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  • 直销优质磷酸 

    概述:主要用于水处理、制药、磷酸盐工业、电镀、抛光工业、制糖工业、肥料等工业,也可用作化学试剂。在食品工业中作为酸味剂、酵母营养剂等

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    2019-06-17 15:28:44 点击1080次
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    磷酸

    CAS登录号 7664-38-2 EINECS登录号 231-633-2 化学式 H3PO4 分子量 98

    熔点 42℃  沸点 261℃(分解)   水溶性:可与水以任意比互溶

    密度 1.874g/mL(液态)    外观:白色固体,大于42℃时为无色粘稠液体

    别称:正磷酸;食用磷酸;乙烯利水剂;磷酸(食品级);一缩原磷酸;工业磷酸;磷酸85%工业级

    应用:主要用于水处理、制药、磷酸盐工业、电镀、抛光工业、制糖工业、肥料等工业,也可用作化学试剂。在食品工业中作为酸味剂、酵母营养剂等

    磷酸或正磷酸,是一种常见的无机酸,是中强酸。由五氧化二磷溶于热水中即可得到。正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得。磷酸在空气中容易潮解。加热会失水得到焦磷酸,再进一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业,包括作为防锈剂,食品添加剂,牙科和矫形外科,EDIC腐蚀剂,电解质,助焊剂,分散剂,工业腐蚀剂,肥料的原料和组件家居清洁产品。也可用作化学试剂,磷酸盐是所有生命形式的营养。

    物质结构

    正磷酸是由一个单一的磷氧四面体构成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3杂化的,3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键,另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-pπ键组成的。σ配键是磷原子上的一对孤对电子向氧原子的空轨道配位而形成。d←p配键是氧原子的py、pz轨道上的两对孤对电子和磷原子的dxz、dyz空轨道重叠而成。由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多,组成的分子轨道不是很有效的,所以P—O键从数目上来看是三重键,但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。纯H3PO4和它的晶体水合物中都有氢键存在,这可能是磷酸浓溶液之所以粘稠的原因。

    物理性质

    市售磷酸是含85%H3PO4的粘稠状浓溶液。从浓溶液中结晶,则形成半水合物2H3PO4·H2O(熔点302.3K)。

    结(冰)晶点:

    磷酸属于中强酸,其结晶点(冰点)为21℃,当低于此温度时会析出半水物结(冰)晶。当然,通常磷酸在10℃以上甚至更低温度下也不结(冰)晶,这是由于磷酸具有过冷的特性,也就是实际上市售的磷酸在低于21℃时会偏离其结(冰)晶点,不会立即结(冰)晶的现象存在。但这样的低温只要维持一段时间,在静止的状态下,磷酸很容易产生结(冰)晶。

    磷酸结晶就像其他液体结晶一样属于物理变化而非化学变化。其化学性质不会因结晶而改变,也即磷酸的质量是不会因结晶而受影响的,只要给予温度熔化或加热水稀释溶化,仍可以正常使用。

      结晶特性:磷酸浓度高、纯度高,结晶性高。根据经验,当气温在4摄氏度上下,浓度大于85%时,其结晶性增大,若不慎混入结(冰)晶磷酸,会造成原本没有结(冰)晶的磷酸立即感染而结(冰)晶,而且磷酸结(冰)晶异常迅速,直致磷酸储存容器大部结(冰)晶。磷酸结(冰)晶后,上部磷酸边稀,下部沉积针状结(冰)晶体纯磷酸。根据经验,75%磷酸在较低(4℃附近)的温度下也较难结(冰)晶,因此在较低的气温条件下,建议使用75%磷酸比较妥当。

      磷酸结(冰)晶好比水结冰,是其本身的物理性能,固有属性,不能改变,只有妥善保存处理才能防止结(冰)晶。

    化学性质

    磷酸是三元中强酸,分三步电离,不易挥发,不易分解,有一定氧化性。具有酸的通性。

    (1)浓磷酸可以和氯化钠共热生成氯化氢气体(与碘化钾、溴化钠等也有类似反应),属于高沸点酸制低沸点酸

    (2)磷酸根离子具有很强的配合能力,能与许多金属离子生成可溶性的配合物。

    (3)磷酸受强热时脱水,依次生成焦磷酸、三磷酸和多聚的偏磷酸。三磷酸是链状结构,多聚的偏磷酸是环状结构。

    (4)需要特别注意的是,浓热的磷酸能腐蚀二氧化硅,生成杂多酸。但由于反应原理过于复杂,因此中学课程将其简化为氢氟酸是唯一能与二氧化硅反应的酸。浓热磷酸还能分解绝大部分矿物,如铬铁矿、金红石、钛铁矿等。

    制备方法

        磷酸的原料主要是磷矿(主要成分为氟磷酸钙Ca10F2(PO4)6)和以硫酸为主的无机酸。

        实验室制法:实验室可用强酸+磷酸盐制备磷酸! 

        3H+ + PO43- ==== H3PO4 (原理:强酸制弱酸)

        湿法:工业上常用浓硫酸跟磷酸钙、磷矿石反应制取磷酸,滤去微溶于水的硫酸钙沉淀,所得滤液就是磷酸溶液;蛉冒琢子胂跛嶙饔,可得到纯的磷酸溶 液。

        3P4 + 20HNO3 + 8H2O ==== 12H3PO4 + 20NO↑

        热法:白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,再经水化制成。注意必须用热水,因为五氧化二磷会和冷水反应生成剧毒的偏磷酸。

        多磷酸的生产:多磷酸的生产主要由正磷酸在适当条件下脱水而成。

        重结晶法:将工业磷酸用蒸馏水溶解后,把溶液提纯,除去砷和重金属等杂质,经过滤,使滤液符合食品级要求时,浓缩,制得食用磷酸成品。

    应用领域

    一、农业:

    1、磷酸是生产重要的磷肥(过磷酸钙、磷酸二氢钾等)的原料

    2、生产饲料营养剂(磷酸二氢钙)的原料。

    3、高纯磷酸可用于制作无氟饲料,复合肥料等。

    4、生产杀虫剂的原料磷酸酯

    二、工业:磷酸是一种重要的化工原料,主要作用如下:

    1、金属表面处理中用作防锈剂;处理金属表面,在金属表面生成难溶的磷酸盐薄膜,以;そ鹗裘馐芨。金属表面钢管磷化处理,配制电解抛光液和化学抛光液

    2、在电镀工业中用作抛光剂。和硝酸混合作为化学抛光剂,用以提高金属表面的光洁度。如铝制品的抛光

    3、日化工业中用作洗涤剂助剂,生产洗涤用品的原料磷酸酯。

    4、生产含磷阻燃剂的原料

    5、制造各种磷酸盐、酸式磷酸锰、焦磷酸钾;湿法磷酸主要用于制造各种磷酸盐,如磷酸铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠,磷酸三钠等和缩合磷酸盐类

    6、塑料用于酚醛树脂缩合的催化剂

    7、染料及中间体生产用的干燥剂

    8、印刷用于配制揩去胶印彩印版上污点的清洗剂、去污剂

    9、用于安全火柴的制造;鸩裼糜诮栈鸩窆,能使燃烧过的火柴梗不成灰而成炭状,使用时较为安全

    10、冶金工业中用于生产耐酸、耐火泥;可提高冶金炉的寿命。磷酸盐能在水泥颗粒表面形成“不溶性”的磷酸钙作为缓凝剂。

    11、橡胶用于浆料的凝固剂及生产无机粘结剂的原料

    12、涂料用于金属防锈漆

    13、工业中用作凝结剂

    14、纺织印染业中用作印染媒染剂,丝绸的光泽剂

    15、制糖业中用作澄清剂

    16、分析化学中用作分析试剂,如分解样品,作配合掩蔽剂、沉淀剂

    17、用于电子工业,用作酸性清洗腐蚀剂,在硅平面管和集成电路生产中,普遍以铝膜作电极引线,需要对铝膜进行光刻,用磷酸作酸性清洗腐蚀剂,可与乙酸配制使用。

    18在水处理领域主要用作软水剂、水垢清洗剂,以及用作磷系水处理剂的生产原料等;

    19、化工生产中的催化剂、干燥剂及软水剂

    20、乙烯合成与过氧化氢的精制过程中用作酸化剂

    21、助焊剂:磷酸2份,苯胺2分(重量)充分混合后使用,成功地对不锈钢进行了锡焊。无机型水熔性助焊剂,磷酸及其盐,在采用磷酸作为活化剂时,可以在120℃温度下使用,磷酸二氢铵等磷酸盐出有用于水熔性无机助焊剂。

    不锈钢字、钛金字的焊接助焊剂。强腐蚀性的钎剂就是磷酸50水50;褂幸恢智ゼ辆褪锹然25,盐酸25,水50 焊接温度在180~320 这两种都适用于洛钢和不锈钢,镍洛合金、铁洛铝丝

    三、食品:

    1、在食品中作为酸味剂、酵母营养剂;

    2、饮料生产中用作酸化剂和调味剂,可乐中就含有磷酸。

    3、磷酸盐也是重要的食品添加剂,

    4、可作为营养增强剂。

    四、医学:

    1、磷酸可用于制取含磷药物,例如甘油磷酸钠等。

    2、制造甘油磷酸钠、磷酸铁、磷酸锌等

    3、制造青霉素时调节酸碱度

    4、制造磷酸锌作为牙科补牙时粘合剂,医院中作假牙(义齿)用的"磷酸锌粘固粉液"。

    5、在去除因烧伤坏死的疤痕时的修饰剂

    生产方法

    1.工业生产方法有湿法和热法

    (1)湿法:制得磷酸浓度较低,而且含杂质较多,需要进行净化;用酸分解磷矿石制得。此法分为硫酸法、盐酸法、硝酸法和硫酸氢铵法。常用为硫酸法;

    硫酸法:

        由于反应温度和制得磷酸浓度不同,在磷酸水溶液中硫酸钙晶体有三种不同形式,按其生产工艺分为“二水物”流程、“半水物”流程、“无水物”流程,近年还出现“半水-二水物”流程和“二水-半水物”流程等;

        湿法(硫酸法)二水物:

        流程将磷矿石粉碎至80~100目后,加入萃取槽,再加人淡磷酸和返酸以维持料浆的液固比为(2.5~3.5):1(重量比),并调节磷酸浓度。把硫酸按理论量的102%~104%加入萃取槽,与磷矿粉于75~85℃进行萃取反应4~8h。反应后的料浆经过滤,滤液即为磷酸,浓度一般在20%~25%P2O5,其中一部分返回萃取槽调节液固比,另一部分送去蒸发浓缩,制得磷酸成品。其化学反应方程式为:

     

         Ca5F(PO4)3+5H2SO4+10H2O→3H3PO4+5CaSO4?2H2O+HF↑

    滤渣经多次洗涤后排出,其磷石膏用于制造硫酸的原料,洗液返回萃取槽用;

    (2)热法:制得磷酸浓度和纯度都高,但耗电量大、投资和成本较高;

    磷酸的生产有酸冷流程、水冷流程和喷射除雾流程,现分述如下:

    酸冷流程:

    将黄磷在熔磷槽内熔化成液体,经磷喷嘴送人燃烧水合塔,同时用压缩空气(一次空气)将磷雾化,使磷氧化燃烧生成五氧化二磷。为了使磷氧化完全,在塔顶还需补充二次空气。在塔顶沿塔壁淋洒30~40℃的循环磷酸,使五氧化二磷气体冷却,同时与水合成磷酸。排出的气体进入电除雾器以回收磷酸,再经冷却至30~40℃后,大部分作循环磷酸返回燃烧水合塔,小部分作磷酸成品。其反应方程式如下:

        P4+5O2→2P2O5

      P2O5+3H2O→2H3PO4

        水冷流程:

        将黄磷熔化后,用泵把液态磷送人燃烧室,同时用压缩空气使磷雾化,并补充二次空气,使磷在燃烧室内进行氧化。产生气体温度为800℃左右,在室外用水冷却,使壁温保持80~125℃。从燃烧室出来的气体进入石墨制的气体冷却器,气体经冷却至80℃时进入水合塔,在塔中分三层喷水冷却,并水合成磷酸成品。尾气冷却至100℃以下,经电除雾器排入大气;

      喷射除雾流程:

      将液态黄磷经磷喷嘴送入燃烧水合塔,同时用压缩空气使磷雾化,燃烧生成的五氧化二磷立即与水形成磷酸酸雾。将酸雾经热交换器冷却后被喷射除雾器吸人,酸雾在喷射器喉部碰撞,凝集成大颗粒后在旋风分离器内回收,配制成85%H3PO4,制得磷酸成品;

    2.重结晶法

    将工业磷酸用蒸馏水溶解后,把溶液提纯,除去砷和重金属等杂质,经过滤,使滤液符合食品级要求时,浓缩,制得食用磷酸成品;

    3.三氯氧磷法

    将工业级三氯氧磷经蒸馏提纯后与高纯水反应,调到所需浓度后便生成磷酸,再用冷冻结晶法提纯,并用微孔滤膜过滤除去尘?帕,制得无色透明的BV-1级磷酸;

    4.工业上用硫酸处理磷灰石即得磷酸;

    精制提纯法:将工业磷酸用无离子水溶解后,进行提纯,除去砷和重金属等杂质,经过滤、浓缩,制得高纯工业磷酸成品;

    5.将黄磷燃烧生成五氧化二磷,用水吸收制得磷酸;

    P4+ 5O2→2P2O5

    P2O5+3H2O→2H3PO4

    6.将沉淀剂氢氧化钡缓慢加入装有粗磷酸的降硫罐,搅拌加热至95℃,并维持20min后放人陈化罐,陈化 26d左右。下层浊液经过滤回收磷酸,上层清液加热至85℃泵人除砷填充塔的塔顶,从塔底通入H2S气体。过剩的尾气从塔顶导入NaOH溶液中和槽,带有悬浮块的磷酸液浆从塔底出料,进入凝聚罐,并加热至90℃,后经过滤罐、调节罐(维持温度80℃),再入吸附罐。吸附罐的温度控制在80℃,加入活性炭、硅藻土进行搅拌吸附1h。最后进入滤浆罐,维持55℃过滤后即得食品级磷酸;

    磷酸质量标准

    指标名称

    指标

     

     

    BV-l级

    MOS级

    低尘高纯级

    磷酸(H3PO4)/%≥

    85

    85

    85

    挥发性酸/10-6

    10

    10

    10

    氯化物(以Cl-计)/10-6

    1

    1

    3

    硫酸盐(以SO42-计)/l0-6

    10

    -

    -

    硝酸盐(以NO3计)/10-6

    -

    5

    5

    钠(Na)/10-6

    0.1

    10

    15

    钾(K)/10-6

    0.1

    5

    10

    铁(Fe)/10-6

    0.05

    10

    20

    镍(Ni)/10-6

    0.05

    5

    5

    铜(Cu)/10-6

    0.02

    5

    10

    砷(As)/10-6

    0.05

    0.5

    1

    铅(Pb)/10-6

    0.2

    5

    5

    锰(Mn)/10-6

    0.01

    5

    5

    锌(Zn)/10-6

    -

    10

    -

    锑(Sb)/10-6

    -

    1

    2

    镉(Cd)/10-6

    -

    5

    -

    钙(Ca)/10-6

    -

    20

    30

    镁(Mg)/10-6

    -

    10

    20

    高锰酸钾还原物质

    合格

    合格

    -

    高锰酸钾还原物质(以H3PO4计)/10-6

    -

    -

    100

     

    国家标准GB 3149—92

    指标名称

    指标

    外观

    无色透明或略带浅色稠状液体

    色度/黑曾≤

    20

    磷酸(H3PO4)/%≥

    85.0

    砷(以As计)/%≤

    0.0001

    氟(以F计)/%≤

    0.001

    重金属(以Pb计)/%≤

    0.001

    氯化物(以Cl-计)/%≤

    0.0005

    硫酸盐(以SO42-计)/%≤

    0.005

    易氧化物(以H3PO3计)/%≤

    0.012

     

    国家标准GB 2091—92

    指标名称

    指标

     

     

    85%

     

     

    75%

     

     

    优等品

    一等品

    合格品

    优等品

    一等品

    合格品

    外观

    无色透明或略带浅色稠状液体

     

     

     

     

     

    色度/黑曾≤

    20

    30

    40

    20

    30

    40

    磷酸(H3PO4)/%≥

    85.0

    85.0

    85.0

    75.0

    75.0

    75.0

    氯化物(以Cl-计)/%≤

    0.0005

    0.0005

    0.001

    0.0005

    0.0005

    0.001

    硫酸盐(以SO42-计)/%≤

    0.003

    0.005

    0.01

    0.003

    0.005

    0.01

    铁(Fe)/%≤

    0.002

    0.002

    0.005

    0.002

    0.002

    0.005

    砷(As)/%≤

    0.0001

    0.005

    0.01

    0.0001

    0.005

    0.01

    重金属(以Ph计)/%≤

    0.001

    0.001

    0.05

    0.001

    0.001

    0.05

     

    GB 3149—1992

    色度/号

    ≤20

    含量(H3PO4)/%

    ≥85.0

    砷(以As计)/%

    ≤0.0001

    氟(F-)/%

    ≤0.01

    重金属(以Pb计)/%

    ≤0.001

    硫酸盐(以SO42-计)/%

    ≤0.005

    氯化物(以c1-计)/%

    ≤0.0005

    易氧化物(以H3PO4 计)/%

    ≤0.012

     

    企业标准辽Q/HG 1890一84

    指标名称

    指标

    外观

    无悬浮物,无色透明油状物

    磷酸(H3PO4)/%

    70.0~75.0

    砷(As)/%≤

    0.0005

    铅(Pb)/%≤

    0.0003

    铜(Cu)/%≤

    0.0001

    铁(Fe)/%≤

    0.002

    镍(Ni)/%≤

    0.001

    铬(Cr)/%≤

    0.0001

    氟(F)/%≤

    0.002

    三氧化硫(S03)/%≤

    0.005

    氯(C1)/%≤

    0.0015

     

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