Fizička svojstva đubriva

Najvažnija svojstva gnojiva:

• Higroskopnost
• Stvrdnjavanje
• Oblik i distribucija veličine čestica
• Čvrstoća čestica i mehanička otpornost
• Sklonost stvaranju prašine i sitnih čestica
• Nasipna gustoća
• Kompatibilnost (hemijska i fizička)

Higroskopnost

Vazduh sadrži vlagu u obliku vodene pare i stoga proizvodi pritisak vodene pare (p H2O), koji određuju vlažnost i temperatura. Vruć vazduh može da sadrži više vode od hladnog vazduha. Sadržaj vode izražava se kao relativna vlažnost vazduha.

Relativna vlažnost vazduha je odnos, iskazan u procentima, između stvarne količine vodene pare u vazduhu u datom trenutku i količine na kojoj vazduh postaje zasićen. Pri temperaturi od 30˚C vazduh je zasićen ako sadržaj vode iznosi 30,4 g/m3. Vodena para kreće se iz područja visokog pritiska prema području niskog pritiska.

Svako đubrivo je više ili manje higroskopno, što znači da apsorbuje vlagu pri određenom nivou vlažnosti vazduha ili određenom pritisku vodene pare. Neka su đubriva izrazito higroskopna i upijaju vlagu već pri manje vlažnim vremenskim uslovima. Do apsorpcije vode dolazi ako je pritisak vodene pare vazduha veći od pritiska vodene pare đubriva.

Apsorpcija vlage tokom skladištenja ili rukovanja reduciraće fizički kvalitet đubriva. Uz dostupne informacije o temperaturi i vlažnosti vazduha kao i o površinskoj temperaturi đubriva, može da se odredi hoće li ili neće doći do apsorpcije vode.

Uobičajeno je da krivulja apsorpcije vode raste polako pri nižoj vlažnosti (kao što se vidi na ilustraciji), ali posle određenog nivoa vlažnosti rast postaje jako brz; taj stepen naziva se kritičnom vlažnošću đubriva. Kritična vlažnost smanjuje se s porastom temperature.

Veća apsorpcija vlage ima brojne negativne učinke na mineralna đubriva:

• Čestice postupno postaju mekane i lepljive
• Povećanje volumena čestica
• Pucanje čestica
• Izbeljivanje, promena boje
• Smanjenje čvrstoće čestica
• Povećana sklonost stvrdnjavanju
• Povećano stvaranje prašine i sitnih čestica
• Podovi skladišta postaju vlažni i klizavi
• Stabiliziovani čisti amonijum nitrat gubi termostabilnost
• Smanjeni učinak rasipanja
• Začepljenje opreme
• Povećano odstupanje od specifikacije

Higroskopnost mešavina dveju komponenti može da bude veća od zbira zasebnih higroskopnosti tih komponenti, kao što se može videti u ovom grafičkom prikazu.

Stvrdnjavanje

Većina đubriva tokom uskladištenja ima sklonost stvrdnjavanju, do koga dolazi zbog stvaranja kristalnih mostova i adhezivnih sila između granula. U to može biti uključeno više procesa, od kojih su najvažniji:

• Hemijske reakcije u gotovom proizvodu
• Otapanje i rekristalizacija soli na površini čestica
• Adhezivne i kapilarne sile između površina čestica

Na stvrdnjavanje utiče više faktora:

• Vlažnost vazduha
• Temperatura i pritisak vazduha
• Sadržaj vlage u proizvodu
• Čvrstoća i oblik čestica
• Hemijski sastav
• Trajanje uskladištenja

Sklonost stvrdnjavanju može se svesti na minimum ako se kontrolišu navedeni parametri. Ali i pored toga često je potrebno tretirati đubrivo odgovarajućim sredstvom protiv stvrdnjavanja. Kalcijum nitrat ima malu sklonost stvrdnjavanju, ali zato je to vrlo izražena pojava u NPK formulacijama, amonijum nitratu i urei. Nanošenjem omotača na đubrivo smanjuje se apsorpcija vode u proizvodu.

Oblik i distribucija veličine čestica

Površina priliranog đubriva je glatka i staklasta, dok je površina granula vrlo promenjiva; po pravilu, granule su hrapavije i manje ujednačene od prilova. Boja čestica varira zavisno od sirovina koje su korišćene u procesu proizvodnje ili mineralnim odnosno organskim pigmentima korišćenim za bojenje čestica.

Distribucija veličine čestica važna je zbog svojstava rasipanja i sklonosti segregaciji. Posebno je važna za mešavine proizvoda u rasutom stanju.

Čvrstoća čestica i mehanička otpornost

Otpornost čestica na lomljenje veoma se razlikuje od đubriva do đubriva, a zavisi od hemijskog sastava proizvoda. U tabeli su prikazane izmerene vrednosti otpornosti čestica na lomljenje za razne vrste đubriva. Apsorpcija vode ima negativan učinak na većinu đubriva, jer čestice mogu da postanu lepljive i sklone raspadu.

Mehanička otpornost je izdržljivost đubriva na stresove kojima je izloženo u prevoznom lancu, a zavisi od površinskih struktura i čvrstoće čestica.

Stvaranje prašine

Veće količine prašine đubriva mogu da predstavljaju opasnost po zdravlje. Zbog toga je u većini zemalja zakonom ograničena izloženost prašini veštačkih đubriva. Uobičajeni uzroci stvaranja prašine i sitnih čestica su:

• Apsorpcija vode
• Slaba površinska struktura i čvrstoća čestica
• Niska mehanička otpornost (orig: Low mechanical resistance)
• Mehanički stresovi u prevoznom lancu (orig: Mechanical stresses in the handling chain)
• Prirodno trošenje opreme

Nasipna gustina

Nasipna gustina (kg/m3) razlikuje se zavisno od tipa đubriva, a na nju utiču varijacije u distribuciji čestica koje nastaju prilikom razdvajanja. Kod mehaničkog rasipanja đubriva važno je da varijacije u proizvodu koji se primenjuje budu minimalne.

Kompatibilnost (hemijska i fizička)

Kompatibilnost se pre svega odnosi na mešanje različitih đubriva, međusobnu kontaminaciju i druge probleme na planu sigurnosti i/ili kvaliteta kao što su stvrdnjavanje, slabljenje, stvaranje prašine i, u slučaju amonijevog nitrata, gubitak otpornosti na egzotermnu reakciju.

1. Zbog higroskopnih karakteristika proizvoda, vrsta stabilizacije amonijum nitrata pri mešanju s drugom vrstom đubriva može da utiče na skladišni potencijal mešavine.
2. Pri mešanju s amonijum nitratom ili amonijum sulfatom vodite računa o otpornosti mešavine na detonaciju i najstrože se pridržavajte mera sigurnosti, jer pogrešno rukovanje može dovesti do sigurnosnih i zakonskih posledica.
3. Pri mešanju s amonijum nitratom ili amonijum sulfatom vodite računa i o sigurnosnim aspektima po pitanju slobodnih kiselina i organskih zagađenja, jer pogrešno rukovanje u tom pogledu takođe može dovesti do zakonskih posledica.
4. Na planu sigurnosti vodite računa o tome da mešavine brzo postaju vlažne i lako apsorbuju vlagu, što može da dovede do stvaranja tekućine ili mulja.
5. Pojava slobodnih kiselina može da prouzrokuje vrlo sporo raspadanje amonijum nitrata, što može, na primer, da ima uticaj na pakovanje.
6. Vodite računa o riziku od samoodrživog raspadanja i o ukupnom nivou ulja u omotaču.
7. Sumpor je zapaljiv i može imati takvu reakciju u dodiru sa nitratima kao što su AN, KNO3 ili NaNO3.
8. Zbog higroskopskih karakteristika proizvoda, vrsta stabilizacije đubriva na bazi amonijum nitrata s drugom vrstom đubriva može uticati na skladišni potencijal mešavine.
9. Pri radu sa superfosfatima ili trostrukim superfosfatima vodite računa o sadržaju vlage u tim proizvodima.
10. Za vreme mešanja vodite računa o relativnoj vlažnosti vazduha.
11. Vodite računa o riziku od stvaranja gipsa.
12. Nema iskustva u praksi, ali može se očekivati kompatibilnost. Svakako prethodno napravite ispitivanje i/ili analizu.
13. Pri radu s amonijum sulfatom vodite računa o zagađenjima u proizvodu i o padu kritične vlažnosti u mešavini.
14. Vodite računa o verovatnim posledicama koje mogu da prouzrokuju dodatna količina azota.
15. Vodite računa o reakciji amonijum fosfata ili kalijum nitrata u mešanju s ureom, kao i o relativnoj vlažnosti za vreme mešanja, kako biste izbegli stvrdnjavanje.
16. Pojava slobodnih kiselina stvara uslove za hidrolizu uree, koja se raspada na amonijak i ugljen dioksid.
17. Stvaranje vrlo lepljivog urea fosfata.
18. Zbog vlage se povećava mogućnost stvrdnjavanja.
19. U slučaju pojave slobodnih kiselina, vodite računa o riziku od hemijske reakcije (npr. neutralizacija amonijaka)