無機(jī)物工藝硝酸銨

第四章硝酸銨的生產(chǎn)4.1硝酸銨的性質(zhì)4.2氨和硝酸中和制造硝酸銨4.3硝酸銨生產(chǎn)工藝流程1、一般性質(zhì)4.1硝酸銨的性質(zhì)硝酸銨（NH4NO3），簡稱硝銨，相對(duì)分子質(zhì)量為80.04，純硝銨為無色晶體，熔點(diǎn)為169.6℃。硝銨所含的氮以銨態(tài)氮（NH4+）和硝態(tài)氮（NO3-）兩種形式存在。含氮量32-35%。硝酸銨極易容易水，溶解過程吸收大量熱量。15℃降到-10℃，作為冷凍劑。

在常溫下是穩(wěn)定的，受熱后開始分解，溫度不同，反應(yīng)不同。

主要用于農(nóng)業(yè)上的化學(xué)肥料和國防上常規(guī)炸藥的主要原料。1、一般性質(zhì)4.1硝酸銨的性質(zhì)農(nóng)作物生長需要哪些營養(yǎng)元素呢？常用化肥在植物生活中的作用氮肥尿素CO(NH2)2氨水NH3·H2O銨鹽（如：

硝酸銨NH4NO3碳銨NH4HCO3、氯化銨NH4Cl）硝酸鹽（如：硝酸銨NH4NO3、硝酸鈉NaNO3

）氮是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素的組成元素。缺氮會(huì)整片葉子發(fā)黃。氮的固定將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮的化合物的方法。自然界中氮的固定★途徑一：有根瘤菌的豆科植物途徑二：雷雨肥莊稼N2+O2=====2NO放電或高溫常用化肥在植物生活中的作用磷肥磷礦粉：[Ca2(PO4)3]、鈣鎂磷肥：（鈣和鎂的磷酸鹽）過磷酸鈣：[Ca(H2PO4)2和CaSO4]磷是植物體內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)和酶等多種重要化合物的組成元素。磷能促進(jìn)作物生長，增強(qiáng)抗寒抗旱能力。缺磷會(huì)生長遲緩、產(chǎn)量降低；磷過量，引起貪青晚熟、結(jié)實(shí)率會(huì)下降（產(chǎn)量降低）。常用化肥在植物生活中的作用鉀肥K2SO4、KCl鉀可保證各種代謝過程的順利進(jìn)行、促進(jìn)生長、增強(qiáng)抗病蟲害和抗倒伏能力。缺鉀會(huì)使葉子邊緣發(fā)黃。下列植株缺乏氮、磷、鉀元素的癥狀缺鉀缺氮缺磷植株特別矮小，葉片呈暗綠色，并出現(xiàn)紫色莖稈軟弱，易倒伏，葉邊和尖端呈褐色，逐漸焦枯植株矮小瘦弱，葉片發(fā)黃，嚴(yán)重時(shí)葉脈呈淡棕色20182、特殊性質(zhì)4.1硝酸銨的性質(zhì)硝酸銨的晶型晶型代號(hào)晶系穩(wěn)定存在的溫度/℃密度/（g、cm3）.....立方晶系三方晶系單斜晶系斜方晶系四方晶系169.2~125.2125.2~84.284.2~32.332.3~-16.9-16.9以下---1.691.661.7261.725(1)多晶現(xiàn)象硝銨是一種吸濕性很強(qiáng)的物質(zhì)，當(dāng)空氣的相對(duì)濕度大于60%時(shí)，它具有吸濕性。

降低硝銨吸濕性的方法：

1.生產(chǎn)粒狀硝銨2.添加一些吸濕性小，不溶解或能抑制大量水分的添加劑。3.硝銨表面空氣的流動(dòng)情況：空氣流動(dòng)時(shí)，硝銨吸水速度加快。4.空氣中相對(duì)濕度的大?。嚎諝鉂穸龋?0%，則硝銨吸濕，反之則減濕?？諝獾南鄬?duì)濕度越大，吸濕性越顯著。5。降低成品中的水分含量，使其在0.5%~1.5%之間，亦減少新結(jié)晶的生成。（2）吸濕性硝酸銨在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中失去疏松的性質(zhì)而結(jié)成硬塊。

硝酸銨結(jié)塊原因：1.晶型改變現(xiàn)象所致2.硝酸銨在冷卻、干燥過程中會(huì)從飽和溶液中析出結(jié)晶3.細(xì)粒受擠壓作用粘結(jié)成塊4.吸濕性引起的結(jié)塊

（3）結(jié)塊性230℃以上開始分解

NH4NO3→N2+1/2O2+2H2O400℃時(shí)分解并開始爆炸4NH4NO3→3N2+2NO2+8H2O(1)、硝酸銨浸漬過的有機(jī)物，在常溫下遇到NO2便很容易達(dá)到自燃。(2)、金屬粉末或者非金屬的硫化物、氧化物能促使硝酸銨分解為亞硝酸胺，增大爆炸的危險(xiǎn)性。滅火方法：一旦發(fā)生火災(zāi)，用水滅火最為合理和有效，因?yàn)樗粌H

降低溫度，而且能溶解硝酸銨。（4）硝酸銨分解與爆炸常用穩(wěn)定劑：尿素（0.05%-1.0%），碳酸鈣或者碳酸鎂（5%）

指標(biāo)名稱指標(biāo)工業(yè)農(nóng)業(yè)優(yōu)等品一等品優(yōu)等品一等品合格品硝酸銨含量/%總氮量/%游離水含量/%酸度灼燒殘?jiān)?9.5----≥34.60.30.50.30.50.7甲基橙指示劑不顯色0.05--標(biāo)準(zhǔn)GB2945-89對(duì)結(jié)晶狀硝酸銨技術(shù)要求常用酸堿滴定指示劑指示劑配制變色范圍(pH)顏色酸色堿色甲基橙將0.1克甲基橙溶于100毫升熱水中，過濾后使用。3.1-4.4紅黃甲基紅0.1克甲基紅溶解于60毫升乙醇中，溶解后加水稀釋到100毫升4.2-6.3紅黃中性紅

6.8-8.0紅橙酚紅0.1克酚紅溶于5.7毫升0.05N氫氧化鈉溶液中，

加水稀釋到100毫升。6.8-8.4黃紅酚酞1克酚酞溶解于80毫升乙醇中，溶解后加水稀釋到100毫升8.0-10.0無色紅PH試紙的紙上有甲基紅、溴甲酚綠、百里酚藍(lán)三種指示劑，在不同pH值的溶液中均會(huì)按一定規(guī)律變色。17實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)與滴定管夾□：漏斗□□：滴定管

□：錐形瓶實(shí)驗(yàn)裝置完整圖主要工具：滴定管。圖示名稱活栓型式操作方法右酸式滴定管玻璃活栓轉(zhuǎn)動(dòng)活栓，滴定液即可流出。左堿式滴定管橡皮管內(nèi)含玻璃珠以手輕壓玻璃珠，滴定液即可流出。若以酸式滴定管盛裝堿性溶液，則其「玻璃活栓」會(huì)逐漸被腐蝕而卡住，所以盛裝堿性溶液的堿式滴定管才以橡皮管內(nèi)含玻璃珠來取代玻璃活栓。改良：現(xiàn)今滴定管上的活栓已采用特氟龍（Teflon）為材質(zhì)。滴定過程與終點(diǎn)酸堿指示劑恰好變色的瞬間，稱為「滴定終點(diǎn)」。滴定前，酚酞在酸中呈無色滴定時(shí)，溶液均勻混合，粉紅色褪去達(dá)到滴定終點(diǎn)，酚酞在堿中呈紅色3.硝酸銨的用途硝酸銨在工農(nóng)生產(chǎn)和國防上有著廣泛的人用途。

1、作為一種水溶性速效肥料，適用于各種性質(zhì)的土壤。2、是一種“安全炸藥”，廣泛用于采礦、修路、移山造田等，常與TNT混合使用。3、作為加固建筑物地基的一種新型添加劑，殺蟲劑，冷凍劑，氧化氮吸收劑。4.2氨與硝酸中和制造硝酸銨一、中和法制取硝銨：

利用氨與稀硝酸作原料的中和法。

生產(chǎn)過程：溶液蒸發(fā)結(jié)晶造粒成品包裝中和反應(yīng)基本原理：

硝銨由氣氨和硝酸而得，其反應(yīng)式如下：

NH3(g)+HNO3(l)=NH4NO3+149.1kJ

氣氨溶解于水中生成氨水NH3和HNO3氨水和硝酸中和工藝條件的選擇1、入中和器的氨氣溫度一般為50-80℃為宜，2、硝酸的溫度為30-50℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)43-53%，3、中和器的壓力是0.02MPa，溫度是120-130℃，中和器三套管分離器三套管內(nèi)筒中和操作要點(diǎn)1、控制中和蒸發(fā)蒸汽冷凝液為微酸性，并經(jīng)常分析酸堿度。2、控制氣氨的壓力。3、分析中和溶液的酸堿性，并控制為中性和微堿性。高濃度的硝銨溶液高于185℃時(shí)即開始分解并放出熱量，所以制取高濃度硝銨溶液要在真空中進(jìn)行，以降低溶液的沸點(diǎn)，此外還需加入一些尿素做為穩(wěn)定劑，其量為硝銨的0.1%~1%。

工業(yè)上蒸濃硝銨溶液標(biāo)準(zhǔn)式、懸筐式、外加熱式和膜式等不同的真空蒸發(fā)器。兩段蒸發(fā)的工藝流程：將稀硝銨溶液蒸濃到82%~84%第二段再蒸濃至90%~94%將硝銨溶液送入真空結(jié)晶機(jī)進(jìn)行結(jié)晶二、稀硝銨溶液的蒸發(fā)：膜式蒸發(fā)器：由于溶液在蒸發(fā)器中停留時(shí)間很短，可減輕硝酸銨的熱分解，而蒸發(fā)效率又高，因而膜式蒸發(fā)器在硝酸銨生產(chǎn)中用得最多三、硝酸銨的結(jié)晶和干燥結(jié)晶方法和結(jié)晶速度不同：鱗片結(jié)晶細(xì)粒結(jié)晶顆粒結(jié)晶98.8%-99.5%的硝酸銨溶液從塔頂噴下，重力作用下自上而下運(yùn)動(dòng)，與冷空氣后冷卻成1-3mm的球形晶粒。工業(yè)用硝酸銨可用真空結(jié)晶機(jī)制成細(xì)粉末狀的成品。真空結(jié)晶粉末硝酸銨和造粒塔制得的粒狀硝酸銨含水量都小于1.5%，基本上符合國家產(chǎn)品質(zhì)量要求，因此一般不再進(jìn)行干燥。4.3硝酸銨生產(chǎn)工藝流程常壓法不利用中和熱不同分類利用中和熱加壓法中和過程氮會(huì)損失，而氮損失的原因在于NH3和HNO3的揮發(fā)作用或分解。高溫、高壓、HNO3含量高、氨氣純度低、惰性氣體含量多、中和器設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)纫蛩囟紩?huì)加劇氮的損失。

4.3.1常壓中和造粒法轉(zhuǎn)化法制取硝銨首先用稀硝酸分解磷礦制取磷酸和硝酸鈣的水溶液，反應(yīng)式為：Ca5(PO4)3F+10HNO3=3H3PO4+5Ca(NO3)2+HF磷礦中含鐵、鋁、鎂等雜質(zhì)，它們與硝酸反應(yīng)生成各種硝酸鹽，而為了從溶液中制取二元氮磷肥復(fù)合肥料，必須先除去0~80%硝酸鈣，方法是采用冷卻結(jié)晶。多孔硝銨的制取多孔硝銨，硝銨含量大于99.5%，外觀為白色顆粒狀結(jié)晶，無肉眼可見雜質(zhì)，水分含量低，松散性和流動(dòng)性好。多孔硝銨的生產(chǎn)原理：1.用發(fā)泡