【资料】助燃剂之硝酸钾

【其他】
　　在400℃分解并放出氧。在空气中不潮解。
　　第一部分：化学品名称
　　化学品中文名称： 硝酸钾
　　化学品英文名称： potassium nitrate
　　中文名称2： 火硝或土硝
　　英文名称2：
　　技术说明书编码： 574
　　CAS No.： 7757-79-1
　　化学式： KNO3
　　式量： 101.10
　　第二部分：成分/组成信息
　　有害物成分 含量 CAS No.
　　硝酸钾 ≥99.5% 7757-79-1
　　第三部分：危险性概述
　　危险性类别：
　　侵入途径：
　　健康危害： 吸入本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。
　　环境危害：
　　燃爆危险： 本品助燃，具刺激性。
　　第四部分：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。
　　第五部分：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。
　　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。
　　第六部分：泄漏应急处理
　　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。
　　第七部分：操作处置与储存
　　操作注意事项： 密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器，穿聚乙烯防毒服，戴氯丁橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。远离易燃、可燃物。避免产生粉尘。避免与还原剂、酸类、活性金属粉末接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
　　储存注意事项： 储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃，相对湿度不超过80％。应与还原剂、酸类、易（可）燃物、活性金属粉末分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

第八部分：接触控制/个体防护
　　职业接触限值
　　中国MAC(mg/m3)： 未制定标准
　　前苏联MAC(mg/m3)： 5
　　TLVTN： 未制定标准
　　TLVWN： 未制定标准
　　
工程控制： 生产过程密闭，加强通风。提供安全淋浴和洗眼设备。
　　呼吸系统防护： 可能接触其粉尘时，建议佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。
　　眼睛防护： 呼吸系统防护中已作防护。
　　身体防护： 穿聚乙烯防毒服。
　　手防护： 戴氯丁橡胶手套。
　　其他防护： 工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。
　　第九部分：理化特性
　　主要成分： 含量:工业级 一级≥99.5％;二级≥99.0％;三级≥98％。
　　外观与性状： 无色透明斜方或三方晶系颗粒或白色粉末。
　　pH：微偏碱
　　熔点(℃)： 334
　　沸点(℃)： 无资料
　　相对密度(水=1)： 2.11
　　溶解性： 易溶于水，不溶于无水乙醇、乙醚。
　　主要用途： 用于制造烟火、火药、火柴、医药，以及玻璃工业。
　　其它理化性质： 400(约)
　　第十部分：稳定性和反应活性
禁配物： 强还原剂、强酸、易燃或可燃物、活性金属粉末。
　　避免接触的条件： 潮湿空气。
第十一部分：毒理学资料
　　急性毒性： LD50：3750 mg/kg(大鼠经口)

生物富集或生物积累性：
　　其它有害作用： 该物质对环境可能有危害，在地下水中有蓄积作用。
　　第十三部分：废弃处置
废弃处置方法： 根据国家和地方有关法规的要求处置。或与厂商或制造商联系，确定处置方法。
第十四部分：运输信息
　　危险货物编号： 51056
包装类别： O53
　　包装方法： 两层塑料袋或一层塑料袋外麻袋、塑料编织袋、乳胶布袋；塑料袋外复合塑料编织袋（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）；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或塑料袋外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱。
　　运输注意事项： 铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。运输时单独装运，运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。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。运输时车速不宜过快，不得强行超车。运输车辆装卸前后，均应彻底清扫、洗净，严禁混入有机物、易燃物等杂质。
　　第十五部分：法规信息
　　法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第5.1 类氧化剂。

用硝土制取硝酸钾的方法：
　　【原理】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。硝酸根跟土壤里的钾、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↓
　　硝土本身也含有硝酸钾，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。
　　【操作】
　　（1）把硝土和草木灰分别研细碾碎。按硝土和草木灰8∶1的质量比称取原料（原料比因来源不同而有所变化），混合后放在一只大烧杯中，加入约75℃的热水到浸没混合物为止。
　　（2）用玻棒不断搅拌约15分钟，再进行抽滤。料渣再一次放在烧杯里，加适量热水并搅拌15分钟，再次抽滤，把两次的滤液合并在一起（原料较多时也可只抽滤一次），得到的滤液常称为硝水。
　　（3）把硝水倾入一只大蒸发皿中，加热蒸发（这一步叫做熬硝），加热时要不断搅拌，防止粘底和飞溅。
　　（4）当蒸发掉2／3～3／4体积的水时停止加热。这时溶液比较粘，蒸发皿底部已析出少量固体。用玻棒取一滴溶液滴在纸上，溶液如果立即凝结成团状，说明已达到要求，立即趁热抽滤。这时温度很高，硝酸钾的溶解度较大不会析出，而氯化钠、氯化钾等由于溶解度较小而析出。
　　（5）让滤液自然冷却到30℃，这时硝酸钾的溶解度受温度的影响变化最大，溶解度急剧下降而大量析出。氯化钠等盐的溶解度变化小，基本上不再析出。再次抽滤，即得硝酸钾晶体。如果要进一步提纯，可再次重结晶。
　　【说明】
　　（1）草木灰以荞麦杆、棉花壳、棉杆、蚕豆杆、菜子杆、番茄杆、高粱杆、玉米杆等植物燃烧后得到的灰为最好，它们钾的含量可达10～15％。当然其他草木灰也可以使用。
　　（2）以上原理也适用于土法生产土硝。

生产方法及特点
　　1.1　硝酸钠-氯化钾转化法　将硝酸钠和氯化钾混合，配成适当浓度，在80～90℃进行反应，然后边蒸发边析出氯化钠，分离出氯化钠；将母液适当稀释(防止析出钠盐)，再冷却到5℃左右，析出产品硝酸钾，粗品经离心过滤洗涤后，即得到硝酸钾，产品经重结晶可得工业级硝酸钾。　该法的主要优点是流程简单、操作方便、投资少、见效快、产品质量好、原料利用率高等，氯化钾和硝酸钠的单耗分别为0.96 t和0.86 t，是工业上最早采用的方法。缺点是硝酸钠价格较高(2 300～2 500元/t)且资源紧张，副产氯化钠利用价值和经济价值都较低；另外由于杂质在母液中的积累，母液还需定期排放，对硝酸钾的产率也有影响。因而许多使用该法的生产厂家处于停产、半停产的状态。
　　1.2　硝酸铵-氯化钾转化法　该法最早由法国Auby公司开发成功，由硝酸铵和氯化钾反应生成硝酸钾和副产物氯化铵。反应后溶液是由氯化钾、硝酸铵、硝酸钾、氯化铵4种物质组成。从相图分析可知，等温图被分为4个相结晶区域。当温度降低时，混合溶液中硝酸钾含量大，结晶区增大；选择合理的工艺条件，降低温度可使溶液中硝酸钾大部分结晶出来，再选择适当的条件使氯化铵结晶出来，从而达到分离硝酸钾和氯化铵的目的。该法也存在杂质积累的问题，主要杂质为氯化钾中的氯化钠，但可随副产物氯化铵结晶出来。　该法蒸发能耗低，原料利用率高，氯化铵回收容易，基本无环境污染，工艺设备简单，操作简便，投资少、见效快。但产品外观、含量稍差，必须重结晶以提高产品质量。目前国内生产厂家大多采用此种技术。
　　1.3　离子交换法　用阳离子交换树脂为交换媒介，以硝酸铵和氯化钾为原料，通过上钾和洗钾过程完成硝酸钾和氯化钾的生产。该法优点是实现了盐的分离，交换液硝酸钾纯度高，经蒸发浓缩一次可得工业一级品，工艺设备较简单，投资少，可连续操作，原料单耗低(最好水平为：折100%计，氯化钾0.8 t，硝酸铵0.81 t)。主要缺点是交换液硝酸钾浓度低，蒸发成本高；回收的氯化铵浓度也低，蒸发能耗高，而且设备要求较高，需用钛材、钛钼镍合金或其它合成材料，成本高，而成品氯化铵的售价低；如果排放将造成污染，浪费资源。　美国AST公司开发成功氯化钾-硝酸离子交换法生产硝酸钾技术，并于1990年在哥伦比亚建成一套5 000 t/a的硝酸钾生产装置。该法使用12%的氯化钾溶液和51%～60%的硝酸溶液通入连续离子交换系统(ISEP)，在操作温度40℃时，硝酸钾溶液的浓度可达35%，副产盐酸的浓度可达12%，得到的产品可达工业级。使用树脂的型号为Dower Monosphere 650C。