭的東西，并且在額外水的形式中增加額外的成本，但將不會阻止他獲得硝酸銨。而且，SAP在CAN的存在下的性能必須進(jìn)行充分的研究，因為推測離子(鈣、硝酸根、銨)的存在會抑制膠凝能力。B.瓜爾膠瓜爾膠是由糖半乳糖和甘露糖構(gòu)成的多糖。瓜爾膠顯示出高的低剪切粘性，但是強烈剪切稀化的。它在高于1%濃度時是具有強烈觸變性，但低于0.3%時，觸變性是適度的。它是天然可充分生物降解的，這在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中是有利的。樣品1：瓜爾膠當(dāng)用在水中的4重量%的瓜爾膠進(jìn)行首次嘗試時，聚合物快速地凝膠化，并且測得的粘度(S06,1rpm)是690000cP。燒杯的內(nèi)容物是不可過濾的布丁。因此，所有的隨后試驗用1%水中的聚合物制得。樣品1快速溶解于水中并形成粘性液體，其隨著時間的推移甚至變得更粘。溶液可忽視地沉淀并在30min的沉淀時間內(nèi)保持均勻。已證明其極難過濾：32min后僅獲得18ml濾液。濾液是澄清的微粘性流體。樣品3：WaterBlockUFFHV瓜爾膠在水中沉積時形成一些結(jié)塊。這些結(jié)塊在混合過程期間不溶解，因此也許表明1%劑量可被降低。粉末快速地凝膠化且其粘度隨時間推移而增加。必須使用4rpm的較低速度來測量t=15min下的粘度。溶液不沉淀且證明幾乎不可能過濾，30min后僅收集6ml濾液。樣品4：WaterBlockPPN4000瓜爾膠在水中沉積時形成一些結(jié)塊。這些結(jié)塊在混合過程期間不溶解，因此也許表明1%劑量可以降低。粉末快速地凝膠化且其粘度隨時間推移而增加。溶液不沉淀且證明幾乎不可能過濾，30min后僅收集6ml濾液。樣品5：WaterBlockDIF在水中沉積時形成一些褐色結(jié)塊。這些結(jié)塊在混合過程期間不溶解，因此也許表明1重量%劑量可以降低。粉末快速地凝膠化且其粘度隨時間推移而增加。溶液不沉淀且證明幾乎不可能過濾，30min后僅收集8ml濾液。樣品7：瓜爾膠GV23/2F在溶解期間形成一些結(jié)塊。粉末凝膠化且不沉淀。30min過濾后獲得6.5ml濾液。小結(jié)：所有瓜爾膠顯示出有利的膠凝特性，即使當(dāng)加入額外的水時，凝膠亦維持其一致性。要求大過量以將凝膠分解成較小的結(jié)塊，但即使是這樣，凝膠也未完全溶解。這個性質(zhì)對于防止CAN被濫用是需要的。C.黃原膠黃原膠是由細(xì)菌野油菜黃單胞菌分泌的多糖。它由五糖重復(fù)單元構(gòu)成，包含摩爾比2.0:2.0:1.0的葡萄糖、甘露糖和葡萄糖醛酸。它由葡萄糖、蔗糖，或乳糖的發(fā)酵產(chǎn)生。在發(fā)酵期后，多糖從具有異丙醇的生長培養(yǎng)基中沉淀，干燥，并研磨成細(xì)粉。隨后，將其加入到液體介質(zhì)中以形成樹膠。WaterBlockWB2是作為瓜爾膠替代品開發(fā)的人造聚合物，此前它已被石油工業(yè)在鉆井應(yīng)用中廣泛使用。WaterBlockWB2含有44.4重量%的碳。樣品6：WaterBlockWB2黃原膠所述粉末在水中不能良好地溶解。它形成主要漂浮在水上的凝膠化結(jié)塊。為了增加分散性，在第一次和第二次粘度測量之間，將螺旋槳從溶液的底部移到上部。然而，即便如此，粘度比瓜爾膠低得多。在沉淀期間，大多數(shù)聚合物在燒杯的上部收集。上部不容易過濾(30ml/30min)，然而可被傾析，然后，底部液體部分可很好地過濾(150ml/30min)。小結(jié)：Waterblock在水中具有差的膠凝特性，主要是由于其漂浮。將粉末加入到CAN顆粒中，并了解聚合物是如何起作用的可能仍是感興趣的。D.藻酸的鹽藻酸，也稱為褐藻酸或藻酸鹽，是一種廣泛地分布在褐藻細(xì)胞壁中的陰離子多糖，在那里它通過結(jié)合水，形成粘性組合物。它以提取的形式快速吸收水；它能夠吸收其自身重量200-300倍的水。其顏色范圍從白色到黃棕色不等。它以絲狀、粒狀或粉狀形式出售。樣品12：藻酸鈉鹽，低粘性.在引入水中后，樣品12形成沉降至底部的固體結(jié)塊，在那里它們粘在螺旋槳上。雖然粉末被凝膠化，但對本體溶液的粘度的影響可以忽略不計。由于結(jié)塊粘住螺旋槳，沒有沉淀物留下。雖然溶液最初以比粘土溶液更慢的速率過濾(見下文)，大部分溶液被過濾并回收480ml濾液。樣品13：藻酸鈉鹽，極低粘性在引入水中后，樣品12形成大部分漂浮在水上的固體結(jié)塊。本體溶液既不膠凝，也不沉淀。過濾后，回收480ml濾液。樣品14：藻酸鈉樣品14形成漂浮在溶液表面的大的凝膠結(jié)塊。很難測量本體粘度，因為結(jié)塊傾向于粘住圓盤。在沉淀期間結(jié)塊仍保持漂浮?；厥?05ml濾液。小結(jié)：藻酸鈉在水溶液表現(xiàn)不佳。E.膨潤土膨潤土是吸收劑頁狀硅酸鋁，主要由蒙脫土組成的基本上不純的粘土。膨潤土被行業(yè)用于執(zhí)行多項工作。大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用涉及膨潤土形成粘性水懸浮液的膠凝特性。取決于粘土和水的相對比例，這些混合物被用作粘合劑、塑化劑，和懸浮劑。膨潤土分散成膠狀顆粒，因而提供每單位重量粘土的大的表面積。這種大的表面積是為什么膨潤土在穩(wěn)定乳液，或作為攜帶其它化學(xué)物質(zhì)的介質(zhì)時功能如此之好的一個主要原因。膨潤土在化學(xué)上與許多有機材料反應(yīng)，形成主要在各種有機液體中用作膠凝劑的化合物。樣品2：膨潤土，鈉形式樣品2不易溶于水。大多數(shù)粘土形成下沉到溶液底部或者漂浮在溶液上部的結(jié)塊。溶液的粘度僅僅稍高于水的粘度(3.2cP)且不隨時間的推移而改進(jìn)。溶液不顯示出明顯的沉淀，除了在攪拌期間已經(jīng)下沉到底部的粘土。溶液易于過濾，直至粘土堵塞濾紙孔，此時收集了300ml濾液。樣品8：膨潤土樣品8形成在溶液中具有一些結(jié)塊的灰色分散體。在沉淀期間，分散體不形成凝膠且部分沉淀至底部。溶液過濾良好直至粘土沉淀物從底部阻塞過濾器。經(jīng)30min回收390ml濾液。樣品9：納米粘土親水性膨潤土樣品9形成具有一些沉淀在底部的粉末的粉紅色分散體。未產(chǎn)生凝膠。在沉淀期間有更多的材料沉淀。分散體過濾良好直至濾紙孔被堵塞。回收到350ml濾液。小結(jié)：在試驗條件下，膨潤土未能形成凝膠，因此不適合于本發(fā)明。F.硅鎂土50&350硅鎂土是由BASF開發(fā)的，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的礦物膠凝劑，并且理想地具有化學(xué)組成：3MgO-1.5Al2O3-8SiO2-9H2O(綠坡縷石)。硅鎂土增稠劑在離子和非離子水溶液中有效地形成觸變膠態(tài)凝膠。它們當(dāng)用各種陽離子或非離子表面活性劑分散時，也在大多數(shù)有機液體中產(chǎn)生觸變凝膠，以產(chǎn)生增稠和/或懸浮特性。樣品10&11：硅鎂土50&350兩個樣品10和11形成具有底部沉淀物的乳狀灰色懸浮液。懸浮液不能膠凝，并且當(dāng)靜置30min時完全沉淀。頂部液體易于傾析，并得到470ml濾液。小結(jié)：硅鎂土不適合于本發(fā)明。實驗1.2在20重量%的CAN溶液中的膠凝劑基于粘度測量和粉末外觀，為進(jìn)一步在CAN溶液中試驗，選擇3份SAP(樣品16、18&19)和瓜爾膠(樣品3)。此外，加入藻酸鈉(樣品14)和Waterblock黃原膠(樣品6)，期望將它們分散于CAN顆粒中將改進(jìn)它們在溶液中的分散性。膠凝劑被加入到100gCAN中并通過振蕩分散于顆粒中。使固體溶于400g水中，這樣形成20%的CAN溶液。將該溶液攪拌10min(時間足以使所有CAN溶解)，且然后測量粘度。然后使溶液沉淀30min并過濾30min。蒸發(fā)濾液至干燥并對沉淀物稱重。結(jié)果呈現(xiàn)于表2中。表2SAP(其作為膠凝劑似乎是優(yōu)異的候選物)的功能被溶液中離子的存在而大大減少，這將很快變得顯而易見。在該試驗中，所有的SAP稍微凝膠化并沉降至底部。因此，SAP的存在不減少硝酸銨(30%)的回收，但不阻止其純化。而且，非?？赡艿氖?，剩余的30%可通過用水洗滌濾餅回收。藻酸鈉沉淀在3個相中，其中沉淀物在底部，而大多數(shù)藻酸鈉漂浮在液相的上部。漂浮的藻酸鹽有助于堵塞濾孔，因而減慢過濾。濾液，當(dāng)在104℃下干燥時，不得到結(jié)晶白色硝酸銨，而是硝酸銨與烘干的藻酸鹽的黑色混合物。如此回收約50%的硝酸銨。藻酸鹽，雖然不能防止回收硝酸銨，卻使得純化更加困難。瓜爾膠和黃原膠二者在20重量%的CAN溶液中效果很好。尤其是黃原膠的性能表現(xiàn)出乎意料地好，因為最初，粉末并未很好地溶于水中(見上文，樣品6)。溶液不沉淀，但極難過濾。濾液僅得到幾克的沉淀物，此外其不是透明的、白色結(jié)晶硝酸銨，而是與膠凝劑的混合物。實驗1.3在20重量%的CAN溶液中的樹膠型膠凝劑通過改變水中的膠凝劑和CAN的量，研究兩種膠凝劑(WaterBlockUFFHV瓜爾膠和WaterBlockWB2黃原膠)的離子濃度的最小載荷和效果。攪拌溶液10分鐘并測量它們的粘度。然后使溶液沉淀30min并在折疊紙上過濾30分鐘。測量濾液的體積并將濾液在104℃下蒸發(fā)至干燥。稱重如此沉淀的固體。結(jié)果呈現(xiàn)于表3和圖1中。明顯的是：1)兩種樹膠類型的膠凝劑在更濃縮的CAN溶液中性能更好。改進(jìn)可能歸因于鹽析(salt-out)效應(yīng)，其中高鹽濃度導(dǎo)致膠凝劑的有機分子的沉淀和結(jié)合。2)在低膠凝劑載荷時，黃原膠提供比瓜爾膠更滿意的結(jié)果。3)無論是瓜爾膠，或是黃原膠都未能完全粘結(jié)于CAN-顆粒，且部分粉末保持在混合容器中。因此，如果涂層可被改進(jìn)，則可使用甚至更少的聚合物?；谶@些結(jié)果，黃原膠被選擇作為進(jìn)一步試驗的最佳候選物。表3實驗1.4在CAN溶液中的基于黃原膠的膠凝劑通過提取硝酸銨來濫用CAN在一些處于戰(zhàn)爭或叛亂中的國家(在那里其可作為肥料獲得)，并且也在西方社會的各自的恐怖團伙中是普遍的。分離硝酸銨經(jīng)常在有限的設(shè)備上進(jìn)行，其中時間可能起著重要的作用，因而限制了HME生產(chǎn)。因此，為提取需要更多的裝置、更多的活動，和更多的時間，這都將增加被發(fā)現(xiàn)和偵破的可能性。此外，制備盡可能濃縮的CAN溶液，這有利于預(yù)定的應(yīng)用，因為硝酸銨高度溶于水，且在加入任何水之前，將需要時間和能量取出(見以上章節(jié))。較大數(shù)量的CAN的溶解可通過使用預(yù)先溫?zé)岬谋砻嫠铀?。在本章?jié)中，將研究溫度對粘度的影響。此外，在溶解、沉淀和過濾期間研究基于黃原膠的樹膠的性能，進(jìn)行24小時。也驗證真空過濾的效果。對于所有的實驗，使用WaterBlockWB2黃原膠。溫度使用熱自來水(T=62℃)制備20重量%和40重量%的CAN溶液。加入2.5和1.25重量%的基于黃原膠的樹膠至CAN中。如從表4中呈現(xiàn)的結(jié)果可以看出，即使CAN快速溶于熱水中，溫度對基于黃原膠的樹膠的功能沒有影響。表4時間制備2.5g和100g或200gCAN，溶于400g或300g水中的溶液?；旌嫌貌ＡО魟×覕嚢枞芤翰⒃谑覝叵路胖?4小時。雖然CAN在20重量%溶液中完全溶解并形成3層懸浮液，其中黃原膠主要在頂部而不溶性白云石在底部，有小的白色顆粒留在40重量%溶液中，因此表明CAN未完全溶解。在40重量%的溶液中各相的分離不太明顯。沉淀將該溶液機械攪拌10min以溶解所有的CAN并沉淀24小時。雖然20重量%的CAN溶液與黃原膠(在頂層)和不溶性材料(在底層)產(chǎn)生3相體系，40重量%溶液保持均勻的溶液，其中密度明顯從上到下逐漸增加。延長的過濾將溶液機械攪拌10min，然后立即過濾而無任何沉淀。過濾持續(xù)24小時。結(jié)果列于表5中。除了從濾液回收硝酸銨外，還有可能從20重量%和40重量%的CAN溶液分別獲得約3和約8g純AN晶體，其在濾紙的邊緣上結(jié)晶。來自混合實驗的含有2.5g黃原膠的溶液通過折疊濾紙過濾67小時。結(jié)果也示于表5中。再一次，硝酸銨在濾紙的邊緣上結(jié)晶為表層。從結(jié)果明顯看出，可回收的硝酸銨的量被限制于約12%和25%，這取決于CAN濃度，但不隨著過濾時間增加而線性增加。雖然很冗長，但有可能通過不斷地從濾紙除去表層來增加硝酸銨的產(chǎn)率，因此使得更多的硝酸鹽結(jié)晶。真空過濾來自以上的沉淀實驗的CAN溶液通過連接于吸出器的漏斗過濾30min。表6中呈現(xiàn)的初步結(jié)果顯示出與大氣過濾比較的3倍高的產(chǎn)率。因此，進(jìn)行額外的試驗，其中40重量%和20重量%的CAN溶液在真空下過濾約6小時。硝酸銨回收率分別達(dá)到20%和40%。另外的硝酸銨可通過將剩余的溶液傾瀉在新鮮濾紙上而確保回收。因此，膠凝劑將不能阻止通過真空過濾獲得純化的硝酸銨。然而，必須記住，這樣的過濾增加了復(fù)雜性，需要真空泵或較大量的自來水，而這兩者延遲再處理過程并減慢(ease)其鑒定。表5表6實施例3：不同類型的黃原膠的比較分析得自不同制造商的不同類型的黃原膠并比較它們的特性(表7)。使用從Rostock供應(yīng)的、不具有涂層的CAN。下面列出黃原膠類型及其供應(yīng)商。表7：得自不同制造商的不同類型的黃原膠.Vanderbilt(http://www.vanderbiltminerals.com/ee_content/Documents/Technical/VANZAN_Brochure_English_Web.pdf)要求推薦的1:10黃原膠:粘土比率的黃原膠與硅酸鋁鎂粘土的協(xié)同效果。相應(yīng)的試驗因此也用Veegum和VanGel作為粘土樣品進(jìn)行。試驗方法選擇兩個水平的CAN/黃原膠載荷：濃縮的CAN/黃原膠溶液和稀釋的CAN/黃原膠溶液。稱重計算量的CAN并將需要量的黃原膠(或黃原膠和粘土)加入到在塑料廣口瓶內(nèi)的CAN中，以獲得所需的載荷。通過劇烈振蕩廣口瓶分散粉末。然后將廣口瓶的內(nèi)容物轉(zhuǎn)移至計算量(ml)的水中，同時攪拌。將該溶液機械攪拌10min，在此期間所有的CAN溶解，且粘度可使用配備有S02錠的布氏粘度計測量。記錄粘度后，使溶液沉淀30分鐘并記錄視覺觀察結(jié)果。使用普通PE漏斗中的粗糙折疊Schleicher&Schuell520B1/2濾紙來過濾。測量30min后的濾液的量。將濾液在加熱的櫥柜(100℃)蒸發(fā)過夜至干燥，稱重固體沉淀物并計算回收的AN的量。結(jié)果結(jié)果(示于表8)顯示加入黃原膠很好地阻止了硝酸銨在濃縮的溶液中的回收。所有的黃原膠性能良好。阻止從稀釋的溶液回收是具有挑戰(zhàn)性的，而RantecCorp產(chǎn)品做了最佳的工作。然而，基于用得自Jungbunzlauer的黃原膠獲得的次優(yōu)和令人滿意的結(jié)果，一般可得出結(jié)論，即黃原膠可用來阻礙從CAN溶液回收AN。另一方面，在給定的低剪切速率下加入粘土不能進(jìn)一步改進(jìn)黃原膠的性能。表8：試驗的不同類型的黃原膠實施例4：CAN的N-瀝濾CAN-肥料的樣品用不同量的WaterBlockWB2外部處理。將分別用0、1、2和5重量%的WaterBlockWB2處理的10gCAN-肥料置于具有過濾器的Buchner上，并暴露于20℃的溫度和80%的空氣相對濕度數(shù)天，以模擬固體肥料組合物的超過臨界相對濕度(CRH)的大氣條件。CRH是經(jīng)常用于肥料行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。它相當(dāng)于當(dāng)產(chǎn)物開始以指數(shù)方式吸收水分時空氣的相對濕度(RH)。它以%表示。在這個實施例，空氣的RH在80%固定，意思是CAN-樣品以指數(shù)方式吸收水并轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。液體可通過過濾器并回收在下面的容器中。在幾天內(nèi)，對具有和不具有1重量%的WaterBlockWB2膠凝劑的CAN-肥料顆粒的不同樣品的性能進(jìn)行比較。以下結(jié)果被觀察到：-1天后，具有和不具有WaterBlockWB2膠凝劑的樣品顆?？雌饋硎菨竦暮陀泄鉂傻?。-3天后，對于具有和不具有1%膠凝劑的樣品，液體存在于下面的容器中。-5天后，不具有WaterBlockWB2膠凝劑的CAN-肥料完全溶解，而白云石保留在過濾器上。具有1、2和5重量%的WaterBlockWB2膠凝劑的CAN-肥料樣品轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N凝膠化泥漿。對于具有1重量%的膠凝劑樣品，一些液體通過過濾器。對于具有2和5重量%的膠凝劑樣品，無液體通過過濾器。分析回收的溶液(量和濃度)。結(jié)果列于下面(見圖2)：-對于不具有WaterBlockWB2膠凝劑的CAN-肥料樣品，回收88%AN，其余的AN保留在濕白云石和濕過濾器上。-用1重量%的WaterBlockWB2膠凝劑處理的CAN-肥料得到25%的AN-回收率；-對于用2重量%和5重量%的WaterBlockWB2膠凝劑處理的CAN-肥料，未回收到AN。實施例5使用得自RantecCorporation公司的固定濃度5重量%(相對于不同量的CAN)的基于黃原膠的膠凝劑WaterBlockWB2，制備CAN在水中的不同溶液。溶液中的不同量的CAN是10重量%、5重量%和1重量%。然后，過濾溶液并比較AN回收產(chǎn)率，如在下表9中概括的。表9：具有CAN水溶液中的不同重量%的CAN的AN(%)的回收產(chǎn)率CAN在溶液中的重量%10重量%5重量%1重量%回收產(chǎn)率(%)35%44%87%如可從上表9見到的，當(dāng)在CAN肥料組合物中使用基于黃原膠的膠凝劑WaterBlockWB2時，只要當(dāng)溶液的濃度為少許百分率(%)時，回收產(chǎn)率仍然非常低。在1重量%的CAN的水溶液中，回收產(chǎn)率非常高。從這些結(jié)果，可得出結(jié)論，如果有人想要用WB2作為膠凝劑(通過溶于水)，從肥料組合物回收AN，產(chǎn)品必須被過度稀釋。結(jié)果，回收的溶液通常擴大約10倍，從而花費10倍的時間、努力和精力來再濃縮，因而增加由于更復(fù)雜和延時的再處理而被偵查到的概率。這樣，作為HME基礎(chǔ)的AN-肥料的容易濫用受到強烈的阻礙。當(dāng)前第1頁1 2 3