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화학식 |
(NH4)2SO4 |
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분자량 |
132.15 |
(NH4)2SO4＝132.15. 흔히 황안이라 불리며, 비료로서 가장 중요한 암모늄염이다.
【역사】
황안이 비료로서 사용된 것은 1860년경 J. Liebig가 서술하고 있다. 1800년대에는 제철 공업의 발전에 따라 부생 가스 속의 암모니아를 황안으로 한 부생 황안이 독일, 영국에서 생산되고 또 프랑스에서는 하비에서 황안이 제조되었다.
당시는 질소 비료로서 칠레 초석 사용량 쪽이 많았다. 1900년대에 들어서 암모니아 합성법의 발견과 함께 합성 황산 암모늄의 생산이 가능하게 되었다. 이후 황산 암모늄의 생산량은 급격히 증가하여 현재까지 세계적으로 질소 비료의 대표적 지위를 차지해 왔다.
【성분】
이론값 N 21.21, 제품 N 20.5~21. 유리 황산 0.05~0.1, 수분 0.2~0.3%. 비료 공정 규격에서는 암모니아태 N 20.5%를 보증하고 또 유리 황산 0.5% 이하를 규정한다.
【제법】
원료의 종류, 생산 방식의 차별에 따라 아래 표와 같은 각종 제법이 있다.
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제조법 |
원료 |
제법 |
비고 |
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암모니아분 |
황산분 |
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합성 황산 암모뮴법 |
합성 암모니아 |
황산 |
암모니아를 황산에 흡수시켜 황산 암모늄을 결정화한다. |
중화법, 황산법이라고도 한다. |
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석고 황산 암모늄 |
암모니아, 이산화탄소 |
석고 |
석고를 암모니아와 이산화탄소로 분해하고 모액에서 황산 암모늄을 얻는다. |
석고 황안이라고도 한다. |
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아황산 황산 암모늄법 |
암모니아 |
이산화황 |
아황산암모늄을 합성하고 이것을 산화한다. |
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변성 황산 암모늄법 |
석회질소 |
황산 |
석회질소를 수증기로 분해해 만든 암모니아를 황산에 흡수시킨다. |
현재는 석회질소 자체로 비료로 사용되며 변성은 행해지고 있지 않다. |
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부생 황산 암모늄넙 |
가스 부생 암모니아 |
황산 |
제철, 가스 공업 등에서 가스, 코크스를 제조할 때에 부생하는 암모니아액에서 암모니아 가스를 얻어 황산과 작용시킨다. 또는 가스를 황산으로 씻고 그 안의 암모니아를 포집하여 황산 암모늄액을 얻는다. |
제철 회사, 가스 회사에서 생산된다. |
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회수 황산 암모늄법 |
락탐 등의 제조시 폐액(암모니아, 황산분을 포함한다). |
비료 이외의 제품 원료를 생산할 때에 생기는 폐액에서 황산을 회수한다. |
실례 : 합성 섬유 원료의 카프로락탐 |
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부생 황산 암모늄, 회수 황산 암모늄은다른 공업에서 부생물로 얻어지는 황산 암모늄이다. 석고법, 아황산법 이외의 제법은 모두 다음 식으로 나타내는 반응에 기초한다.
그 밖에 C.A.S.법으로 만든 황산 암모늄도 있다. 합성 황산 암모늄은 각종 황산 암모늄 중의 기본형이며 그 제법의 공정은 그림과 같다.
접촉 황산(진한 황산) 또는 연실 황산(50~60° Bé)을 포화 탱크로 보내고 암모니아를 흡수, 중화한다.
발열로 휘발하는 암모니아의 일부도 황산으로 흡수된다.
탱크 안에 결정화한 황산 암모늄 결정은 모액과 함께 침전 탱크로 이동하며 원심 분리기 기타에서 모액을 충분히 제거, 결정은 증기 건조기로 건조하여 제품으로 한다.
모액은 순환시킨다. 포화 탱크를 쓰지 않고 건식으로 암모니아 가스를 채운 실내에 안개상 황산을 살포해서 제조하는 파우저법도 있다.
【성상】
수용성. 무색~백색. 외형은 큰 결정에서 분말상까지 여러 종류이다. 합성 황산 암모늄 제조의 포화 탱크 중의 유리 황산 함량이 높을수록 결정은 소형이 된다. 또 철, 알루미늄 등의 이온이 불순분으로서 액 속에 존재하면 결정 성장에 방해가 된다.
석고 황산 암모늄은 중성 용액에서 생기므로 결정이 크다. 일반적으로 대형 결정이 사용된다. 흡습성은 질소 비료 중에서 가장 낮은 쪽에 속한다.
상대 습도 80% 이하에서는 대개 내습성. 유리 황산량이 많을수록 또 결정이 가늘수록 고결성은 늘어난다. 과인산석회 등의 산성 비료 및 중성 비료와 배합할 수 있다.
용성 인비, 석회 비료 등의 염기성 비료와 혼합한 것은 수분이 있으면 반응이 일어나 암모니아가 휘발한다.
【용도】
속효성의 질소 비료로서 대량으로 사용된다. 황산근을 갖기 때문에 산성 토양, 추수한 논에 대해서는 무황산근 비료 쪽이 적합하다. 또 복합 비료의(암모니아태) 질소 성분으로서 넓게 이용된다
