高浓度硝酸铵溶液分析中的问题与对策

卢金华，李庆青，李广乾，赵广义，王秀志

（河北冀衡赛瑞化工有限公司， 河北 武邑 053400）

硝酸铵是制造肥料和工业炸药的重要原料，我公司采用气氨与硝酸中和直接生产88%~95%的高浓度硝酸铵溶液，该产品在110~140 ℃时是无色或浅黄色液体，在此状态下直接作为原料用于生产，与使用固体硝酸铵相比，可大幅度简化减少生产环节，降低成本，显著提高经济效益，符合国家产业政策和行业发展趋势。

我公司在销售高浓度液态硝酸铵溶液时，均在罐车出厂前取样分析，以分析结果作为结算依据，使用方用保温罐车运回后采用相同分析方法重新进行取样分析进行含量验证。但实践中发现，使用方的验证数值常常明显低于出厂检验数值，并因此而出现争议，针对这一问题，我们进行了可能性原因分析及验证性实验研究，报告如下。

1 可能性原因分析

我公司的出厂前分析，是采用自制带盖保温桶在生产现场采取全液态高温样品，趁热将定量样品倒入烧杯中，立即加定量蒸馏水稀释成常温下不结晶的稀溶液后再回化验室进行测定。而使用方是用烧杯取出样品，回到化验室将液体部分倒出，用水稀释后进行测定，此时烧杯壁已经有厚厚的一层结晶，倒出的只是未结晶的液体部分。因此，我们初步判断样品部分结晶后剩余的液体中与无结晶全液体状态的样品中硝酸铵的含量可能会有所不同。

2 验证性实验研究

为证实上述判断的正确与否，我们对同一样品的高温全液态、放置冷却后的结晶部分及剩余液体部分分别进行了浓度测定，测定方法采用GB2945-89硝酸铵含量测定方法中的甲醛法，同一样品两次检定结果允许误差为0.2%[1]。结果见表1。

由表1数据可以看出，同一样品在保温良好全液态下分析结果与结晶后再分析结果有较大差别，结晶部分测定值高于全液态，而有部分结晶后剩余液体部分的测定值低于全液态。

为了判定硝酸铵溶液无结晶全液态、部分结晶后的结晶部分和剩余液体部分几种情况的浓度测定值哪一个代表整体物料的真实浓度，我们在实验室条件下进行了模拟试验：以分析纯硝酸铵为标准样品，在水浴中加热，配制已知浓度的硝酸铵溶液，在无结晶全液态时测定其浓度，然后，将溶液在室温下冷却，待杯壁结了一层晶体后，测定结晶部分与剩余液体部分的浓度，（浓度大于 90%的硝铵溶液其结晶点高于100 ℃，在实验室条件下配制如此高浓度的小量硝铵溶液，由于水份的蒸发不易获得预定的准确浓度。所以只能选择在 40 ℃左右的较低温度下配制70%~75%的硝铵溶液进行模拟实验，判定无结晶全液态、部分结晶后的结晶部分及剩余液体部分的浓度哪个更接近实际值。）结果见表2。

表1 同一样品不同状态下浓度测定值对比Table 1 Comparison of measured values with the same sample under different concentrations %

表2 已知浓度标准液在不同状态时的测定值Table 2 Measured values of known concentration of standard solution at different state %

由表2数据可以看出，全液态下测定结果与配制浓度误差不超过标准规定的0.2%的允许范围，能代表物料的真实浓度。

将样品冷藏5 min，待杯壁结晶进一步加厚，再次测定结晶与液体部分的浓度，结果见表3。

表3 冷藏5 min后结晶部分和剩余液体部分的测定值Table 3 Measured values of the crystallization and the remaining portion after refrigerated for 5 minutes %

由表3数据可以看出，结晶后剩余液体硝酸铵的浓度受结晶多少的影响，结晶越多其浓度与全液态真实浓度相差越大。

3 可能原理

结晶硝酸铵没有结晶水[2]，浓硝酸铵溶液遇冷结晶后有限的游离水吸附在晶体表面或微孔中，多余的水分将进入液体部分，使还未来得及结晶的部分浓度降低。

4 结 论

高浓度硝酸铵溶液在出现结晶状态下会发生浓度测定的偏差，对生产和销售环节均会产生不良影响。要保证高浓度硝酸铵溶液浓度测定值的正确和有代表性，必须做到：(1)储罐及罐车保温良好，罐壁不结晶，整体物料状态一致呈液体状态，从而使取到的样品是均匀的。(2)取样器须采取适当的保温措施，在现场取定量无结晶全液态样品，立即加定量蒸馏水稀释成常温下不结晶的稀溶液后再进行测定。

［1］国家技术监督局.GB2945-89 硝酸铵含量的测定[S].北京：中国标准出版社，1990.

［2］朱洪法.实用化工辞典[M].北京：金盾出版社，2007.