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无机物工艺硝酸铵专题培训课件.ppt

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2、样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,无

3、机物工艺4硝酸铵,1,、一般性质,4.1,硝酸铵的性质,硝酸铵(,NH,4,NO,3,),简称硝铵,相对分子质量为,80.04,,纯硝铵为无色晶体,熔点为,169.6,。,硝铵所含的氮以铵态氮(,NH,4,+,)和硝态氮(,NO,3,-,)两种形式存在。含氮量,32-35%,。,硝酸铵极易容易水,溶解过程吸收大量热量。,15,降到,-10,,作为冷冻剂。,在常温下是稳定的,受热后开始分解,温度不同,反应不同。,主要用于农业上的化学肥料和国防上常规炸药的主要原料。,1,、一般性质,4.1,硝酸铵的性质,农作物生长需要哪些营养元素呢?,常用化肥,在植物生活中的作用,氮肥,尿素,CO(NH,2,),

4、2,氨水,NH,3,H,2,O,铵盐(如:,硝酸铵,NH,4,NO,3,碳铵,NH,4,HCO,3,、,氯化铵,NH,4,Cl,),硝酸盐(如:,硝酸铵,NH,4,NO,3,、,硝酸钠,NaNO,3,),氮是植物体内蛋白质、核酸和叶绿素的组成元素。,缺氮会,整片叶子发黄。,氮的固定,将氮气转化为氮的化合物的方法。,自然界,中氮的固定,途径一:,有根瘤菌的,豆科植物,途径二:雷雨肥庄稼,N,2,+O,2,=2NO,放电,或高温,常用化肥,在植物生活中的作用,磷肥,磷矿粉:,Ca,2,(PO,4,),3,、,钙镁磷肥:,(,钙和镁的磷酸盐,),过磷酸钙:,Ca(H,2,PO,4,),2,和,CaS

5、O,4,磷是植物体内核酸、蛋白质和酶等多种重要化合物的组成元素。,磷能促进作物生长,增强,抗寒抗旱,能力。,缺磷会,生长迟缓,、,产量降低,;磷过量,引起,贪青晚熟、,结实率会下降,(产量降低),。,常用化肥,在植物生活中的作用,钾肥,K,2,SO,4,、,KCl,钾可保证各种代谢过程的顺利进行、促进生长、增强,抗病虫害,和,抗倒伏,能力。,缺钾会,使叶子边缘发黄,。,下列植株缺乏氮、磷、钾元素的症状,缺钾,缺氮,缺磷,植株特别,矮小,,叶片呈暗绿色,并出现,紫色,茎秆软弱,,易倒伏,,叶边和尖端呈褐色,,逐渐焦枯,植株矮小瘦弱,,叶片发黄,,严重时叶脉呈淡棕色,2018,2,、特殊性质,4.

6、1,硝酸铵的性质,硝酸铵的晶型,晶型代号,晶系,稳定存在的温度,/,密度,/,(,g,、,cm3,),.,.,.,.,.,立方晶系,三方晶系,单斜晶系,斜方晶系,四方晶系,169.2 125.2,125.2 84.2,84.2 32.3,32.3 -16.9,-16.9,以下,-,1.69,1.66,1.726,1.725,(1),多晶现象,硝铵是一种吸湿性很强的物质,当空气的相对湿度大于,60%,时,它具有吸湿性。,降低硝铵吸湿性的方法,:,1.,生产粒状硝铵,2.,添加一些吸湿性小,不溶解或能抑制大量水分的添加剂。,3.,硝铵表面空气的流动情况:空气流动时,硝铵吸水速度加快。,4.,空气中

7、相对湿度的大小:空气湿度,60%,,则硝铵吸湿,反之则减湿。空气的相对湿度越大,吸湿性越显著。,5,。降低成品中的水分含量,使其在,0.5%1.5%,之间,亦减少新结晶的生成。,(,2,)吸湿性,硝酸铵在储存和运输过程中失去疏松的性质而结成硬块。,硝酸铵结块原因:,1.,晶型改变现象所致,2.,硝酸铵在冷却、干燥过程中会从饱和溶液中析出结晶,3.,细粒受挤压作用粘结成块,4.,吸湿性引起的结块,(,3,)结块性,230,以上开始分解,NH,4,NO,3,N,2,+1/2O,2,+2H,2,O,400,时分解并开始爆炸,4NH,4,NO,3,3N,2,+2NO,2,+8H,2,O,(1),、硝酸

8、铵浸渍过的有机物,在常温下遇到,NO,2,便很容易,达到自燃。,(2),、金属粉末或者非金属的硫化物、氧化物能促使硝酸铵,分解为亚硝酸胺,增大爆炸的危险性。,灭火方法:,一旦发生火灾,用水灭火最为合理和有效,因为水不仅,降低温度,,而且能,溶解硝酸铵,。,(,4,)硝酸铵分解与爆炸,常用稳定剂:,尿素(,0.05%-1.0%,),,碳酸钙或者碳酸镁(,5%,),指标名称,指 标,工 业,农 业,优等品,一等品,优等品,一等品,合格品,硝酸铵含量,/%,总氮量,/%,游离水含量,/%,酸度,灼烧残渣,99.5,-,-,34.6,0.3,0.5,0.3,0.5,0.7,甲基橙指示剂不显色,0.05

9、标准,GB 2945-89,对结晶状硝酸铵技术要求,常用酸碱滴定指示剂,指示剂,配制,变色范围,(pH),颜色,酸色,碱色,甲基橙,将,0.1,克甲基橙溶于,100,毫升热水中,过滤后使用。,3.1-4.4,红,黄,甲基红,0.1,克甲基红溶解于,60,毫升乙醇中,溶解后加水稀释到,100,毫升,4.2-6.3,红,黄,中性红,6.8-8.0,红,橙,酚红,0.1,克酚红溶于,5.7,毫升,0.05N,氢氧化钠溶液中,加水稀释到,100,毫升。,6.8-8.4,黄,红,酚酞,1,克酚酞溶解于,80,毫升乙醇中,溶解后加水稀释到,100,毫升,8.0-10.0,无色,红,PH,试纸的纸上有

10、甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝三种指示剂,在不同,pH,值,的溶液中均会按一定规律变色。,17,实验,器材,铁架台与滴定管夹,:漏斗,:滴定管,:,锥形瓶,实验装置,完整,图,主要工具:,滴定管,。,图示,名称,活栓型式,操作方法,右,酸式滴定管,玻璃活栓,转动,活栓,滴定液即可流出。,左,碱,式滴定管,橡皮管,內含,玻璃珠,以手,轻压,玻璃珠,,滴定液即可流出。,若以酸式滴定管盛,装碱,性溶液,則其玻璃活栓,会逐渐,被,腐蚀,而卡住,所以盛,装碱,性溶液的,碱,式滴定管才以橡皮管內含玻璃珠,来,取代玻璃活栓。,改良:,现,今滴定管上的活栓已,采,用,特氟龙,(,Teflon,),为材质,。,滴定

11、过程与终点,酸碱指示剂恰好变色的瞬间,,,称为,滴定终点,。,滴定前,,酚酞,在酸中呈,无,色,滴定,时,,,溶液均勻混合,,粉红色褪去,达,到滴定,终点,,,酚酞,在,碱,中呈,红,色,3.,硝酸铵的用途,硝酸铵在工农生产和国防上有着广泛的人用途。,1,、作为一种水溶性速效肥料,适用于各种性质的土壤。,2,、是一种“安全炸药”,广泛用于采矿、修路、移山造田等,常与,TNT,混合使用。,3,、作为加固建筑物地基的一种新型添加剂,杀虫剂,冷冻剂,氧化氮吸收剂。,4.2,氨与硝酸中和制造硝酸铵,一、中和法制取硝铵:,利用氨与稀硝酸作原料的中和法。,生产过程:,溶液蒸发,结晶,造粒,中和反应,基本

12、原理,:,硝铵由气氨和硝酸而得,其反应式如下:,NH,3,(g)+HNO,3,(l)=NH,4,NO,3,+149.1kJ,气氨溶解于水中生成氨水,NH,3,和,HNO,3,氨水和硝酸中和,工艺条件的选择,1,、入中和器的氨气温度一般为,50-80,为宜,,2,、硝酸的温度为,30-50,,质量分数,43-53%,,,3,、中和器的压力是,0.02MPa,,温度是,120-130,,,中和器,三套管,分离器,三套管,内筒,中和操作要点,1,、控制中和蒸发蒸汽冷凝液为微酸性,并经常分析酸碱度。,2,、控制气氨的压力。,3,、分析中和溶液的酸碱性,并控制为中性和微碱性。,高浓度的硝铵溶液高于,18

13、5,时即开始分解并放出热量,所以制取高浓度硝铵溶液要在真空中进行,以降低溶液的沸点,此外还需加入一些尿素做为稳定剂,其量为硝铵的,0.1%1%,。,工业上蒸浓硝铵溶液标准式、悬筐式、外加热式和膜式等不同的真空蒸发器。,两段蒸发的工艺流程,:,将稀硝铵溶液蒸浓到,82%,84%,第二段再蒸浓至,90%,94%,将硝铵溶液送入真空结晶机进行结晶,二、稀硝铵溶液的蒸发,:,膜式蒸发器:,由于溶液在蒸发器中停留时间很短,可减轻硝酸铵的热分解,而蒸发效率又高,因而膜式蒸发器在硝酸铵生产中用得最多,三、硝酸铵的结晶和干燥,结晶方法和结晶速度不同:,鳞片结晶,细粒结晶,颗粒结晶,98.8%-99.5%,的硝

14、酸铵溶液从塔顶喷下,重力作用下自上而下运动,与冷空气后冷却成,1-3mm,的球形晶粒。工业用硝酸铵可用,真空结晶,机制成细粉末状的成品。,真空结晶粉末硝酸铵和造粒塔制得的粒状硝酸铵含水量都小于,1.5%,,基本上,符合国家产品质量要求,,因此一般不再进行干燥。,4.3,硝酸铵生产工艺流程,常压法,不利用中和热,不同分类,利用中和热,加压法,中和过程氮会损失,而氮损失的原因在于,NH,3,和,HNO,3,的挥发作用或分解。,高温、高压、,HNO,3,含量高、氨气纯度低、惰性气体含量多、中和器设计不当等因素都会加剧氮的损失。,4.3.1,常压中和造粒法,转化法制取硝铵,首先用稀硝酸分解磷矿制取磷酸

15、和硝酸钙的水溶液,反应式为:,Ca5(PO4)3F+10HNO3=3H3PO4+5Ca(NO3)2+HF,磷矿中含铁、铝、镁等杂质,它们与硝酸反应生成各种硝酸盐,而为了从溶液中制取二元氮磷肥复合肥料,必须先除去,080%,硝酸钙,方法是采用冷却结晶。,多孔硝铵的制取,多孔硝铵,硝铵含量大于,99.5%,,外观为白色颗粒状结晶,无肉眼可见杂质,,水分含量低,松散性和流动性好。,多孔硝铵的生产原理:,1.,用发泡剂和表面活性剂,2.,用干燥颗粒或结晶体制取,3.,将硝酸颗粒热处理后制取,生产方法,1.,流化床法,该法收率高,,产品微孔多而均匀,,强度好,但工艺复杂,设备多,投资大。,2.,综合法,该法收率高、产品强度好、,生产设备简单、无三废排放、投资少。,3.,塔式法,该法产品强度高,质量好、,抗结块性好,收率高,,无三废排放、生产设备简单、投资少。,

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