El nitrato de amonio es un fertilizante nitrogenado con un alto contenido de nitrógeno, alrededor del 33%. Su sencillez y bajo coste de producción le hacen ser uno de los compuestos nitrogenados más importantes. Uno de sus inconvenientes es que tiene tendencia a formar tortas al estar almacenado. Este problema se ha ido minimizando con el paso del tiempo con una granulación adecuada, la adición de agentes anti-higroscópicos y un mejor envasado.
Aparte de su uso como fertilizante, el nitrato de amonio centra sus aplicaciones como parte de explosivos comerciales y militares. Es difícil de detonar, pero si se utiliza con aceite o con otros materiales explosivos puede llevarse a cabo su detonación. Se suele usar en minas y canteras. El nitrato de amonio mezclado con TNT forma el amatol, principal explosivo militar convencional.
Reacción de Síntesis
Su producción se realiza a partir de ácido nítrico acuoso y amoniaco gaseoso. Se debe tener en cuenta que la reacción es muy peligrosa debido al carácter explosivo comentado anteriormente. Este aspecto se ve reflejado en su reacción exotérmica de descomposición, con una entalpía aproximada de -25,5 Kcal/g·mol.
El nitrato de amonio es muy soluble en agua, por lo que si se usa como fertilizante hay que tener muy controlado la presencia de humedad durante su almacenamiento para evitar los problemas de formación de tortas citados anteriormente.
Neutralización y Concentración
El calor de neutralización del ácido nítrico acuoso es suficiente para evaporar casi toda el agua presente, siempre y cuando se opere cerca del punto de ebullición de la mezcla. Esta es la base del proceso para la concentración de nitrato amónico.
Al ser un proceso peligroso debido a su carácter explosivo, se debe tener en cuenta una serie de preocupaciones para evitar su explosión:
- El nitrato amónico concentrado debe mantenerse a temperaturas lo más bajas posibles.
- El fundido no puede estar a pH menor de 4,5.
- El neutralizador deber estar perfectamente refrigerado, para que evitar posibles aumentos de la presión y temperatura.
- No se puede utilizar cualquier tipo de catalizador. Por ejemplo, catalizadores del tipo Cloro deben estar excluidos.
Para el correcto funcionamiento de este proceso y poder cumplir los puntos citados, se suele usar un neutralizar a presión atmosférica que concentre por encima el 10% del agua, seguido de un evaporador para eliminar el agua final.
Solidificación
El enfriamiento del fundido en esta fase final hace que éstos se congelen. El punto de fusión suele estar entorno a los 170ºC.
Para que el producto pueda ser usado como fertilizante, se suele utilizar una torre de pulverización para su enfriamiento. En esta torre, el fundido cae formándose granulos de unos 2 mm de diámetro aproximadamente que son secados con aire en contracorriente. Mientras más alta sea la torre, menos post-enfriado será necesario antes de pasar a la etapa de envasado.
En la siguiente figura, se muestra una fotografía de nitrato de amonio envasado. Como se aprecia en la imagen, se recalca en su envase el carácter explosivo para su manejo adecuado.
Figura 1. Nitrato de Amonio envasado. [Que.es]