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硝酸钾应用领域及注意事项的可行性研究

来源: 更新日期:2018-12-06 16:23:39

报告内容

第一节 硝酸钾的简介

硝酸钾,是指一种含氮13.8%、氧化钾46.6%的化学肥料。俗称火硝或土硝。相对分子质量为101.10。为无色透明斜方晶体或菱形晶体或白色粉末,无臭、无毒,有咸味和清凉感。在空气中吸湿微小,不易结块。相对密度为2.019(16°C),熔点为334°C,易溶于水,溶解度随温度升高而迅速增大。能溶于液氨和甘油,不溶于无水乙醇和乙醚。硝酸钾是一种无氯氮钾复肥,具有高溶解性,其有效成分氮和钾均能迅速被作物吸收,无化学物质残留。宜施于蔬菜、水果和花卉,及一些氯敏感作物(如马铃薯、草莓、豆类、洋白菜、莴苣、花生、胡萝卜、洋葱、蓝莓、烟草、杏、柚子和鳄梨等)。硝酸钾是强氧化剂,与有机物接触能引起燃烧和爆炸。因此,硝酸钾应储于阴凉干燥处,远离火种、热源。切忌与还原剂、酸类、易(可)燃物、金属粉末共储混运。(可行性研究

第二节 硝酸钾的制备方法

合成法:用氢氧化钾或碳酸钾中和硝酸,经蒸发结晶制得硝酸钾;或用氢氧化钾或碳酸钾溶液吸收硝酸生产中的尾气并加工制得硝酸钾。 

溶剂萃取法:在5~10°C,氯化钾溶于浓度60%~70%硝酸中,用有机溶剂萃取,分离得硝酸钾和盐酸。

复分解法:硝酸钠与氯化钾经复分解反应得硝酸钾和氯化钠。利用它们的在不同温度下的溶解度不同可将其分离。此法工业上应用较多,是工业硝酸钾主要的生产方式。先把硝酸钠溶于热水中,在搅拌下按硝酸钠:氯化钾=100:85的配料比逐渐加入氯化钾,经蒸发浓缩,当温度为119℃时,氯化钠结晶析出,将溶液和晶体进行热过滤,得到大量氯化钠晶体,再将分离氯化钠后的母液缓慢冷却,硝酸钾即结晶析出。经抽滤、洗涤和干燥即得粗产品(纯度≥85%),再经重结晶可得纯品和高纯品。

离子交换法:将硝铵液与氯化钾液分别通过阳离子交换树脂床层。可分别生产出硝酸钾和氯化铵两种产品。此法工业上应用较多,是工业硝酸钾主要的生产方式之一。

硝土制取法:硝酸钾俗称火硝或土硝。它是黑火药的重要原料和复合化肥。制取硝酸钾可以用硝土和草木灰作原料。土壤里的有机物腐败后,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用,生成硝酸。硝酸根与土壤里的钾、钠、镁等离子结合,形成硝酸盐。硝土中的硝酸盐就是这样来的。硝土一般存在于厕所、猪、牛栏屋,庭院的老墙脚,崖边,岩洞以及不易被雨水冲洗的地面。硝土潮湿,不易晒干,经太阳曝晒后略变紫红色。好的硝土放在灼红的木炭上会爆出火花。

从硝土中提取硝酸钾,主要原理是利用草木灰中的钾离子取代硝土中的钠离子,从而生成硝酸钾。另外,草木灰里的碳酸根离子和硫酸根离子跟硝土里的钙、镁离子结合,生成难溶性的盐而沉淀,从而去掉钙、镁等杂质。主要反应式是

Ca(NO₃)₂+K₂SO₄=2KNO₃+CaSO₄↓

Ca(NO₃)₂+K₂CO₃=2KNO₃+CaCO₃↓

Mg(NO₃)₂+K₂CO₃=2KNO₃+MgCO₃↓

硝土自身也含硝酸钾,最后利用各种盐溶解度的差异,控制温度和浓度,使硝酸钾从混合液中结晶出来。

第三节 硝酸钾的应用领域

1、用作分析试剂和氧化剂,也用于钾盐的合成和配制炸药。

2、在食品工业用作发色剂,护色剂,抗微生物剂,防腐剂,如用于腌肉,在午餐肉中起防腐作用。

3、是制造黑色火药,如矿山火药、引火线、爆竹等的原料。也用于焰火以产生紫色火花。机械热处理作淬火的盐浴。陶瓷工业用于制造瓷釉彩药。用作玻璃澄清剂。用于制造汽车灯玻壳、光学玻璃显像管玻壳等。医药工业用于生产青霉素钾盐,利福平等药物。用于制卷烟纸。用作催化剂。选矿剂。用作农作物和花卉的复合肥料。

4、硝酸钾也是中国允许使用的发色剂。它在肉制品中由于细菌作用而还原成亚硝酸钾而起护色和抑菌的作用。中国规定可用于肉类制品,最大使用量0.5g/kg,残留量不得超过0.03g/kg。

5、用于制造烟火、火柴、陶瓷釉药、肥料等。 

6、工业硝酸钾还广泛应用于强化玻璃制作工艺。

第四节 硝酸钾的注意事项

使用限量

FAO/WHO(1984,mg/kg):熟洋火腿、熟猪前腿肉,500;一般干酪50(单用或与硝酸钠合用量)。

《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-2007):肉制品0.50g/kg。备注:以亚硝酸钠(钾)计,残留量≤30mg/kg。 [10] 

毒害物质数据:7757-79-1(Hazardous Substances Data)。

健康危害

吸入该品粉尘对呼吸道有刺激性,高浓度吸入可引起肺水肿。大量接触可引起高铁血红蛋白血症,影响血液携氧能力,出现头痛、头晕、紫绀、恶心、呕吐。重者引起呼吸紊乱、虚脱,甚至死亡。口服引起剧烈腹痛、呕吐、血便、休克、全身抽搐、昏迷,甚至死亡。对皮肤和眼睛有强烈刺激性,甚至造成灼伤。皮肤反复接触引起皮肤干燥、皲裂和皮疹。 

急救措施

皮肤接触: 立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。 眼睛接触: 立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入: 用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。

消防措施

危险特性: 强氧化剂。遇可燃物着火时,能助长火势。与有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。燃烧分解时, 放出有毒的氮氧化物气体。受热分解,放出氧气。

有害燃烧产物: 氮氧化物,亚硝酸盐粉尘。

灭火方法: 消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服,在上风向灭火。雾状水、砂土。切勿将水流直接射至熔融物,以免引起严重的流淌火灾或引起剧烈的沸溅。

应急处理

应急处理: 隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。不要直接接触泄漏物。勿使泄漏物与有机物、还原剂、易燃物接触。

小量泄漏:用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖。然后收集回收或运至废物处理场所处置。

 

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