3.6. Химические грузы.

Общая характеристика. К грузам химической промышленности относятся химические и минеральные удобрения, химико-фармацевтические и парфюмерные изделия, мыло, каучук и резинотехнические изделия, синтетические волокна, пластмассы, клей, коксохимическая и лесохимическая продукция, кислоты, щелочи, соли и т. д. Номенклатура химических грузов насчитывает свыше 1140 различных наименований.

Отличительная особенность грузов химической промышленности – разнообразие их физико-химических свойств и объемно-массовых характеристик. На железнодорожном транспорте в соответствии со своими основными свойствами химические грузы объединены в шесть тарифных групп.

Химические и минеральные удобрения. К удобрениям относятся вещества, содержащие необходимые для роста растений элементы питания.

Простые удобрения содержат один из элементов питания растений – это азотные, фосфорные, калийные и различные микроудобрения. Микроудобрения содержат в небольших дозах такие питательные микроэлементы, как бор, молибден, медь, марганец, магний, цинк и т. д. Комплексные или сложные удобрения содержат два или три питательных элемента в различных пропорциях и соответственно называются двойными или тройными. В зависимости от способа изготовления комплексные удобрения подразделяются на смешанные и сложные. Смешанные комплексные удобрения получают механическим смешиванием нескольких компонентов, сложные – в результате химических реакций.

Как правило, удобрения представляют собой твердые вещества с мелкокристаллической или порошкообразной структурой или вещества, состоящие из отдельных гранул. Исключение составляет жидкий аммиак – цветная прозрачная жидкость с характерным запахом.

Порошкообразные удобрения обладают негативными свойствами: повышенной способностью к слеживанию, гигроскопичностью, пылением, абразивностью. Это вызывает необходимость защиты трущихся частей машин и подвижного состава, использования респираторов для защиты органов дыхания обслуживающего персонала и принятия мер для предотвращения качественных и количественных потерь удобрений. Гранулирование позволяет изменить или, значительно, ослабить отрицательные физико-химические свойства удобрений.

В табл. 3.7. приведены некоторые объемно-массовые и физические характеристики наиболее распространенных минеральных удобрений [19].

Т а б л и ц а 3.7.

Удобрение	Объемная масса, т/м3	Влажность, %	Угол естественного откоса, град.
Фосфоритная мука Суперфосфат Преципитат Хлористый калий Сульфат калия Карбамид Аммиачная селитра Сульфат аммония Калийная селитра Аммофос Нитрофоска	1,6–1,8 0,88–1,35 0,86–0,87 0,87–1,17 1,25–1,43 0,75–0,82 0,8–1,15 0,71–0,95 1,05–1,14 0,87–0,93 0,83–1,29	1–5 7–14 1–9 0,1–1,5 ≈1 0,2–0,3 0,2–2 0,5–1,5 0,1–2 1–3 2–9	43–47 40–49 40–48 ≈50 ≈34 24–28 43–50 43–52 30 39–41 ≈40

К фосфорным удобрениям относятся фосфоритная мука, кость различных животных, суперфосфаты, преципитат и фосфорсодержащие производственные отходы (фосфоритные металлургические шлаки, термофосфаты, плавленые магнезиальные фосфаты и т. д.).

Фосфоритную муку получают измельчением природных фосфатов. Она представляет собой тонко измельченный, сильно пылящий порошок темно-серого цвета с бурым оттенком. При хранении и перевозке не слеживается, не растворима в воде и негигроскопична. Перевозят фосфоритную муку навалом в универсальных и специализированных вагонах.

Суперфосфаты относятся к искусственным фосфорным удобрениям. В зависимости от содержания основного компонента – фосфорного ангидрита (Р₂ О₅) различают простой, двойной и тройной суперфосфаты.

Простой суперфосфат получают в гранулированном виде или в виде серовато-желтого порошка. При длительном хранении качество простого суперфосфата снижается.

Двойной и тройной суперфосфаты изготовляют в гранулированном виде – это сухие, химически устойчивые удобрения, не поглощающие влагу. Размер гранул 1–10 мм, однако, основную массу (около 75 %) составляют гранулы 2–4 мм. Суперфосфат растворим в воде, но негигроскопичен. Порошковидный суперфосфат подвержен слеживанию (в отличие от гранулированного), комкованию.

Основным сырьем для производства искусственных фосфорных удобрений является апатитовая руда и ее концентрат. Апатитовый концентрат получают измельчением и обогащением апатитовой руды. Концентрат представляет собой порошок сероватого цвета с объемной массой 3,2 т/м³ и влажностью до 10 %. В зимний период апатитовый концентрат подвержен смерзанию. Апатитовая руда и ее концентрат относятся к пылящим грузам, обладающим сильными абразивными свойствами. Перевозка апатитовой руды и ее концентрата осуществляется навалом в универсальных полувагонах и хопперах.

К менее распространенным фосфорным удобрениям относится преципитат – порошок светло-серого или желтоватого цвета с влажностью до 10 %, содержащий 27–31 % основного компонента - Р₂ О₅.

К калийным удобрениям относятся хлористый калий и сульфат калия. Сырьем для выработки калийных удобрений служат сильвинит и карналлит.

Хлористый калий – мелкокристаллический или гранулированный продукт серовато-белого цвета, хорошо растворим в воде, гигроскопичен, обладает повышенной способностью к слеживанию. В гранулированном виде получают около 15 % общего объема хлористого калия.

Сульфат калия, или сернокислый калий, представляет собой мелкокристаллический порошок серого цвета, негигроскопичен и почти не слеживается.

Калийные удобрения обладают повышенным коррозионным воздействием на металлы. При перевозке калийных удобрений навалом за 4–5 лет эксплуатации выходят из строя металлические кузова вагонов и устройства пневмовыгрузки у специализированного подвижного состава.

К азотным удобрениям относятся: карбамид, или искусственная мочевина; аммиачная, натриевая, кальциевая или известковая, известково-аммиачная селитры; сульфат аммония; цианамид кальция и др.

Карбамид – гранулированный или мелкокристаллический продукт белого цвета, хорошо растворим в воде, гигроскопичен. При повышении влажности гранулы карбамида слипаются между собой, образуя плотную корку, препятствующую проникновению влаги в толщу продукта. Гранулы непрочны, каждая перегрузка приводит к разрушению 5–10 % гранул, что вызывает потери карбамида и снижает его качество. К снижению прочности гранул приводит повышение влажности, а также промораживание и последующее оттаивание. Карбамид горит, при этом дым содержит отравляющие вещества.

Удобрения, относящиеся к классу селитр, обладают сходными физико-химическими свойствами. Аммиачная селитра является одним из наиболее распространенных азотных удобрений. Изготовляется в виде мелкокристаллического порошка или гранул белого цвета. Аммиачная селитра хорошо растворима в воде, обладает повышенной гигроскопичностью. При повышении влажности выше 3 % происходит слипание и комкование гранул, продукт сильно слеживается. Порошок аммиачной селитры слеживается при любой влажности.

Все виды селитр отличаются агрессивностью, – являются активными окислителями. С органическими и некоторыми другими веществами селитры образуют горючие и взрывчатые смеси. Так, взрыво- и пожароопасность аммиачной селитры особенно возрастают в присутствии соломы, щепок и других органических примесей, минеральных кислот, порошкообразного алюминия, меди, цинка и других металлов, ядохимикатов, нефтепродуктов и т. д. Ткани и бумага, пропитанные раствором аммиачной селитры, самовозгораются. Парафины, различные масла, мазуты образуют с аммиачной селитрой нитросоединения, способные взорваться от удара.

Даже при обычной температуре аммиачная селитра разлагается на аммиак и азотную кислоту. Окислительное воздействие азотной кислоты на различные примеси приводит к повышению температуры, самовозгоранию, взрыву при температуре 300 °С. Хранение аммиачной селитры возможно в штабелях высотой не более 10 рядов из-за возможности повышения температуры.

Кислоты, щелочи, соли относятся к химическим грузам, 45 % от них составляют перевозки кислот. 45 % перевозимых кислот составляет серная кислота.

Кислоты являются химически активными материалами и обладают опасными свойствами: могут вызвать химические ожоги, пожары, взрывы. Кислоты растворяют многие металлы.

Известь хлорная представляет собой сухой порошок белого цвета с сильным удушливым запахом хлора. Поглощая из воздуха влагу и углекислый газ, хлорная известь разлагается с выделением хлора и кислорода. Под действием света и тепла процесс разложения ускоряется.

Хлорная известь используется в качестве отбеливателя в текстильной и бумажной промышленности, для очистки питьевой воды, керосина, ацетилена, для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, в качестве дегазационного средства.

Хлорную известь упаковывают в деревянные бочки и железные барабаны, изнутри обклеенные водонепроницаемой бумагой. Не допускается ее совместная перевозка с пищевыми и хлебными грузами, водородом, кислородом и изделиями из железа.

Сернистый натрий – твердое плотное вещество красно-бурого цвета, обладающее сильными щелочными свойствами. При соприкосновении с воздухом легко поглощает влагу и углекислый газ, превращаясь в вязкую полужидкую массу.

Сернистый натрий применяется в кожевенной, текстильной, лакокрасочной и других отраслях промышленности.

В твердом виде сода каустическая представляет собой твердое белое непрозрачное волокнистое вещество с объемной массой 2,13 т/м³. Каустическая сода очень гигроскопична, а поглощение влаги приводит к разжижению продукта. Соду каустическую предъявляют к перевозке в твердом и жидком состояниях.

Каустическая сода применяется в производстве вискозного шелка, целлюлозы, глинозема, индиго и т. д.

Химические свойства кислот, щелочей, солей, способы их хранения и перевозки показаны в [4].