硝酸鉀

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硝酸鉀俗稱火硝或土硝。它是黑火藥的重要原料和複合化肥。

簡介

管制信息

硝酸鉀結構式

[1]  硝酸鉀(*)(易制爆)   該品根據《危險化學品安全管理條例》受公安部門管制。[2]

CAS號

  CAS號:7757-79-1 [2]

理化性質

物理性質

  水溶液pH:7   性狀:無色透明稜柱狀或白色顆粒結晶性粉末。味辛辣而咸有涼感。微吸濕,吸濕性比硝酸鈉為小。   相對密度(d164):2.109   熔點:334℃   溶解性:易溶於水,溶於水時吸熱,溶液溫度降低。不溶於無水乙醇乙醚[3]

化學性質

  1.可參與氧化還原反應   S + 2KNO3+ 3C ==== K2S + N2↑ + 3CO2↑ (黑火藥反應) 注意該反應硫和硝酸鉀是氧化劑。   2.酸性環境下具有氧化性   6FeSO4+ 2KNO3+ 4H2SO4==== K2SO4+ 3Fe2(SO4)3+ 2NO↑ + 4H2O   3.加熱分解生成氧氣   2KNO3=加熱=2KNO2+O2↑   4.與有機物或硫、磷等摩擦或撞擊會燃燒或爆炸[4]

作用與用途

  主要用於焰火、黑色火藥、火柴、導火索、燭芯、煙草、彩電顯像管、藥物化學試劑催化劑、陶瓷釉彩、玻璃、複合肥料、及花卉蔬菜、果樹等經濟作物的葉面噴施肥料等。另外,冶金工業、食品工業等將硝酸鉀用作輔料。黑火藥配方一般為硝酸鉀2克,硫磺3克,木炭4.5克,其中,木炭和硫磺稍稍過量(他們會與空氣中氧氣反應)。[5]

使用注意事項

危險性概述

  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症,影響血液攜氧能力,出現頭痛頭暈紫紺噁心嘔吐。重者引起呼吸紊亂、虛脫,甚至死亡。口服引起劇烈腹痛、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。皮膚反覆接觸引起皮膚乾燥皸裂皮疹。   燃爆危險: 該品與有機物、磷、硫接觸或撞擊加熱能引起燃燒和爆炸。具刺激性。[6]

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。 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。   吸入: 迅速脫離現場至空氣新鮮處。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。   食入: 用水漱口,給飲牛奶蛋清。就醫。[6]

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XX至熔融物,以免引起嚴重的流淌火災或引起劇烈的沸濺。[6]

泄漏應急處理

  應急處理: 隔離泄漏污染區,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,洗水稀釋後放入廢水系統。大量泄漏:用塑料布、帆布覆蓋。然後收集回收或運至廢物處理場所處置。[6]

操作處置與儲存

  操作注意事項: 密閉操作,加強通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器,穿聚乙烯防毒服,戴氯丁橡膠手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。遠離易燃、可燃物。避免產生粉塵。避免與還原劑、酸類、活性金屬粉末接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。   儲存注意事項: 儲存于陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不超過30℃,相對濕度不超過80%。應與還原劑、酸類、易(可)燃物、活性金屬粉末分開存放,切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。[6]

接觸控制/個體防護

  職業接觸限值前蘇聯MAC(mg/m3): 5 ): 334   主要用途: 用於製造煙火、火藥、火柴、醫藥,以及玻璃工業。   工程式控制制: 生產過程密閉,加強通風。提供安全淋浴和洗眼設備。   呼吸系統防護: 可能接觸其粉塵時,建議佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器。   眼睛防護: 呼吸系統防護中已作防護。   身體防護: 穿聚乙烯防毒服。   手防護: 戴氯丁橡膠手套。   其他防護: 工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。[6]

毒理學資料

  急性毒性: LD50:3750 mg/kg(大鼠經口)   其它有害作用: 該物質對環境可能有危害,在地下水中有蓄積作用。 [6]

運輸注意事項

  危險貨物編號: 51056   UN編號: 1486   包裝類別: O53   包裝方法: 兩層塑料袋或一層塑料袋外麻袋、塑料編織袋、乳膠布袋;塑料袋外複合塑料編織袋(聚丙烯三合一袋、聚乙烯三合一袋、聚丙烯二合一袋、聚乙烯二合一袋);螺紋口玻璃瓶、塑料瓶或塑料袋外普通木箱;螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑料瓶或金屬桶(罐)外普通木箱。   運輸注意事項: 鐵路運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。運輸時單獨裝運,運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材。嚴禁與酸類、易燃物、有機物、還原劑、自燃物品、遇濕易燃物品等並車混運。運輸時車速不宜過快,不得強行超車。運輸車輛裝卸前後,均應徹底清掃、洗凈,嚴禁混入有機物、易燃物等雜質[6]

法規信息

  法規信息 化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質划為第5.1 類氧化劑。[7]

製備

合成法

  氯化鉀在濃度為65%的硝酸中於75°C下反應,生成硝酸鉀、氯氣、亞硝酰氯。用硝酸氧化亞硝酰氯時,逸出氯氣和二氧化氮,後者用空氣氧化,並用水吸收,復得硝酸。   3KCl + 4HNO3==3KNO3+ Cl2↑+ NOCl↑ + 2H2O   NOCl + 2HNO3==Cl2↑ + 3NO2↑+ H2O   4NO2+O2+2H2O=4HNO3

溶劑萃取

  在 5~10°C,氯化鉀溶於濃度60%~70%硝酸中,用有機溶劑萃取,分離得硝酸鉀和鹽酸[8]

復分解法

  硝酸鈉與氯化鉀經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。此法工業上應用較多,是工業硝酸鉀主要的生產方式。先把硝酸鈉溶於熱水中,在攪拌下按硝酸鈉:氯化鉀=100:85的配料比逐漸加入氯化鉀,經蒸發濃縮,當溫度為119°C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。經抽濾、洗滌和乾燥即得粗產品(純度≥85%),再經重結晶可得純品和高純品。[8]

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。此法工業上應用較多,是工業硝酸鉀主要的生產方式之一。

和法

  用氫氧化鉀碳酸鉀中和硝酸,經蒸髮結晶制得硝酸鉀;或用氫氧化鉀或碳酸鉀溶液吸收硝酸生產中的尾氣並加工制得硝酸鉀。[8]

硝土製取法

  硝酸鉀俗稱火硝或土硝。它是黑火藥的重要原料和複合化肥。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。硝土一般存在於廁所、豬、牛欄屋,庭院的老牆腳,崖邊,岩洞以及不易被雨水沖洗的地面。硝土潮濕,不易曬乾,經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裡的鈣、鎂離子結合,生成難溶性的鹽而沉澱,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,最後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。[8]

上游原料

  上游原料: 氯化鉀 硝酸 硝酸銨 硝酸鈉 [9]