硝酸銨ammonium nitrate
沿革 1659年，德國人J.R.格勞貝爾首次制得硝酸銨。19世紀(jì)末期，歐洲人用硫酸銨與智利硝石（見硝酸鈉）進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生產(chǎn)硝酸銨。后由于合成氨工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，硝酸銨生產(chǎn)獲得了豐富的原料，于20世紀(jì)中期得到迅速發(fā)展，第二次世界大戰(zhàn)期間，一些國家專門建立了硝酸銨廠，用以制造炸藥。60年代，硝酸銨曾是氮肥的領(lǐng)先品種。中國在50年代建立了一批硝酸銨工廠。
40年代，為防止農(nóng)用硝酸銨吸濕和結(jié)塊，用石蠟等有機(jī)物進(jìn)行涂敷處理，曾在船運(yùn)中發(fā)生過因火種引爆的爆炸事件。因此，一些國家制訂了有關(guān)農(nóng)用硝酸銨生產(chǎn)、貯運(yùn)的管理條例，有些國家甚至禁止硝酸銨的運(yùn)輸和直接作肥料使用，只允許使用它與碳酸鈣混合制成的硝酸銨鈣。開始時，硝酸銨鈣含N20.5％，相當(dāng)于含硝酸銨約60％。現(xiàn)在含量增加到含 N26％，相當(dāng)于含硝酸銨75％。以后由于掌握了硝酸銨的使用規(guī)律，一些國家如法國、蘇聯(lián)、羅馬尼亞、美國和英國，允許硝酸銨直接用作肥料，但對產(chǎn)品的安全使用制定了標(biāo)準(zhǔn)。例如：美國肥料協(xié)會規(guī)定固體農(nóng)用硝酸銨的pH不得低于4.0(10％硝酸銨水溶液的PH)；含C不得超過0.2％；含S不得超過0.01％；含Cl-不超過0.15％等。
特性 硝酸銨有兩個主要特性：①易溶于水、易吸濕和結(jié)塊，產(chǎn)品一般制成顆粒狀。硝酸銨有5種晶型：其代號分別為 α（四面晶系）、β（斜方晶系）、γ（斜方晶系）、δ（四方晶系）、ε（正方晶系）。每種晶型僅在一定溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定，晶型轉(zhuǎn)變時伴有熱效應(yīng)和體積變化。特別是當(dāng)環(huán)境溫度在32.1°C上下變動時，顆粒硝酸銨會自身碎裂成粉狀而引起結(jié)塊。有幾種防結(jié)塊方法。例如:可在硝酸銨中加入約1％的硫酸銨與磷酸氫二銨混合物；在歐洲一些國家還用硝酸鎂作為硝酸銨的防結(jié)塊劑。②易發(fā)生熱分解，溫度不同，分解產(chǎn)物也不同。在110°C時：
NH4NO3─→NH3+HNO3+173kJ
在185～200°C時：NH4NO3─→N2O+2H2O+127kJ
在230°C以上時，同時有弱光：2NH4NO3─→2N2+O2+4H2O+129kJ
在400°C以上時，發(fā)生爆炸：4NH4NO3─→3N2+2NO2+8H2O+123kJ
純硝酸銨在常溫下是穩(wěn)定的，對打擊、碰撞或摩擦均不敏感。但在高溫、高壓和有可被氧化的物質(zhì)存在下會發(fā)生爆炸，在生產(chǎn)、貯運(yùn)和使用中必須嚴(yán)格遵守安全規(guī)定。生產(chǎn)方法 硝酸銨的生產(chǎn)方法有中和法和轉(zhuǎn)化法兩種。轉(zhuǎn)化法是利用硝酸磷肥生產(chǎn)過程的副產(chǎn)四水硝酸鈣為原料，與碳酸銨溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成硝酸銨和碳酸鈣沉淀，經(jīng)過濾，濾液加工成硝酸銨產(chǎn)品或返回硝酸磷肥生產(chǎn)系統(tǒng)。
中和法的中和反應(yīng)可以在常壓、加壓或真空條件下進(jìn)行。若有價廉的蒸汽來源，可采用常壓中和，以節(jié)約設(shè)備投資，簡化操作。加壓中和可以回收反應(yīng)熱，副產(chǎn)蒸汽，用于預(yù)熱原料和濃縮硝酸銨溶液。氨中和濃度為64％的硝酸時，每噸氨可副產(chǎn)蒸汽約1t。采用真空中和是與結(jié)晶硝酸銨生產(chǎn)相結(jié)合的，其設(shè)備與硫酸銨生產(chǎn)的飽和結(jié)晶器相似。
工業(yè)上采用較多的是加壓中和工藝。加壓中和在0.4～0.5MPa和175～180°C下操作，硝酸濃度為50％～60％，先用氨中和至pH為3～4，以減少氨損失，再加氨調(diào)整到pH約為 7，得到的硝酸銨溶液濃度為80％～87％?；厥盏恼羝脕碚舭l(fā)液氨或作為真空蒸發(fā)硝酸銨溶液的熱源。中和得到的稀硝酸銨溶液，用真空蒸發(fā)或降膜蒸發(fā)的方法濃縮到95～99％，然后用不同方法造粒。塔式噴淋造粒是應(yīng)用最廣泛的硝酸銨造粒方法（見圖）。制造用于炸藥的低密度硝酸銨顆粒，是用濃度約95％的硝酸銨溶液噴淋，然后進(jìn)行干燥和冷卻，產(chǎn)品具有多孔結(jié)構(gòu)，有利于吸油，表觀密度為1.29kg/l。制造農(nóng)用顆粒產(chǎn)品時，用濃度為99％的硝酸銨溶液噴淋，并加入調(diào)理劑， 所得產(chǎn)品的表觀密度為1.65kg/l。農(nóng)用硝酸銨還可以采用盤式造?；蜣D(zhuǎn)鼓造粒的方法，其優(yōu)點(diǎn)是顆粒較大，更適合農(nóng)業(yè)需要，煙塵的危害較小。
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