硝酸铵

铵盐

硝酸铵，化学式为NH4NO3，是铵阳离子的硝酸盐，通常为白色结晶固体。极易溶于水，易吸湿结块，溶解时吸收大量热。受猛烈撞击或受热可爆炸性分解，遇碱分解。主要用作肥料及工业用和军用炸药。

研究简史

1659年，德国人J.R.格劳贝尔首次制得硝酸铵。19世纪末期，欧洲人用硫酸铵与智利硝石进行复分解反应生产硝酸铵。后由于合成氨工业的大规模发展，硝酸铵生产获得了丰富的原料，于20世纪中期得到迅速发展，第二次世界大战期间，一些国家专门建立了硝酸铵厂，用以制造炸药。60年代，硝酸铵曾是氮肥的领先品种。中国在50年代建立了一批硝酸铵工厂。

1940年代，为防止农用硝酸铵吸湿和结块，用石蜡等有机物进行涂敷处理，曾在船运中发生过因火种引爆的爆炸事件。因此，一些国家制定了有关农用硝酸铵生产、贮运的管理条例，有些国家甚至禁止硝酸铵的运输和直接作肥料使用，只允许使用它与硝酸钙混合制成的硝酸铵钙。后由于掌握了硝酸铵的使用规律，一些国家如法国、苏联、罗马尼亚、美国和英国，允许硝酸铵直接用作肥料，但对产品的安全使用制定了标准。

理化性质

物理性质

化学性质

纯净的硝酸铵是无色无臭的透明结晶或呈白色的小颗粒结晶，与碱反应有氨气生成，且吸收热量。有潮解性，易结块。易溶于水同时吸热，还易溶于丙酮、氨水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。

热分解

硝酸铵受热分解温度不同，分解产物也不同。

在110°C时：NH4NO3→NH3+HNO3 （无氧化还原反应）

在185～200°C时：NH4NO3→N2O+2H2O

在230°C以上时，同时有弱光：2NH4NO3→2N2+O2+4H2O

在400°C以上时，剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3→3N2+2NO2+8H2O

纯硝酸铵在常温下是稳定的，对打击、碰撞或摩擦均不敏感。但在高温、高压和有可被氧化的物质（还原剂）存在及电火花下会发生爆炸，硝酸铵在含水3%以上时无法爆轰，但仍会在一定温度下分解，在生产、贮运和使用中必须严格遵守安全规定。

全球资源生产情况

据统计，2019年全球硝酸铵产能6376万吨，产量为4786万吨（实物量），同比增加6万吨，开工率75%。其中EECA（俄罗斯、乌克兰、乌兹别克斯坦等）是硝酸铵生产最大地区，达到1746万吨，占比36%；北美是第二大地区，946万吨，占比20%；据统计，全球硝酸铵产量在一百万吨以上的国家主要有俄罗斯、美国、中国、澳大利亚、波兰、乌克兰、法国、乌兹别克斯坦、南非、加拿大、埃及与立陶宛。

制备方法

1.由氨水与硝酸作用制成

NH3·H2O(aq)+HNO3(aq)→NH4NO3(aq)+H2O(l)

2.把氨气吸收在硝酸中制成

NH3(g)+HNO3(aq)→ NH4NO3(s)

3.硝酸与铵盐反应制备硝酸铵

硝酸与铵盐反应是另一种常用的硝酸铵制备方法，其基本原理是将硝酸与铵盐反应生成硝酸铵。

具体步骤如下:

(1)将硝酸与铵盐混合，反应生成硝酸铵。NH4Cl+HNO3 → NH4NO3+HCl

(2)将反应液加热，使其蒸发浓缩

(3)将浓缩后的液体冷却、结晶，得到纯净的硝酸铵晶体。

4.氨气与硝酸钙、二氧化碳和水反应制备硝酸铵

Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O→ 2NH4NO3+CaCO3

5.复分解反应制备硝酸铵

(NH4)2SO4+Ba(NO3)2→ NH4NO3+BaSO4 ↓ (s)

NH4Cl+AgNO3 → NH4NO3+AgCl(s)

应用领域

硝酸铵用途比较广泛，主要用于配置工业炸药、农业硝基复合肥生产等行业。因其产品多样性，硝酸铵的应用领域可进行多维度的细分：低密度硝酸铵，适用于炸药制造和特殊化工过程；高密度硝酸铵，因其高稳定性而常用于安全炸药成分，广泛应用于矿山开采、铁路道路建设等多个领域；农业级硝酸铵，作为高效的氮肥广泛应用于提高土壤氮含量和促进植物生长；工业级硝酸铵，专用于制造炸药和其他工业化学品。此外，在商业制冷中，硝酸铵溶解时吸收大量热量的特性使其成为制冷系统的关键成分，同时硝酸铵还用于制造特定种类的玻璃和作为分析试剂的成分。

计算化学数据

危险特性

硝酸铵具有遇火、高温、猛烈撞击发生爆炸的危险特性。历史上，国内外曾多次发生硝酸铵爆炸事故，教训极其深刻。2020年8月4日，黎巴嫩贝鲁特港发生硝酸铵爆炸事故，造成至少190人死亡、6500人受伤，约30万人无家可归。2015年8月，天津市滨海新区天津港瑞海国际物流有限公司存有800吨硝酸铵的危险货物堆场发生火灾爆炸事故，造成165人遇难、8人失踪、798人受伤。1998年1月，陕西兴化集团有限责任公司硝酸铵溶液槽被油和氯离子污染而发生燃烧爆炸事故，造成22人死亡、58人受伤。1993年8月，深圳市清水河危险化学品仓库特大爆炸火灾事故中4号仓内大量硝酸铵燃烧爆炸造成15人死亡、200多人受伤。

硝酸铵的危险特性具体可分为以下四点：

1.火灾危险：硝酸铵本身不燃烧，但硝酸铵有一个潜在的致命缺点：这种化合物被认为是一种氧化剂，即在原子水平上，它会在化学反应中让其他物质失去电子。从更实际的意义上说，这意味着它可以通过增加氧气，促进火灾的发生并加剧可燃材料的火灾。当接触到破布、木制物品和衣物时，溶液会引发火灾。据了解，其他含有硝酸铵的可燃材料放在热表面时会自燃。类似地，被油或可燃物污染的产品在热的时候会引发火灾。由于现场提供氧气，涉及硝酸铵的火灾不能通过防止空气进入来扑灭。

2.爆炸危险：通常情况下，硝酸铵性质稳定，不易引爆。但是在高温、高压和有还原剂存在的情况下会发生爆炸。不过，硝酸铵其实非常钝感，在常温常压下，它对打击、碰撞、摩擦都不敏感，但是如果温度升高，它发生爆炸的可能性也越来越高。如果环境受限，这些热量和气体不能快速释放，温度和压力就会骤然攀升，硝酸铵加速分解而导致爆炸。此外，如果混有燃料（如油）或者吸潮结块，遇到火灾时可能发生爆轰。特别需要注意的是，硝酸铵如果长期在通风不良的场所储存，它自己也会发生反应产生热量，导致温度升高、燃烧，从而引发爆炸。

3.分解危险：固体硝酸铵在110℃开始分解，当温度达到170℃时，硝酸铵开始融化并分解，产生氨气、氮氧化物等有毒气体，其中氮氧化物支持燃烧。230℃以上时分解加速，400℃以上时剧烈分解、发生爆炸。所以企业必须将硝酸铵的风险管理视为重中之重。而贝鲁特事件中，爆炸后升空的橙色蘑菇云，就是硝酸盐爆炸后形成的有毒二氧化氮气体。

安全信息

在我国，硝酸铵属于重点监管的危险化学品，被列入了2010年发布的《首批重点监管的危险化学品名录》，2020年5月应急管理部等四部门发布的《特别管控危险化学品目录（第一版）》。相关安全信息如下：

1.安全事宜

硝酸铵作为强氧化剂，遇可燃物着火时，能助长火势。与可燃物粉末混合能发生激烈反应而爆炸。受强烈震动也会起爆。急剧加热时可发生爆炸。严禁与酸类、易燃物、有机物、还原剂、自燃物品、遇湿易燃物品等并车混运。

2.安全术语与风险术语

S17：Keep away from combustiblematerial.

远离可燃物料。

S26：In case of contact with eyes,rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.

眼睛接触后，立即用大量水冲洗并征求医生意见。

S36：Wear suitable protectiveclothing.

穿戴适当的防护服。

R8：Contact with combustible materialmay cause fire.