硫酸铵
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硫酸铵:(NH4)2SO4俗称肥田粉,硫酸与氨反应生成的盐。20世纪60年代以前是氮肥的主要品种,也是提供作物营养元素硫的主要来源之一。硫酸铵含21%N、24%S。为白色或微黄色结晶,吸湿性小、不结块、化学稳定性好,进入土壤后产生较强的酸性,适合在碱性土壤上施用。
19世纪末叶,在欧洲用硫酸洗涤煤气中的氨即得副产品硫酸铵。合成氨生产工业化后,它曾是一种主要的氨加工产品。后来由于硝酸铵、尿素、液氨直接施肥的迅速发展,硫酸铵在世界氮肥总产量中降低到只占较小的比例。70年代初以来,产量(以N计)约为6Mt,其中大部分是焦炉煤气、煤气、硫酸和己内酰胺生产中回收的副产品。印度等少数国家用碳酸铵和石膏反应制取硫酸铵。
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。
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。
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。