硝酸钠物化性质和制备方法（一）

[db:作者] / 2023-01-11 00:00

硝酸钠

[物化性质]无色透明结晶或白色颗粒粉末。无臭，味咸微苦。在潮湿空气中略吸潮。溶于水，稍溶于乙醇，当溶解于水时其溶液温度降低，溶液呈中性。相对密度2.26，熔点308℃，加热至537.7℃爆炸，与有机物、硫黄接触能引起燃烧和爆炸。

[制备方法]硝酸钠最方便的来源是从钠硝石矿中浸取而得，但钠硝石矿较少，所以大量的硝酸钠由合成法制得。

(1)碱吸收法

碱吸收法可分为碱吸收硝酸“尾气”法和碱吸收硝酸法。硝酸的生产主要是用纯碱(或烧碱)溶液吸收硝酸“尾气”而得到。由于硝酸“尾气”数量有限，有时也用碱液吸收硝酸来制备，也叫中和法。这两种方法成本较高，对设备腐蚀性较大，且由于两碱供应紧张，使产量受到限制。

(2)氯化钠制备法

以氯化钠为原料，可以通过转化法和内循环法而得到硝酸钠。

转化法是由氯化钠与硝酸铵两种不易直接反应的易溶盐在一定的条件下反应而实现。这两种盐来源丰富，可就地取材，是比较合理的原料路线。依据实现转化的条件不同，可分为直接转化法、浮选法、离子交换法。

①直接转化法直接转化法是通过研究反应中Na+、NH4+/CI-、NO3- -H2O交互体系相图，得知NaCl与NH4NO3为不稳定盐对，而NaNO3与NH4Cl为稳定盐对；随着温度的降低，NaNO3与NH4Cl结晶区的面积不断增大。故当在一定浓度的母液中，加入相等物质的量的NaCl与NH4NO3，在较高的浓度下令其溶解，再按照合适的工艺冷却后，析出NaNO3与NH4Cl晶体。反应基本上定量地完成。由于NaNO3结晶的密度大于NH4Cl，如果条件选择得合适，则NaNO3会以较大的晶粒析出，可方便地与NH4CI结晶分离。

②浮选法浮选法也是通过NaCl与NH4NO3制取NaNO3与NH4Cl的联产工艺。操作过程中利用同离子效应防止发生逆反应。利用静态结晶和浮选手段达到NaNO3与NH4Cl混晶分层浮选的目的。整个联产工艺是一个投入产出的闭路循环，生产过程中不需投入第三种物质。所用设备均为常压通用化工设备，为一种较好NaNO3的生产方法。

③离子交换法离子交换法是在离子交换树脂上，完成NaCl与NH4NO3之间反应。强酸性阳离子交换树脂中活性基团(—SO3H+)上的氢离子，能选择性地交换溶液中的阳离子。利用该特性，在交换柱上进行Na+和NHT的相互交换，制得NaNO3溶液。经浓缩、结晶、离心分离、烘干等工序，制得高纯度的硝酸钠和副产品氯化铵。其交换反应如下。

该法通过一个交换循环过程，直接得到硝酸钠溶液，而使树脂在循环过程中再生，周而复始，可长期使用。生产过程中无三废产生。该法缺点是收集液的浓度太小，浓缩时能耗太大，而且蒸发氯化铵溶液有严重的设备腐蚀问题，致使该法的实用化受到限制。

④内循环法

实现该过程的基本反应为：

NH3、CO2可循环使用。该途径反应较多，工艺操作要求较为严格。采用本法生产硝酸钠，成本与吸收法相当，但产量高，节省能源，设备腐蚀小，成品中不含有害物质—亚硝酸盐，副产品既可作工业原料又可作化肥。

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