什么是硝酸铵?

[拼音]：xiaosuan'an

[外文]：ammonium nitrate

NH4NO3硝酸和氨反应生成的盐，是一种重要的氮肥。纯品为白色结晶，含铵态氮和硝态氮各半。施用于气温较低地区的旱田作物上，它比硫酸铵和尿素等铵态氮肥的肥效快、效果好，在欧洲和北美等地使用较普遍，中国北方也常使用。硝酸铵与燃料油结合在一起，可制成炸药，应用于军事和采矿等方面。

1659年，德国人J.R.格劳贝尔首次制得硝酸铵。19世纪末期，欧洲人用硫酸铵与智利硝石（见硝酸钠）进行复分解反应生产硝酸铵。后由于合成氨工业的大规模发展，硝酸铵生产获得了丰富的原料，于20世纪中期得到迅速发展，第二次世界大战期间，一些国家专门建立了硝酸铵厂，用以制造炸药。60年代，硝酸铵曾是氮肥的领先品种。中国在50年代建立了一批硝酸铵工厂。

40年代，为防止农用硝酸铵吸湿和结块，用石蜡等有机物进行涂敷处理，曾在船运中发生过因火种引爆的爆炸事件。因此，一些国家制订了有关农用硝酸铵生产、贮运的管理条例，有些国家甚至禁止硝酸铵的运输和直接作肥料使用，只允许使用它与碳酸钙混合制成的硝酸铵钙。开始时，硝酸铵钙含N20.5％，相当于含硝酸铵约60％。现在含量增加到含 N26％，相当于含硝酸铵75％。以后由于掌握了硝酸铵的使用规律，一些国家如法国、苏联、罗马尼亚、美国和英国，允许硝酸铵直接用作肥料，但对产品的安全使用制定了标准。例如：美国肥料协会规定固体农用硝酸铵的pH不得低于4.0(10％硝酸铵水溶液的PH)；含C不得超过0.2％；含S不得超过0.01％；含Cl-不超过0.15％等。

硝酸铵有两个主要特性：

（1）易溶于水、易吸湿和结块，产品一般制成颗粒状。硝酸铵有5种晶型：其代号分别为 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）。每种晶型仅在一定温度范围内稳定，晶型转变时伴有热效应和体积变化。特别是当环境温度在32.1°C上下变动时，颗粒硝酸铵会自身碎裂成粉状而引起结块。有几种防结块方法。例如:可在硝酸铵中加入约1％的硫酸铵与磷酸氢二铵混合物；在欧洲一些国家还用硝酸镁作为硝酸铵的防结块剂。

（2）易发生热分解，温度不同，分解产物也不同。在110°C时：

NH4NO3─→NH3+HNO3+173kJ

在185～200°C时：

NH4NO3─→N2O+2H2O+127kJ

在230°C以上时，同时有弱光：

2NH4NO3─→2N2+O2+4H2O+129kJ

在400°C以上时，发生爆炸：

4NH4NO3─→3N2+2NO2+8H2O+123kJ

纯硝酸铵在常温下是稳定的，对打击、碰撞或摩擦均不敏感。但在高温、高压和有可被氧化的物质存在下会发生爆炸，在生产、贮运和使用中必须严格遵守安全规定。

硝酸铵的生产方法有中和法和转化法两种。转化法是利用硝酸磷肥生产过程的副产四水硝酸钙为原料，与碳酸铵溶液进行反应，生成硝酸铵和碳酸钙沉淀，经过滤，滤液加工成硝酸铵产品或返回硝酸磷肥生产系统。

中和法的中和反应可以在常压、加压或真空条件下进行。若有价廉的蒸汽来源，可采用常压中和，以节约设备投资，简化 *** 作。加压中和可以回收反应热，副产蒸汽，用于预热原料和浓缩硝酸铵溶液。氨中和浓度为64％的硝酸时，每吨氨可副产蒸汽约1t。采用真空中和是与结晶硝酸铵生产相结合的，其设备与硫酸铵生产的饱和结晶器相似。

工业上采用较多的是加压中和工艺。加压中和在0.4～0.5MPa和175～180°C下 *** 作，硝酸浓度为50％～60％，先用氨中和至pH为3～4，以减少氨损失，再加氨调整到pH约为 7，得到的硝酸铵溶液浓度为80％～87％。回收的蒸汽用来蒸发液氨或作为真空蒸发硝酸铵溶液的热源。中和得到的稀硝酸铵溶液，用真空蒸发或降膜蒸发的方法浓缩到95～99％，然后用不同方法造粒。塔式喷淋造粒是应用最广泛的硝酸铵造粒方法（见图）。制造用于炸药的低密度硝酸铵颗粒，是用浓度约95％的硝酸铵溶液喷淋，然后进行干燥和冷却，产品具有多孔结构，有利于吸油，表观密度为1.29kg/l。制造农用颗粒产品时，用浓度为99％的硝酸铵溶液喷淋，并加入调理剂， 所得产品的表观密度为1.65kg/l。农用硝酸铵还可以采用盘式造粒或转鼓造粒的方法，其优点是颗粒较大，更适合农业需要，烟尘的危害较小。

硝酸铵造粒塔顶部排出的气体往往呈烟雾状，它是硝酸铵部分分解成硝酸和氨后，在塔内冷空气中重新结合成硝酸铵微粒而形成的。由于气量比较大、粒子微小，治理较因难。美国农业化学品合作协会开发的一种治理技术，是在塔顶的喷头周围安装一个钟形罩，收集含有烟雾的空气，令其通过高效除雾器。通过钟形罩和除雾器的气量只占总气量的25％左右，而钟形罩外75％左右的无烟雾空气可直接排放。

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