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硝酸钙知识大全

发布时间:12-05-04 来源: 点击量:104725
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硝酸钙简介

  硝酸钙[Ca(NO3)2]是硝酸根离子与钙离子化和生成的无机盐。为无色透明单斜晶体。有两种晶体。易吸湿。热至132℃分解。易溶于水、乙醇、甲醇、丙酮、戊醇、醋酸甲酯及液氨,几乎不溶于浓硝酸。置于空气中易潮解。相对密度α型1.896,β型1.82。熔点α型42.7℃,β型39.7℃。低毒,半数致死量(大鼠,经口)3900mg/kg。硝酸钙是氧化剂,有氧化性,加热放出氧气,遇有机物、硫等即发生燃烧和爆炸,发出红色火焰。于132℃分解;若再加热至495~500℃时会分解为氧气和亚硝酸钙;若继续加热则分解生成氧化氮气体和氧化钙。

  国标编号:51057

  中文名称:硝酸钙

  中文别名:无水硝酸钙 钙硝石

  英文名称:Calcium nitrate anhydrous;calcium nitrate;lime nitrate

  英文别名:Calcium nitrate; Calcium Nitrate-15N2; Lime Saltpeter; Nitric Acid, Calcium Salt; Nitrocalcite; Norwegian Saltpeter; calcium dinitrate; Calcium nitrate (anhydrous)

  CAS 号:10124-37-5

  EINECS号:233-332-1

  分 子 式:Ca(NO3)2

  分 子 量:164.0898

  InChI:InChI:1S/Ca.2NO3/c;2*2-1(3)4/q+2;2*-1

  分子结构:

  熔 点:561℃

  水溶性:Soluble

  溶解性: 易溶于水、液氨、丙酮、醇,不溶于浓硝酸。

  禁配物: 强还原剂、强酸、磷、铝、硫。

  储 存:密封阴凉干燥保存

  化学品类别:无机盐

  急性毒性: LD50:3900 mg/kg(大鼠经口)

  外观与性状: 无色透明单斜结晶或粉末。

  管制信息:硝酸钙(*)(易制爆);本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制


 

硝酸钙用途

  硝酸钙主要用于制造烟火、炸药、火柴、肥料等。

  检定硫酸盐和草酸盐。配制基础培养基。制造其他硝酸盐、白炽灯罩、焰火。

  农业上用作酸性土壤的速效肥料和植物快速补钙剂等;用作分析试剂及焰火用材料;是制造其他硝酸盐的原料。电子工业用于涂覆阴极。

  
 

硝酸钙制备方法

  常将碳酸钙投入硝酸中制取硝酸钙:

  CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑

  
 

硝酸钙危险性概述

  健康危害: 吸入本品粉尘,对鼻、喉及呼吸道有刺激性,引起咳嗽及胸部不适等。对眼有刺激性。长期反复接触粉尘对皮肤有刺激性。

  燃爆危险: 本品助燃,具刺激性。

  
 

硝酸钙急救措施

  皮肤接触: 脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。

  眼睛接触: 提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。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: 饮足量温水,催吐。就医。

  
 

硝酸钙消防措施

  危险特性: 强氧化剂。受热分解,放出氧气。与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉末等混合可形成爆炸性混合物。燃烧分解时, 放出有毒的氮氧化物。受高热分解,产生有毒的氮氧化物。

  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。

  
 

硝酸钙泄漏应急处理

  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。勿使泄漏物与还原剂、有机物、易燃物或金属粉末接触。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。

  
 

硝酸钙操作处置与储存注意事项

  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。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴安全防护眼镜,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。避免产生粉尘。避免与还原剂、酸类接触。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、通风的库房。远离火种、热源。应与还原剂、酸类等分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

  
 

硝酸钙运输信息及注意事项

  危险货物编号: 51057

  UN编号: 1454

  包装标志:

  包装类别: O53

  包装方法: 塑料袋或二层牛皮纸袋外全开口或中开口钢桶(钢板厚0.5 毫米,每桶净重不超过50公斤),零担再装入透笼木箱;塑料袋或二层牛皮纸袋外普通木箱;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。

  
 

种植过程中硝酸钙使用注意事项

  1、 硝酸钙在苗期切勿浇根,容易引起烧苗。

  2、 不能与其它化学肥料一起使用,钙易与其它阴离子发生反映引起沉淀,影响利用率。

  3、 在使用硝酸钙后,请减少铵态氮的使用。铵态氮与钙离子拮抗,易引起根腐病。

  4、 使用硝酸钙最好选择晴天进行。因为钙主要通过蒸腾作用运输,晴天时蒸腾 作用强硝酸钙利用率高,效果好。

  
 

硝酸钙在水环境治理中的作用机理

  底泥中有机物的溶出会导致水中溶解氧的下降,氮磷的释放会造成水体的富营养化,底泥中的微生物在缺氧情况下分解有机物会产生硫化氢臭气问题。因此,受污染底泥会严重影响到上覆水体的水质,底泥处理已成为水环境治理中的重要组成部分。

  而在底泥中注入硝酸钙,则对水环境中有机物、磷和硫化物均有降解或抑制作用,并且不容易影响水体生物,效果更加持久。其作用机理分析如下:

  1. 去除黑臭现象

  水体发黑主要与吸附了FeS的带负电荷胶体悬浮颗粒有关,且腐殖质是吸附构成络合物的主要组成。含硫、氮等有机物降解时逸出的NH3、H2S等能使水体发黑变臭。

  而硫化物的产生主要源于硫酸盐。硫酸盐在水中含量较大,尤其是水体受到工业污染之后。缺氧环境下,底泥微生物利用硫酸根离子作为电子受体,产生H2S,最终散发到大气中。

  硝酸盐除可以抑制硫化氢的产生外,由于其氧化值比硫酸盐高,因此在理论上能将底泥中的酸性挥发硫转变成硫酸盐。酸性挥发硫是底泥中的活动硫部分,可重复被氧化还原,在控制底泥孔隙水重金属浓度和底泥重金属生物可给性方面扮演着重要的角色,尤其是富硫底泥。这是因为在还原性底泥中,元素硫主要以S2-的形式存在。绝大多数重金属可与S2-形成难溶沉淀物,如CuS、PbS、ZnS、FeS等,从而使生物难以吸收利用。当底泥中注入硝酸钙后,其中的硝酸盐将S2-被氧化为SO42-,释放出束缚的重金属,底泥孔隙水溶解的重金属浓度增大,重金属的生物可利用性提高。因此,硝酸钙氧化S2-,不仅可以进一步削减难闻气体和致黑物质的产生,而且可以提高重金属的生物可利用性。
 

  2.氧化有机物

  底泥中有机物范围广泛,经调查发现,底泥中广泛存在的有机污染物主要包括:多环芳烃(PAHs)、杀虫剂(如DDT)、氯代烃(如多氯联苯PCBs)、单环芳烃(苯及其衍生物)及邻苯二甲酸脂等。

  注入硝酸钙后,底泥中脱氮微生物的活性得到提高,在将NO3-转化为N2的过程中,同时降解了有机物。

  硝酸钙氧化有机物的效果随着有机物种类的不同而有较大的差异,与有机分子量的大小也有关系。一般地,对于分子量较低的有机物,硝酸钙的氧化作用相对较好。
 

  3 .抑制磷的释放

  底泥中磷的释放不仅与环境因素(如pH、溶解氧、温度和扰动等)相关,而且与磷的沉淀形态也有关。《湖泊富营养化调查规范》中将沉积物中的P形态分为5种,即可溶性磷(DP)、铁结合磷(Fe-P)、铝结合磷(Al-P)、钙结合磷(Ca-P)和有机磷(OP)。而底泥中磷的释放可能有三种形式:(1)有机质分解,释放出溶解性的磷酸盐;(2)Fe-P较为不稳定,当环境氧化条件变化时,很容易释放出来,而还原作用也能使阳离子Fe3+还原为Fe2+,使被氧化铁束缚的磷释放;(3) 溶解磷直接向上覆水体释放。

  底泥中释放出来的磷首先进入沉积物的空隙水,然后逐渐扩散到底泥和水的交界面,进而向水体其他部分混合扩散。当底泥中注入硝酸钙后,钙离子与底泥空隙水及底泥上覆水体中的各种磷酸根结合成不溶性的盐,沉淀吸附在底泥颗粒表面。即使水体环境发生变化,钙盐态的磷也不容易释放出来。同时,底泥中的Fe2+被硝酸盐氧化Fe3+,加强了铁氧化物对磷的吸附,从而减少了Fe-P的释放。这样不仅有助于水体中磷含量的降低,而且可以抑制底泥中磷的重新释放。

  此外,聚磷菌在有氧条件下摄取磷,在厌氧条件下释放磷。但当厌氧条件下存在硝酸盐时,由于反硝化的速度比聚磷菌释磷反应的速度快,会抢先利用底泥中的易降解有机物(如挥发性脂肪酸VFA)而导致聚磷菌缺乏可利用的碳源,使厌氧释磷的速度和量都下降。并且,当硝酸盐含量较高时,可充当电子受体,促进聚磷菌吸收磷。

  因此,硝酸钙注入底泥后,钙离子和硝酸根离子均对磷的释放有抑制作用。

  
 

硝酸钙在水环境治理中的应用

  在底泥中投加硝酸钙以氧化有机物首先是在加拿大Hamilton港针对底泥中油和各种有机化合物(尤其是PAHs)污染的中试中采用的。在现场中试研究之前,还进行了实验室研究。在实验室研究中,保持底泥缺氧状态,投加硝酸钙和有机调理剂与底泥混合,结果显示:在197天内,底泥中78%的油和68%的PAHs被生物降解。中试研究在港内某一区域内(1000m×1000m)进行,在1992-1993年间共投加了4次药剂。结果表明:57%的油和48%的PAHs被生物降解,并且所有游离H2S的均被降解。

  在1998年,该技术在美国马萨诸塞州Salem潮间带的底泥处理中得到了工程规模的实际应用,目标污染物是煤焦油、PAHs(主要是低分子量的PAHs,如萘)。由于位于潮间带,因此选在低潮时进行。在岸上装满3箱硝酸钙溶液(每箱1500加仑)作储备,用泵打入牵引车上一个容量为300加仑的溶液箱,在耙拖过之后通过有弹簧装置的注射器将硝酸钙溶液注入底泥。每年进行三次,每次三天,每天注入1500加仑的硝酸钙溶液。两年后结果发现:PAHs的去除非常明显;对海底有机物的研究也发现底泥的修复沿着正确的方向前进;硝酸盐在该投加速率下也没有释放进入水体。

  用硝酸钙去除硫化物以控制硫化氢的小试和中试是香港旧机场在1998首先采用的。由于未经处理的污水排放导致底泥中释放出大量臭气,腐蚀附近的建筑物和飞机,甚至影响到老年人的生命安全。注入硝酸钙后,几周之内底泥的颜色就从黑色转变为棕色,95%的硫化物得到去除,在相当程度上消除了臭气。

  加拿大国家水资源研究所(NWRI)从6个国家取了22个底泥样进行实验室研究。发现注入硝酸钙后,所有泥样在不到四周之内超过70%的硫化物被氧化。日本Nakanoumi湖的中试和香港城门河的实际工程应用也表明,硫化物的氧化效果超过99%。

  硝酸钙抑制磷的应用尚处于实验阶段。在1983年,Willenbring等使用液态硝酸钙处理明尼苏达州Long Lake的底泥中就发现,投加量为149gN/m2时,能氧化底泥至少10cm,并能抑制磷的释放,如果氧化深度不超过10cm,未氧化的底泥在一段时间后会释放磷进入体。Feibicke在1997年也对德国西波罗的海Schlei Fjord底泥和水体中磷的去除做了实验室研究。

  该技术的关键点在于硝酸钙的投加量和入土深度。投加量不足,则达不到预期的处理效果;投加量过高,反而抑制细菌的活性,从而降低生化作用,而且硝酸钙本身就是一种营养盐,若硝酸钙入土深度不够或者投加量过高,则硝酸盐氮可能进入水体导致富营养化。硝酸钙的入土深度一般为15~20cm,投药量需由试验确定。投加日期可以选在天气较为温暖的几个月内,因为此时细菌的活性较高。

  在底泥中注入硝酸钙不仅是一种化学技术,更重要的还是一种生物技术。目前,该技术已经从实验室和中试研究阶段发展到了实际的工程运作阶段,并且在有机物PAHs的降解和硫化物的去除方面已经得到了极佳的效果,另外,该技术不需要额外的处置场地,也不会产生底泥再悬浮,所需费用相对较低。因此可以预见,该技术在水环境综合整治中会被广泛推广使用。


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