高濃度硝酸銨溶液分析中的問題與對策

盧金華，李慶青，李廣乾，趙廣義，王秀志

（河北冀衡賽瑞化工有限公司， 河北 武邑 053400）

硝酸銨是制造肥料和工業炸藥的重要原料，我公司采用氣氨與硝酸中和直接生產88%~95%的高濃度硝酸銨溶液，該產品在110~140 ℃時是無色或淺黃色液體，在此狀態下直接作為原料用于生產，與使用固體硝酸銨相比，可大幅度簡化減少生產環節，降低成本，顯著提高經濟效益，符合國家產業政策和行業發展趨勢。

我公司在銷售高濃度液態硝酸銨溶液時，均在罐車出廠前取樣分析，以分析結果作為結算依據，使用方用保溫罐車運回后采用相同分析方法重新進行取樣分析進行含量驗證。但實踐中發現，使用方的驗證數值常常明顯低于出廠檢驗數值，并因此而出現爭議，針對這一問題，我們進行了可能性原因分析及驗證性實驗研究，報告如下。

1 可能性原因分析

我公司的出廠前分析，是采用自制帶蓋保溫桶在生產現場采取全液態高溫樣品，趁熱將定量樣品倒入燒杯中，立即加定量蒸餾水稀釋成常溫下不結晶的稀溶液后再回化驗室進行測定。而使用方是用燒杯取出樣品，回到化驗室將液體部分倒出，用水稀釋后進行測定，此時燒杯壁已經有厚厚的一層結晶，倒出的只是未結晶的液體部分。因此，我們初步判斷樣品部分結晶后剩余的液體中與無結晶全液體狀態的樣品中硝酸銨的含量可能會有所不同。

2 驗證性實驗研究

為證實上述判斷的正確與否，我們對同一樣品的高溫全液態、放置冷卻后的結晶部分及剩余液體部分分別進行了濃度測定，測定方法采用GB2945-89硝酸銨含量測定方法中的甲醛法，同一樣品兩次檢定結果允許誤差為0.2%[1]。結果見表1。

由表1數據可以看出，同一樣品在保溫良好全液態下分析結果與結晶后再分析結果有較大差別，結晶部分測定值高于全液態，而有部分結晶后剩余液體部分的測定值低于全液態。

為了判定硝酸銨溶液無結晶全液態、部分結晶后的結晶部分和剩余液體部分幾種情況的濃度測定值哪一個代表整體物料的真實濃度，我們在實驗室條件下進行了模擬試驗：以分析純硝酸銨為標準樣品，在水浴中加熱，配制已知濃度的硝酸銨溶液，在無結晶全液態時測定其濃度，然后，將溶液在室溫下冷卻，待杯壁結了一層晶體后，測定結晶部分與剩余液體部分的濃度，（濃度大于 90%的硝銨溶液其結晶點高于100 ℃，在實驗室條件下配制如此高濃度的小量硝銨溶液，由于水份的蒸發不易獲得預定的準確濃度。所以只能選擇在 40 ℃左右的較低溫度下配制70%~75%的硝銨溶液進行模擬實驗，判定無結晶全液態、部分結晶后的結晶部分及剩余液體部分的濃度哪個更接近實際值。）結果見表2。

表1 同一樣品不同狀態下濃度測定值對比Table 1 Comparison of measured values with the same sample under different concentrations %

表2 已知濃度標準液在不同狀態時的測定值Table 2 Measured values of known concentration of standard solution at different state %

由表2數據可以看出，全液態下測定結果與配制濃度誤差不超過標準規定的0.2%的允許范圍，能代表物料的真實濃度。

將樣品冷藏5 min，待杯壁結晶進一步加厚，再次測定結晶與液體部分的濃度，結果見表3。

表3 冷藏5 min后結晶部分和剩余液體部分的測定值Table 3 Measured values of the crystallization and the remaining portion after refrigerated for 5 minutes %

由表3數據可以看出，結晶后剩余液體硝酸銨的濃度受結晶多少的影響，結晶越多其濃度與全液態真實濃度相差越大。

3 可能原理

結晶硝酸銨沒有結晶水[2]，濃硝酸銨溶液遇冷結晶后有限的游離水吸附在晶體表面或微孔中，多余的水分將進入液體部分，使還未來得及結晶的部分濃度降低。

4 結 論

高濃度硝酸銨溶液在出現結晶狀態下會發生濃度測定的偏差，對生產和銷售環節均會產生不良影響。要保證高濃度硝酸銨溶液濃度測定值的正確和有代表性，必須做到：(1)儲罐及罐車保溫良好，罐壁不結晶，整體物料狀態一致呈液體狀態，從而使取到的樣品是均勻的。(2)取樣器須采取適當的保溫措施，在現場取定量無結晶全液態樣品，立即加定量蒸餾水稀釋成常溫下不結晶的稀溶液后再進行測定。

［1］國家技術監督局.GB2945-89 硝酸銨含量的測定[S].北京：中國標準出版社，1990.

［2］朱洪法.實用化工辭典[M].北京：金盾出版社，2007.