Селитра

СелитраСЕЛИТРА, минералы, представляющие собой соли азотной кислоты, главным образом калиевую и натриевую.

Калиевая селитра KNО3, азотнокислый калий - бесцветные кристаллы ромбической системы обыкновенно призматической формы; в двойниках двойниковой плоскостью служит грань призмы. Натуральная KNО3 встречается, однако, только в игольчатых и волосистых кристаллах, а чаще в хлопьевидных налетах и в виде коры. Спайность неясная. Твердость 2; удельный вес 1,9—2; температура плавления 339°С; теплота плавления 47,37 cal/г; при нагревании выше 339°С разлагается с выделением кислорода, причем сначала образуется KNО2, после чего начинается выделение азота и образование К2О вследствие выделения кислорода. Селитра при высоких температурах является сильным окислителем: так, механическая смесь селитры с измельченным углем при соприкосновении с накаленным телом загорается; выделяющийся при этом кислород идет на окисление угля; реакция идет по следующей схеме:

4KNО3+5C=2K23+3CО2+2N2;

горение происходит также при соприкосновении селитры с серой:

2KNО3+2S=K24+N2+SО2;

таким же образом селитра окисляет и металлы; при всех этих реакциях выделяется свободный азот. На окислительном действии селитры основано ее применение в составе пороха. В воде селитра легко растворяется (в горячей - значительно легче); при 0°С на 1 ч. селитры достаточно 7,7 ч. воды; теплота растворения (при 18°С) = 8,52 cal. На раскаленном угле селитра дает сильную вспышку с пламенем лиловатого цвета. Встречается обычно в смеси с другими солями во многих известковых пещерах (Алжир, о-в Цейлон, в Калабрии, близ Гамбурга, около Белгорода и т.д.). Она также выходит в виде выцветов из почвы (Арагония, Ост-Индия, Венгрия и т. д.). Месторождения селитры в СССР известны около Тифлиса, в известковых пещерах Поволжья, в Закаспийском крае (в незначительном количестве). Образование калиевой селитры в природных условиях протекает успешно при наличии предварительного образования аммиака (минерализация азота), свободных оснований, достаточного доступа воздуха, бедности почвы органическими веществами, повышения температуры до 37°С, достаточной влажности, необходимой для развития микробов, при отсутствии хлористых калия и кальция. Аналогичный процесс образования KNО3 может быть создан искусственно при разложении смеси органических отбросов с землей, содержащей золу, известь и другие вещества (буртовый способ получения KNО3). Исследования Шлезинга и Мюнца выяснили, что окисление аммиака NH3 в азотную кислоту HNО3 происходит в двух последовательных фазах: сначала образуется азотистая кислота HNО2 по реакции 2NH3+3О2=2HNО2+2H2О, которая затем окисляется в азотную кислоту. Первая фаза окисления аммиака является следствием действия на него нитритных, вторая - нитратных бактерий. Питание бактерий обоих видов происходит за счет углекислоты воздуха, которая разлагается вследствие действия химической энергии, освобождающейся при окислении аммиака. При наличии в почве значительного количества органического веществ селитряные бактерии остаются недеятельными, и тогда работают гнилостные бактерии, разрушающие органические соединения с превращением последних в углекислоту, воду и аммиак.

Когда этот процесс закончен, нитритные бактерии получают возможность развиваться, и начинается окисление аммиака в азотную кислоту; при этом подготовляется среда, необходимая для размножения нитратных бактерий, а, следовательно, и для последующего образования азотной кислоты.

Употребляется KNО3 для приготовления пороха, в пиротехнике, для получения азотной и серной кислот, для очищения золота и серебра, как окислительное средство, как плавень в некоторых металлургических процессах и как протрава в красильном и типографском деле, в медицине и др.

Натриевая селитра NaNО3, азотнокислый натрий - кристаллы гексагональной системы; твердость 1,5—2; удельный вес 2,1; температура плавления 308°С; при дальнейшем нагревании - разложение с выделением кислорода, образованием NaNО2, после чего начинается выделение азота и образование Na2О; NaNО3 бесцветна или слегка окрашена, прозрачна или только просвечивает; гигроскопична; вкус соленый, охлаждающий. Натуральная NaNО3 содержит довольно значительную примесь поваренной (NaCI) и глауберовой (Na24) солей. Легко растворяется в воде: на 1 ч. ее при 18°С требуется 1,4 ч. воды; теплота растворения (при 18°С) 5,03 cal. На раскаленном угле дает вспышку, по силе меньшую, нежели калиевая селитра. Образование ее относится к поверхностному поясу земной коры. Соли азотной кислоты образуются часто в почве при участии нитробактерий или же получаются при разложении отбросов животных организмов. В пустынях Атакама, Перу и других благодаря сухому климату (дожди отсутствуют в течение 4—5 лет) скопляется значительное количество азотнокислых соединений. Азотная кислота с известью почвы дает азотнокальциевую соль, которая под действием сернонатриевой соли дает натриевую селитру по схеме:

Ca(NО3)2+Na24=2NaNО3+CaSО4.

Месторождения селитры обычно связаны с месторождением NaCI, Na24 и других легко растворимых солей, обычных в этих пустынях. Самое мощное месторождение натриевой селитры находится в Чили - чилийская селитра. Здесь она образует целые пласты, залегающие частью на осадочных образованиях, частью на порфирах. Присутствие в селитре йодатов натрия и кальция было установлено в середине прошлого столетия; с этого времени чилийская йодная промышленность занимает первенствующее положение.

Переработка натриевой селитры в калийную получила широкое распространение с 1863 г., когда на рынке появился стассфуртский хлористый калий КСl, извлекаемый из соляных пластов, расположенных у Стассфурта (Магдебург, Германия). Ход переработки NaNО3 в KNО3 следующий: в железный котел наливают чистую воду и нагревают паром до кипения; в котел загружают 1—1,5 тонны NaNО3, а после ее растворения 1,2—1,6 тонны КСl. Крепость раствора 35° Вѐ, нагревание до 110—112°С в течение 1 ч., после чего раствор сгущается и крепость его доходит до 60° Вѐ. Сливают раствор в отстойный чан с охлаждением до 96°С, после чего перегоняют его в медный кристаллизационный бассейн; кристаллизация идет в течение 3 суток при температуре раствора 18—20°С. Получаемая таким образом селитра содержит 98% чистого KNО3 и около 2 % посторонних примесей, которые удаляют дальнейшей очисткой. Натриевая селитра идет как удобрение, для получения азотной и серной кислот, в стекольной промышленности для консервирования мяса и рыбы. Для приготовления пороха натриевая селитра не употребляется вследствие гигроскопичности. Мировая добыча чилийской селитры, колоссальная в 18 и 19 вв., в последнее время, с развитием синтетических методов получения связанного азота (воздушная селитра), значительно пала, что видно из приведенных ниже данных (в т):

selitra 1

Кальциевая селитра, норвежская селитра Ca(NО3)2·nH2О, удельный вес 1,82, в воде легко растворяется, применяется как удобрение.

Бариевая селитра Ba(NО3)2, бесцветные кристаллы величиной до 4 мм, применяется в фейерверках.

Экономика. Громадный и все возраставший спрос на калийные соли в с. х. и промышленности выдвинул добычу этого минерала на одно из первых мест в мировой горной промышленности. Мировое производство калийных солей в 1930 г. определялось в 2025 тыс. тонн, из которых добыто было (в переводе на К2О, в тыс. тонн):

selitra 2

Добыча калийных солей в Германии, на 90% сосредоточенная в руках калийного синдиката, в 1913 году равнялась 12 млн. тонн сильвинита (1232 тыс. тонн К2О); высшей точки она достигла в 1929 году, когда было добыто 13316 тыс. тонн; 1930 г. дал уже снижение до 11962 тыс. тонн (1381 тыс. тонн К2О). Из этого количества в пересчете на К2О было потреблено внутри страны 841,2 тыс. тонн, вывезено в США 163,0 тыс. тонн, в прочие страны - 366,0 тыс. тонн (27%), всего на 250 млн. марок. Вывоз калийных солей из Германии производится в форме готовых удобрений различного состава и марок; в 1930 г. было вывезено минеральных удобрений 1500 тыс. тонн на 42,8 млн. марок против 1572 тыс. тонн в 1929 году. Послевоенная добыча Франции значительно выросла за счет присоединенных (от Германии) калийных месторождений; в 1921 г. было добыто 884 тыс. тонн, в 1930 г. добыча поднялась до 3139 тыс. тонн сырых солей, в переводе на К2О - 496 тыс. тонн, из которых потреблено внутри страны 226,5 тыс. тонн, вывезено 226 тыс. тонн (90,6 тыс. тонн в США), собственные калийные ресурсы которых сравнительно незначительны. Добыча калийных солей в США выразилась в 1930 г. в размерах 105,8 тыс. тонн сырых солей, в переводе на К2О - 61,3 тыс. тонн. Привоз из-за границы в 1913 г. составлял 270,7 тыс. тонн К2О; после резкого сокращения в годы войны (1914—19) он стал быстро восстанавливаться и в 1930 г. достигал уже 318 тыс. тонн К2О. К Польше отошли Силезские калийные месторождения, принадлежавшие ранее Германии. В 1923 г. добыто 22,1 тыс. тонн каинита и 43,6 тыс. тонн сильвинита, в 1929 г. добыча поднялась до 137,7 тыс. тонн каинита и 214,3 тыс. тонн сильвинита, - всего 352,0 тыс. тонн. Привоз из Германий в то же время возрос до 100 тыс. тонн. Знаменитые в середине прошлого столетия Чилийские копи в настоящее время совершенно потеряли значение: добывается немногим более 3 тыс. тонн. СССР располагает колоссальными запасами калийных солей в Соликамском районе: толща карналитовых пластов 39—90 м, сильвинитов - 15—25 м; процентное содержание К2О в карналите 13—14%, в сильвините - 20—30% КСl. Запасы на разведанной площади исчисляются в 14,4 млрд. тонн сильвинита и 10,8 млрд. тонн карналита. Добыча только начинает развиваться. Закончена одна шахта и заложено две новые. Добыча по плану 1932 г. была намечена в 800 тысяч тонн. Строится электростанция, мельница и обогатительная фабрика, а также и ряд других подсобных предприятий. Добыча 1933 г. намечена в размере 1,5 млн. тонн сильвинита. Открыт ряд месторождений и в других районах.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 20 - 1933 г.

Еще по теме: