Смесь порошков нитрата калия и хлорида аммония


Исследование процесса конверсии хлорида калия с нитратом аммония в зависимости от технологических параметров

Калийно-аммиачная селитра, выпускаемая в довольно значительном количестве в ряде зарубежных стран, содержит 16–16,5 % N и 25 % К2О. Ее изготавливают следующими способами:

1) механическим смешением сухих или увлажненных нитрата аммония и хлорида калия;

2) совместным выпариванием растворов нитрата аммония и хлорида калия;

3) введением в концентрированный раствор или плавь аммиачной селитры тонкоизмельченного хлорида калия с последующим гранулированием плава в грануляционных башнях. Последний способ представляет наибольший интерес, так как позволяет получить более однородное по составу удобрение [1].

При получении калийно-аммиачной селитры по любому способу в той или иной мере протекает реакция обменного разложения:

КС1 + NH4N03 = KNO3 + NH4CI

Получаемый продукт содержит тесно сросшиеся кристаллы KNO3 и NH4C1. В результате образования KNO2 — почти не гигроскопичной соли, — калийно-аммиачная селитра имеет лучшие физические свойства, чем чистый нитрат аммония.

В зависимости от условий приготовления калийно-аммиачная селитра содержит различное количество KNO3. При механическом смешении увлажненных компонентов (2 % влаги) образуется около 7 % KNO3, в случае совместного выпаривания растворов нитрата аммония и хлорида калия реакция образования KNO3 протекает почти нацело.

При смешении плава аммиачной селитры, состоящего из 45 вес. ч. нитрата аммония и 5 вес. ч. воды, с 55 вес. ч. размолотого хлорида калия, около 88 % нитрата аммония превращается в KNO3. При этом получается сухое рассыпчатое удобрение, которое не слеживается и легко рассеивается.

Производство нитрата калия конверсионным способом основано на обменном разложении:

NH4NO3 + KCl = KNO3 + NH4C1

Диаграмма растворимости в системе NH4NO3 + KCl = KNO3 + NH4Cl показывает, что поле кристаллизации KNO3 сильно увеличивается при понижении температуры. Поэтому легко подобрать условия, обеспечивающие кристаллизацию большей части KNO3 при охлаждении концентрированного раствора, полученного смешением NH4NO3 и КСl. Использование этого способа затрудняется необходимостью после выделения KNO3 выпаривания раствора хлористого аммония, интенсивно разрушающего выпарные аппараты. Кроме того, потребность в хлористом аммонии относительно невелика, как удобрение хлористый аммоний имеет весьма ограниченное применение.

Изучено [2] взаимодействие нитрата аммония (NH4NO3), плава карбамида (CO(NH2)2) с хлоридом калия (KCI). Исследование проводили методом дифференциально-термического анализа (ДТА) от комнатной температуры до 400°С. Приготовлены механические смеси NH4NO3, CO(NH2)2, и KCI в различных соотношениях исходных компонентов, которые затем расплавляли на специальной установке. Температура плавления смесей была ниже по сравнению с температурой плавления исходных компонентов и составляла 80°С. Дериватограммы образцов с соотношением компонентов 1:1:1: и 1:3:1 (соотношение N:K 1:1) показали их стабильность вплоть до начала температуры плавления 75°С. Отсутствие фазовых переходов нитрата аммония IV ↔ III ↔ II объясняется образованием твердого раствора в системе нитрата аммония, нитрата калия (образующегося в плаве в результате обменной реакции между нитратом аммония и хлоридом калия) и образованием эвтектики в системе нитрата аммония-карбамид, что хорошо согласуется с литературными данными.

Физико-химической основой процесса конверсии послужила диаграмма растворимости системы K+; NH4+ // CI; NO3– — H2O, из которой следует, что конверсия начинается при введении в систему насыщенного нитрата аммония и хлорида калия. Максимальной конверсии можно достичь лишь при повышенных температурных условиях.

Для исследования использовали кристаллический нитрат аммония и хлорид калия. Опыты проводили в круглодонной колбе, снабженной мешалкой, в которую загружали 7,11г KCl, 6,59г NH4NO3 и 11,30г H2O. Колбу с раствором помещали в термостат с заданной температурой и интенсивно перемешивали. Через определенный промежуток времени проводили анализы химического состава жидкой и твердой фаз. Из результатов анализов следует, что степень конверсии зависит от температуры и увеличивается с ее ростом [3].

Процесс в основном заканчивается в течение 60 минут, при этом степень конверсии при 50, 75 и 100 °С составляет соответственно 66,0, 74,8 и 95,6 %. Дальнейшее увеличение продолжительности процесса практически не приводит к повышению степени конверсии. При 100 °С выход по калию достигает 55,53 %.

Таблица

Зависимость степени конверсии нитрата аммония с хлоридом калия от температуры и продолжительности процесса

Температура, °С

Время, мин

Степень конверсии, %

Содержания, нитрата калия в жидкой фазе, %

50

30

45,6

40,41

50

60

66,0

48,81

50

90

67,2

49,48

75

30

50,8

43,56

75

60

74,8

51,66

75

90

75,0

53,82

100

30

80,9

54,00

100

60

95,6

58,76

100

90

96,3

59,14

 

Из таблицы видно, что температура и время конверсии нитрата калия из хлорида калия и нитрата аммония играет ключевую роль. При температуре 500С степень конверсии составляет в 30 мин 45,6 %, в 60 минут конверсия 66 % и 90 минут конверсия 67,2 %. При такой температуре проведение конверсии не дает экономический эффект. При температуре 750С степень конверсии составляет в 30 мин конверсии 50,8 %, в 60 минут конверсии 74,8 % и 90 минут конверсии 75 %. Здесь можно увидеть положительное влияние температуры на конверсию. При температуре 1000С степень конверсии составляет в 30мин конверсии 80,9 %, в 60 минут конверсии 95,6 % и 90 минут конверсии 96,3 %. Анализируя эти данные, можно сделать вывод, что получение нитрата калия в промышленных масштабах вполне приемлемо и нитрат калия имеет большой спрос как на отечественном, так и на зарубежном рынках.

Физико-химические свойства готовой продукции.

Рис. 1. Рентгеновская дифрактограмма нитрата калия, полученного конверсией хлорида калия с нитратом аммония

 

Рис. 2. ИК-спектр нитрата калия, полученного конверсией хлорида калия с нитратом аммония

 

На рис. 1 и 2 представлены дифрактограммы и ИК-спектры нитрата калия.

По лабораторным данным разработана принципиальная блок-схема технологии производства нитрата калия и составлен материальный баланс на производство 1-ой тонны нитрата калия конверсионным методом.

Рис. 3. Принципиальная блок-схема технологии производства нитрата калия конверсионным методом

 

Технологическая схема получения нитрата калия включает следующие операции:

1. Растворение хлористого калия в горячем растворе.

2. Фильтрация полученного раствора в целях отделения нерастворимых примесей.

3. Обменное разложение между KCI и NH4NO3 с получением раствора KNO3.

KCI + NH4NO3 = KNO3 + NH4CI.

4. Охлаждение полученного раствора в целях кристаллизации нитрата калия.

5. Отделение кристаллов нитрата калия методом центрифугирования.

6. Сушка полученного нитрата калия.

7. Маточный раствор после отделения нитрата калия подвергается упарке с целью отделения от маточника хлорида аммония.

8. Выделение из маточного раствора выпавших кристаллов NH4CI.

9. Сушка выделенного хлорида аммония.

Материальный баланс получения нитрата калия из хлорида калия и нитрата аммония

Рис. 4. Материальный баланс получения нитрата калия конверсионным методом из хлорида калия Тюбегатанского месторождения и нитрата аммония местного производства.

 

Литература:

1.                  Химическая энциклопедия: в 5 т., т. 3 // Под общ. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Сов. энцикл., 1992. — 639с

2.                  Исследование взаимодействия в системе плавкости карбамид-хлорид калия-нитрата аммония. Ершенко Н. А., Таранушич В. А. Всероссийская научно-техн. конф. По тех. ТНВ, Казан — Менделеевск, 19–22 июня, 2001.Казан. 211–212.

3.                  Самадий М., Мирзакулов Х. Ч., Кучаров Б., Хужамкулов С. Разработка технологии получения нитрата калия конверсионным методом на основе местного сырья. // Аналитик киме фанининг долзарб муаммолари- 2010: III-Республиканская научно-техническая конференция. 31–23 апреля 2010. — Термиз, 2010. с.226–227.

Как сделать нитрат аммония из бытовой химии

Нитрат аммония представляет собой кристаллический белый порошок. (Teravolt)

Аммиачная селитра - это химическое соединение, используемое в сельском хозяйстве и для изготовления пиротехники или холодных компрессов, а также для проведения других интересных демонстраций. Он также используется для создания контролируемых взрывов в горных выработках и карьерах. Когда-то он добывался как природный минерал в пустынях Чили, но больше не доступен, за исключением искусственного соединения.

Хотя сделать нитрат аммония несложно, имейте в виду, что это опасно, поскольку используемые химические вещества могут быть опасными.Кроме того, нитрат аммония становится взрывоопасным при смешивании с топливом или другими химическими веществами.

ВАРИАНТЫ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРАТА АММОНИЯ

Вы можете получить нитрат аммония из обычной бытовой химии. Однако имейте в виду, что вы можете купить нитрат аммония в чистом виде; в качестве альтернативы, вы можете собрать его из мгновенных холодных упаковок или некоторых удобрений легче и дешевле, чем делать это самостоятельно. Самый простой способ сделать нитрат аммония - просто провести реакцию азотной кислоты с аммиаком, но если у вас нет доступа к азотной кислоте (или вы не хотите работать с таким опасным химическим веществом), вы можете сделать нитрат аммония из легкодоступных материалов. бытовая химия.

КАК СДЕЛАТЬ НИТРАТ АММОНИЯ

Натуральная селитра аммония называется селитрой. Это аналог селитры, которая представляет собой природный нитрат калия. (Бен Миллс)

Химикаты, используемые в этом проекте, имеют вонючие и едкие вещества, поэтому этот проект следует выполнять под вытяжным шкафом или на открытом воздухе. Как всегда, надевайте перчатки, защитные очки и соответствующую одежду.

Некоторые реактивы и конечный продукт легковоспламеняемы или являются окислителями, поэтому храните химические вещества вдали от открытого огня.

Материалы:

  • 138 г бисульфата натрия (обнаруживается с химикатами для бассейнов, используется для понижения pH)
  • 1 моль эквивалент нитратной соли, доступный в любой из следующих форм:
    • 85 г нитрата натрия (обычная пища консервант)
    • 101 г нитрата калия (который вы можете купить или изготовить самостоятельно)
    • 118 г нитрата кальция (тетрагидрат)
  • аммиак (обычное бытовое чистящее средство)
  • метанол (необязательно, который можно найти как обработка топлива HEET )
  • вода
  • pH-метр или pH-бумага
  • доступ к плите
  • кофейный фильтр или бумажные полотенца

Порядок действий:

    1. Растворите бисульфат натрия в минимальном количестве воды (около 300 мл). ).
    2. Растворите нитратную соль в минимальном количестве воды (количество зависит от соли).
    3. Смешайте два раствора.
    4. Затем вы нейтрализуете раствор, который имеет довольно кислый характер. Вмешайте аммиак до тех пор, пока pH смеси не станет 7 или выше. Используйте pH-метр (или pH-бумагу). Взаимодействие с аммиаком, бисульфатом натрия и нитратами даст вам сульфат натрия и нитрат аммония.
    5. Сульфат натрия и нитрат аммония имеют разную растворимость в воде, поэтому кипятите раствор, чтобы сульфат натрия кристаллизовался.Снимите жидкость с огня, когда на дне сковороды образуются кристаллы сульфата натрия.
    6. Охладите раствор в морозильной камере, чтобы как можно больше сульфата натрия выпало из раствора.
    7. Пропустите раствор через фильтр (кофейный фильтр или бумажные полотенца), чтобы отделить твердый сульфат натрия от раствора нитрата аммония.
    8. Дайте раствору нитрата аммония испариться, что даст вам нитрат аммония с примесью сульфата натрия.Этого «достаточно» для большинства проектов в области химии.
    9. Если вы хотите дополнительно очистить нитрат аммония, растворите его примерно в 500 мл метанола. Нитрат аммония растворим в метаноле, а сульфат натрия - нет.
    10. Пропустите раствор через фильтр, который даст вам сульфат натрия на фильтре и раствор нитрата аммония.
    11. Дайте метанолу испариться из раствора, чтобы получить кристаллический нитрат аммония.
.

нитрата аммония | Формула, применение и факты

Нитрат аммония , (NH 4 NO 3 ), соль аммиака и азотной кислоты, широко используемая в удобрениях и взрывчатых веществах. Коммерческий сорт содержит около 33,5% азота, причем весь он находится в формах, пригодных для использования растениями; это самый распространенный азотсодержащий компонент искусственных удобрений. Нитрат аммония также используется для изменения скорости детонации других взрывчатых веществ, таких как нитроглицерин в так называемых аммиачных динамитах или в качестве окислителя в аммониях, которые представляют собой смеси нитрата аммония и порошкового алюминия.

аммиачная селитра Состав химического соединения аммиачная селитра, из которой произведено удобрение. Encyclopdia Britannica, Inc.

Подробнее по этой теме

Взрывчатое вещество: Аммиачная селитра

После динамитов и желатинов, следующим важным достижением в области динамита стала замена части калибра нитратом аммония...

Нитрат аммония - это бесцветное кристаллическое вещество (точка плавления 169,6 ° C [337,3 ° F]). Хорошо растворяется в воде; нагревание водного раствора разлагает соль до закиси азота (веселящий газ). Поскольку твердый нитрат аммония может подвергаться взрывному разложению при нагревании в замкнутом пространстве, правительственные постановления были наложены на его транспортировку и хранение.

.

% PDF-1.5 % 16 0 объект > endobj xref 16 52 0000000016 00000 н. 0000001633 00000 н. 0000001732 00000 н. 0000002232 00000 н. 0000002361 00000 п. 0000002826 00000 н. 0000003360 00000 н. 0000003673 00000 п. 0000004050 00000 н. 0000004085 00000 н. 0000004198 00000 п. 0000004309 00000 п. 0000004334 00000 н. 0000004937 00000 н. 0000005195 00000 н. 0000005566 00000 н. 0000005819 00000 н. 0000006343 00000 п. 0000006590 00000 н. 0000007058 00000 н. 0000008729 00000 н. 0000008902 00000 н. 0000009073 00000 н. 0000011105 00000 п. 0000012605 00000 п. 0000014173 00000 п. 0000015610 00000 п. 0000017223 00000 п. 0000018894 00000 п. 0000020544 00000 п. 0000023193 00000 п. 0000023262 00000 н. 0000023360 00000 п. 0000056983 00000 п. 0000057243 00000 п. 0000057711 00000 п. 0000066987 00000 п. 0000096937 00000 п. 0000135848 00000 н. 0000135962 00000 н. 0000145732 00000 н. 0000146003 00000 п. 0000146362 00000 п. 0000146731 00000 н. 0000147106 00000 н. 0000147449 00000 н. 0000147713 00000 н. 0000148139 00000 н. 0000148535 00000 н. 0000159119 00000 н. 0000159627 00000 н. 0000001336 00000 н. трейлер ] / До 196340 >> startxref 0 %% EOF 67 0 объект > поток hb``b``yAX, s ^ ​​j``w`ibbfc: ^ `4 s: F7Ӈl m`I; 2 * 0 &

.

Формула нитрата аммония - применение, свойства, структура и формула нитрата аммония

Формула и структура: Химическая формула нитрата аммония - NH 4 NO 3 . Его молекулярная формула записывается как N 2 H 4 O 3 , а его молярная масса составляет 80,052 г / моль.

Нитрат аммония - это соль, состоящая из двух ионов: катиона, иона аммония (NH 4 + ) и аниона, иона нитрата (NO 3 - ).Катион и анион удерживаются вместе прочной ионной связью.

Структура нитрата аммония, состоящего из двух ионов, показана ниже:

Катион аммония Нитрат-анион

Происхождение: Нитрат аммония встречается в естественных условиях в виде минерала в некоторых пустынных регионах мира. Однако его не так много, и он встречается в виде смеси со многими другими минералами. Синтетический нитрат аммония легче приготовить, как описано ниже.

Приготовление: Нитрат аммония обычно получают реакцией аммиака с азотной кислотой.Это типичная кислотно-основная реакция с образованием соли (NH 4 NO 3 ) в качестве продукта.

NH 3 + HNO 3 → NH 4 NO 3

Физические свойства: Его физическое состояние твердое, и он обычно существует в виде белого, кристаллического или шарикового порошка. Он имеет температуру плавления 169,6 ° C, точку кипения 210 ° C и плотность 1,72 г / см 3 .

Химические свойства: Нитрат аммония легко растворяется в воде.Он также очень гигроскопичен, что означает, что он легко впитывает воду из атмосферы и скапливается в комках. Он не особенно реактивен и довольно стабилен. Он разлагается при высоких температурах (более 200 ° C) с образованием закиси азота и водяного пара.

Применение: Нитрат аммония чаще всего используется в удобрениях (как отличный и недорогой источник азота) и в холодных упаковках быстрого приготовления. Он также используется для производства взрывчатых веществ, поскольку действует как сильный окислитель. В частности, нитрат аммония используется для приготовления промышленного взрывчатого вещества под названием ANFO (мазут из нитрата аммония), который состоит из 94% нитрата аммония и 6% мазута.

Опасность для здоровья / воздействие на здоровье: Хотя нитрат аммония не является очень токсичным, он может вызывать проблемы со здоровьем при проглатывании или вдыхании в высоких концентрациях. Проглатывание большого количества нитрата аммония может вызвать головную боль, головокружение, боль в животе, рвоту, слабость, нерегулярное сердцебиение и судороги, а вдыхание этого порошка может вызвать проблемы с дыханием, кашель, боль в горле и даже удушье при высоких концентрациях.

.

Смотрите также