Введение

Химическое соединение с формулой NH4NO3

Нитрат аммония – химическое соединение с формулой NH4NO3. Это белая кристаллическая соль, состоящая из ионов аммония и нитрата. Он хорошо растворим в воде и гигроскопичен в твердом состоянии, хотя и не образует гидратов. Основное применение нитрата аммония – в сельском хозяйстве в качестве высокоазотного удобрения. Также он широко используется как компонент взрывчатых смесей в горнодобывающей промышленности, при разработке карьеров и в гражданском строительстве. Нитрат аммония является основной составляющей ANFO – популярного промышленного взрывчатого вещества, на долю которого приходится 80% взрывчатых веществ, используемых в Северной Америке; подобные составы применялись и в самодельных взрывных устройствах. Многие страны постепенно ограничивают его использование в потребительских целях из-за опасений, связанных с возможностью злоупотребления. Случайные взрывы нитрата аммония унесли жизни тысяч людей с начала XX века. Мировое производство в 2017 году оценивалось в 21,6 миллиона тонн. К 2021 году мировое производство нитрата аммония снизилось до 16,7 миллиона тонн. – амониевый аналог селитры (минералогическое название: нитер) – в самых засушливых районах пустыни Атакама в Чили, часто в виде корки на поверхности земли или в сочетании с другими нитратными, йодатными и галогенидными минералами. Нитрат аммония добывался там до тех пор, пока процесс Габера-Боша не сделал возможным синтез нитратов из атмосферного азота, что привело к устареванию добычи нитратов.

Удобрение

Нитрат аммония — важное удобрение с соотношением NPK 34-0-0 (34% азота). Он менее концентрирован, чем мочевина (46-0-0), что создает небольшое неудобство при его транспортировке. Преимущество нитрата аммония перед мочевиной заключается в его большей стабильности и меньшей склонности к потере азота в атмосферу.

Смесь с мазутом

ANFO — это смесь, состоящая из 94% нитрата аммония («AN») и 6% дизельного топлива («FO»), широко используемая в качестве объемного промышленного взрывчатого вещества. Она применяется в угольной промышленности, при разработке карьеров, в горнодобывающей металлургии и в гражданском строительстве в задачах, не предъявляющих высоких требований, где преимущества низкой стоимости, относительной безопасности и простоты использования ANFO важнее, чем преимущества традиционных промышленных взрывчатых веществ, такие как водостойкость, баланс кислорода, высокая скорость детонации и эффективность при малых диаметрах.

Нишевые применения

Нитрат аммония используется в некоторых мгновенных холодных компрессах, так как его растворение в воде сильно эндотермично. В 2021 году Университет науки и технологий короля Абдуллы в Саудовской Аравии провёл эксперименты для изучения возможности использования растворения нитрата аммония в воде для автономных систем охлаждения и в качестве хладагента. Они предложили дистиллировать воду и повторно использовать её, используя солнечную энергию, чтобы избежать потерь воды в экстремальных условиях. Ранее он применялся, в сочетании с самостоятельно взрывающимися "горючими" веществами, такими как нитрат гуанидина, в качестве более дешёвой (но менее стабильной) альтернативы 5-аминотетразолу в газогенераторах подушек безопасности, производимых корпорацией Takata, которые были отозваны как небезопасные после гибели 14 человек.

Безопасность, обработка и хранение

Существует множество инструкций по технике безопасности при хранении и обращении с нитратом аммония. Информация о безопасности и охране здоровья содержится в паспортах безопасности (SDS), предоставляемых поставщиками и различными государственными органами. Чистый нитрат аммония не горит, но, являясь сильным окислителем, поддерживает и ускоряет горение органических (и некоторых неорганических) материалов. Его не следует хранить вблизи горючих веществ. Хотя нитрат аммония стабилен при нормальной температуре и давлении в большинстве условий, он может детонировать под воздействием мощного инициирующего заряда. Не следует хранить его рядом с взрывчатыми веществами или средствами подрыва. Расплавленный нитрат аммония очень чувствителен к ударам и детонации, особенно если он загрязнен несовместимыми материалами, такими как горючие вещества, легковоспламеняющиеся жидкости, кислоты, хлораты, хлориды, сера, металлы, древесный уголь и опилки. Нитрат аммония начинает разлагаться после плавления, выделяя HNO3, NH3 и H2O. Его нельзя нагревать в замкнутом пространстве. Потенциал использования этого материала в качестве взрывчатого вещества привел к принятию нормативных мер. Например, в Австралии в августе 2005 года вступили в силу Правила перевозки опасных грузов, обеспечивающие лицензирование деятельности с такими веществами. Лицензии выдаются только заявителям (предприятиям), имеющим соответствующие меры безопасности для предотвращения любого неправомерного использования. Дополнительные цели, такие как образовательные и исследовательские, также могут быть рассмотрены, но индивидуальное использование не допускается. Сотрудники организаций, имеющих лицензию на обращение с этим веществом, должны находиться под надзором уполномоченного персонала и пройти проверку безопасности и проверку национальной полицией перед выдачей лицензии.

Опасность для здоровья

Нитрат аммония не представляет опасности для здоровья и обычно используется в удобрениях. LD50 нитрата аммония составляет 2217 мг/кг, что, для сравнения, примерно в два раза меньше, чем у поваренной соли.