当前位置: 首页 > CAS号数据库 > 7783-20-2 > 7783-20-2 / 硫酸铵的生产方法主要有哪些?

手机扫码访问本站

微信咨询

7783-20-2 / 硫酸铵的生产方法主要有哪些?

【背景及概述】[1][2][3]

硫酸铵化学式为(NH4)2SO4,简称硫铵。为无色斜方晶体,密度1.769g/cm3(20℃),熔点为146.9℃,易溶于水,溶解度为70.6g/100ml(0℃),溶液呈酸性;封闭加热时熔点为513℃,敞开加热至100℃时开始分解成酸式硫酸铵。硫酸铵是氮肥工业主要产品,也是焦化厂焦炉煤气净化产品之一。用饱和器法回收焦炉煤气中的氨,制成硫酸铵,是焦化厂的传统生产方法。产品为粉状结晶,容易结块。20世纪60年代以来,焦化厂改用酸洗塔法生产硫酸铵。制成的硫酸铵为大颗粒结晶,不易结块。农业用硫酸铵一级品含氮量大于21%,水分小于0.5%,游离酸小于0.08%。硫酸铵除用作肥料外,还用作化工、染织、医药、皮革等工业的原料和化学试剂。硫酸铵是中国农村使用最早的化肥,性能稳定,运输贮藏都较方便,含氮量高,肥效也好。试验表明,1公斤硫酸铵相当3公斤豆饼或30~40公斤人粪尿,每施用硫酸铵1公斤可使水稻增产3.5公斤,小麦2~4公斤,棉花1~2.5 公斤,玉米6~8公斤。但硫酸铵是酸性肥料,当铵被作物吸收后残留的硫酸根能使土壤增加酸性,而且长期施用会造成土壤板结,影响作物生长。因此,宜与有机肥料配合使用。长期施用硫酸铵应加施适量石灰以中和土壤的酸性。硫酸铵在贮存或施用时,都不宜与碱性肥料(如草木灰、石灰氮等)或碱性物质如石灰等接触或混用,使用前后要相隔3~5天。硫酸铵在工业上常用作炸药、纺织物防火剂等。现在全世界硫酸铵年产量1 300万吨,大部分用作肥料。

【理化性质】[2]

1)硫酸铵为无色或白色略带浅黄色小粒结晶,因含杂质其颜色呈灰色甚至黄褐色。相对密度1.77,235℃分解。有吸湿性,吸湿后固结成块。

2)硫酸铵水溶液呈酸性。

3)硫酸铵易溶于水,溶解时吸热,不溶于醇、丙酮和氨。易受热分解。

【质量标准】[1]

GB535-83:

硫酸铵的生产方法主要有哪些?

【热分解】[3]

将硫酸铵在250 ℃、300 ℃、400 ℃下恒温热分解0.5h 后的残余物分别进行红外光谱分析,结果可见随着温度升高,(NH4)2SO4热分解先产生HSO4-, 继而产生S2O2-7。由此,可假设(NH4)2SO4 的热分解机理包括以下三步反应:

硫酸铵的生产方法主要有哪些?

总反应为:

硫酸铵的生产方法主要有哪些?

【生产】[4][5]

硫酸铵的生产方法主要有:

1. 中和法:氨和硫酸在饱和结晶器(真空或常压下)内反应,生成硫酸铵结晶,用离心机分离,滤饼经干燥后即得产品,母液返回饱和结晶器。该反应为强放热反应,反应热用来蒸发由硫酸带入或有意加入的水,以控制温度。在常压饱和结晶器里,可向反应物料中鼓入大量空气,以移去反应热。用硫酸洗涤焦炉气或煤气中的氨制取硫酸铵的方法,也属于中和法。

硫酸铵的生产方法主要有哪些?

2. 石膏法:天然石膏或副产石膏与碳酸铵溶液进行反应,生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,经过滤分离出碳酸钙。硫酸铵溶液蒸发结晶,用离心机过滤,滤饼经干燥即得产品,母液返回蒸发器。在缺少硫资源、但有天然或副产石膏资源的地区,此法可解决硫酸铵生产中硫的资源,副产碳酸钙能用于生产水泥等。缺点是能耗高。从己内酰胺等生产中副产的硫酸铵母液,如果需要制成固体产品,其方法与此法的后段工序相同。

硫酸铵的生产方法主要有哪些?

经过滤、分离、浓缩可得晶体产品。副产品可用于制造水泥。该法缺点是耗能高。

3. 从硫酸生产的尾气中回收二氧化硫制硫酸铵:用氨水洗涤含二氧化硫的尾气,生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵溶液,然后将此溶液用硫酸酸化,放出的二氧化硫经液化制取液体二氧化硫产品,或返回硫酸厂制酸,剩下的浓硫酸铵溶液经蒸发结晶干燥得产品。

【应用】[4][5]

硫酸铵是一种常用的速效氮肥,俗称肥田粉。适用于一般作物,可作追肥、基肥和种肥。不可与碱性肥料、草木灰等混合使用。对于酸性土壤,应与石灰配合(非混合)施用。硫酸铵还可用作医药的盐析作用,食品酱色的催化剂,酸性染料的助染剂,皮革的脱灰剂、鞣化剂,也是制备双氧水的原料。

【主要参考资料】

[1] 中国冶金百科全书·炼焦化工

[2] 科学技术社会辞典·化学

[3] 刘科伟; 陈天朗. 硫酸铵的热分解.化学研究与应用, 2002, 14.6: 737-738.

[4] 中国成人教育百科全书·化学·化工

[5] 中国大百科全书(化工卷)