第一節(jié) 硝酸鉀的簡介
硝酸鉀,是指一種含氮13.8%、氧化鉀46.6%的化學肥料。俗稱火硝或土硝。相對分子質量為101.10。為無色透明斜方晶體或菱形晶體或白色粉末,無臭、無毒,有咸味和清涼感。在空氣中吸濕微小,不易結塊。相對密度為2.019(16°C),熔點為334°C,易溶于水,溶解度隨溫度升高而迅速增大。能溶于液氨和甘油,不溶于無水乙醇和乙醚。硝酸鉀是一種無氯氮鉀復肥,具有高溶解性,其有效成分氮和鉀均能迅速被作物吸收,無化學物質殘留。宜施于蔬菜、水果和花卉,及一些氯敏感作物(如馬鈴薯、草莓、豆類、洋白菜、萵苣、花生、胡蘿卜、洋蔥、藍莓、煙草、杏、柚子和鱷梨等)。硝酸鉀是強氧化劑,與有機物接觸能引起燃燒和爆炸。因此,硝酸鉀應儲于陰涼干燥處,遠離火種、熱源。切忌與還原劑、酸類、易(可)燃物、金屬粉末共儲混運。(可行性 研究 )
第二節(jié) 硝酸鉀的制備方法
合成法:用氫氧化鉀或碳酸鉀中和硝酸,經(jīng)蒸發(fā)結晶制得硝酸鉀;或用氫氧化鉀或碳酸鉀溶液吸收硝酸生產中的尾氣并加工制得硝酸鉀。
溶劑萃取法:在5~10°C,氯化鉀溶于濃度60%~70%硝酸中,用有機溶劑萃取,分離得硝酸鉀和鹽酸。
復分解法:硝酸鈉與氯化鉀經(jīng)復分解反應得硝酸鉀和氯化鈉。利用它們的在不同溫度下的溶解度不同可將其分離。此法工業(yè)上應用較多,是工業(yè)硝酸鉀主要的生產方式。先把硝酸鈉溶于熱水中,在攪拌下按硝酸鈉:氯化鉀=100:85的配料比逐漸加入氯化鉀,經(jīng)蒸發(fā)濃縮,當溫度為119℃時,氯化鈉結晶析出,將溶液和晶體進行熱過濾,得到大量氯化鈉晶體,再將分離氯化鈉后的母液緩慢冷卻,硝酸鉀即結晶析出。經(jīng)抽濾、洗滌和干燥即得粗產品(純度≥85%),再經(jīng)重結晶可得純品和高純品。
離子交換法:將硝銨液與氯化鉀液分別通過陽離子交換樹脂床層。可分別生產出硝酸鉀和氯化銨兩種產品。此法工業(yè)上應用較多,是工業(yè)硝酸鉀主要的生產方式之一。
硝土制取法:硝酸鉀俗稱火硝或土硝。它是黑火藥的重要原料和復合化肥。制取硝酸鉀可以用硝土和草木灰作原料。土壤里的有機物腐敗后,經(jīng)亞硝酸細菌和硝酸細菌的作用,生成硝酸。硝酸根與土壤里的鉀、鈉、鎂等離子結合,形成硝酸鹽。硝土中的硝酸鹽就是這樣來的。硝土一般存在于廁所、豬、牛欄屋,庭院的老墻腳,崖邊,巖洞以及不易被雨水沖洗的地面。硝土潮濕,不易曬干,經(jīng)太陽曝曬后略變紫紅色。好的硝土放在灼紅的木炭上會爆出火花。
從硝土中提取硝酸鉀,主要原理是利用草木灰中的鉀離子取代硝土中的鈉離子,從而生成硝酸鉀。另外,草木灰里的碳酸根離子和硫酸根離子跟硝土里的鈣、鎂離子結合,生成難溶性的鹽而沉淀,從而去掉鈣、鎂等雜質。主要反應式是
Ca(NO₃)₂+K₂SO₄=2KNO₃+CaSO₄↓
Ca(NO₃)₂+K₂CO₃=2KNO₃+CaCO₃↓
Mg(NO₃)₂+K₂CO₃=2KNO₃+MgCO₃↓
硝土自身也含硝酸鉀,最后利用各種鹽溶解度的差異,控制溫度和濃度,使硝酸鉀從混合液中結晶出來。
第三節(jié) 硝酸鉀的應用領域
1、用作 分析 試劑和氧化劑,也用于鉀鹽的合成和配制炸藥。
2、在食品工業(yè)用作發(fā)色劑,護色劑,抗微生物劑,防腐劑,如用于腌肉,在午餐肉中起防腐作用。
3、是制造黑色火藥,如礦山火藥、引火線、爆竹等的原料。也用于焰火以產生紫色火花。機械熱處理作淬火的鹽浴。陶瓷工業(yè)用于制造瓷釉彩藥。用作玻璃澄清劑。用于制造汽車燈玻殼、光學玻璃顯像管玻殼等。醫(yī)藥工業(yè)用于生產青霉素鉀鹽,利福平等藥物。用于制卷煙紙。用作催化劑。選礦劑。用作農作物和花卉的復合肥料。
4、硝酸鉀也是中國允許使用的發(fā)色劑。它在肉制品中由于細菌作用而還原成亞硝酸鉀而起護色和抑菌的作用。中國規(guī)定可用于肉類制品,最大使用量0.5g/kg,殘留量不得超過0.03g/kg。
5、用于制造煙火、火柴、陶瓷釉藥、肥料等。
6、工業(yè)硝酸鉀還廣泛應用于強化玻璃制作工藝。
第四節(jié) 硝酸鉀的注意事項
使用限量
FAO/WHO(1984,mg/kg):熟洋火腿、熟豬前腿肉,500;一般干酪50(單用或與硝酸鈉合用量)。
《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB2760-2007):肉制品0.50g/kg。備注:以亞硝酸鈉(鉀)計,殘留量≤30mg/kg。 [10]
毒害物質數(shù)據(jù):7757-79-1(Hazardous Substances Data)。
健康危害
吸入該品粉塵對呼吸道有刺激性,高濃度吸入可引起肺水腫。大量接觸可引起高鐵血紅蛋白血癥,影響血液攜氧能力,出現(xiàn)頭痛、頭暈、紫紺、惡心、嘔吐。重者引起呼吸紊亂、虛脫,甚至死亡??诜饎×腋雇?、嘔吐、血便、休克、全身抽搐、昏迷,甚至死亡。對皮膚和眼睛有強烈刺激性,甚至造成灼傷。皮膚反復接觸引起皮膚干燥、皸裂和皮疹。
急救措施
皮膚接觸: 立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。 眼睛接觸: 立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。
吸入: 迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫(yī)。
食入: 用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。
消防措施
危險特性: 強氧化劑。遇可燃物著火時,能助長火勢。與有機物、還原劑、易燃物如硫、磷等接觸或混合時有引起燃燒爆炸的危險。燃燒分解時, 放出有毒的氮氧化物氣體。受熱分解,放出氧氣。
有害燃燒產物: 氮氧化物,亞硝酸鹽粉塵。
滅火方法: 消防人員須佩戴防毒面具、穿全身消防服,在上風向滅火。霧狀水、砂土。切勿將水流直接射至熔融物,以免引起嚴重的流淌火災或引起劇烈的沸濺。
應急處理
應急處理: 隔離泄漏污染區(qū),限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具(全面罩),穿防毒服。不要直接接觸泄漏物。勿使泄漏物與有機物、還原劑、易燃物接觸。
小量泄漏:用大量水沖洗,洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。大量泄漏:用塑料布、帆布覆蓋。然后收集回收或運至廢物處理場所處置。
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