 |
| 磷酸 |
 |
| 磷酸分子式 |
湿法磷酸生产技术发展的特点是从间歇生产发展到连续生产；产品浓度逐步提高；生产装置规模从小到大。1872～1915年,产品浓度只有10％～15％P2O5；1915年发展了连续生产的工艺，产品浓度提高到22％～25％P2O5，装置日产能力为10tP2O5；30年代装置日产能力为100tP2O5，产品浓度为30％～35％P2O5；60年代，装置日产能力为400～600tP2O5，由于浓缩工艺的成熟,产品浓度提高到52％～54％P2O5；70年代以来，装置日产能力达800～1200tP2O5。
磷酸的原料：主要是磷矿和无机酸（硫酸、盐酸或硝酸，主要为硫酸）。天然磷矿分磷灰石和磷块岩两大类,其主要成分都是氟磷酸钙〔Ca10F2(PO4)6〕。磷矿的品位和有害杂质的种类及含量，对湿法磷酸生产的技术经济影响很大，开采的磷矿一般需经过富集处理，提高其品位和排除杂质，方能满足湿法磷酸生产的要求。
（一）物理性质
磷酸——化学试剂
纯净的磷酸是无色晶体，熔点42.3摄氏度，高沸点酸，易溶于水。市售磷酸试剂是粘稠的、不挥发的浓溶液，磷酸含量83-98%。
（二）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，几乎没有氧化性。具有酸的通性。
·与碱反应
NaOH＋H3PO4＝NaH2PO4＋H2O；
2NaOH＋H3PO4＝Na2HPO4＋2H2O；
3NaOH＋H3PO4＝Na3PO4＋3H2O。
·与某些盐反应
NaBr＋H3PO4(浓)NaH2PO4＋HBr↑
NaI＋H3PO4(浓)NaH2PO4＋HI↑
原理：难挥发性酸制挥发性酸
·三磷酸盐介绍
磷酸盐有三类：正盐（含PO43－）、磷酸一氢盐（含HPO42－）、磷酸二氢盐（含H2PO4－）。三类盐之间的转化关系为
1、溶解性规律：正盐和一氢盐：除钾、钠、铵等少数盐外，其余都难溶于水，但能溶于强酸。二氢盐：都易溶于水。
2、相互转化：a、往澄清石灰水中逐滴滴加H3PO4，边滴边振荡。现象：开始有白色沉淀生成，而后逐渐溶解。
反应方程式：
3Ca(OH)2＋2H3PO4＝Ca3(PO4)2↓＋6H2O
Ca3(PO4)2＋H3PO4＝3CaHPO4
CaHPO4＋H3PO4＝Ca(H2PO4)2
b、往磷酸溶液中逐滴滴加澄清石灰水，边滴加振荡。现象：开始无现象，当澄清石灰水滴到一定量时，有白色沉淀生成。
反应方程式：
Ca(OH)2＋2H3PO4＝Ca(H2PO4)2＋2H2O
Ca(H2PO4)2＋Ca(OH)2＝2CaHPO4↓
2CaHPO4＋Ca(OH)2＝Ca3(PO4)2＋2H2O
3、离子共存的问题
（1）H2PO4－、HPO42－、PO43－与H＋不能共存
（2）H2PO4－、HPO42－与OH－不能共存
（3）H2PO4－与PO43－不能共存，H2PO4－＋PO43－＝2HPO42－
（4）H2PO4－与HPO42－、HPO42－与PO43－可共存
 |
| 工业磷酸 |
Ca10F2（PO4）6 10H2SO4 mH2O─→10CaSO4·nH2O 2HF 6H3PO4 （m-10n）H2O
为避免反应生成的硫酸钙在磷矿颗粒表面形成膜层，阻碍反应继续进行，工艺上反应过程是分成两步进行。第一步是磷矿溶解在磷酸（由后续工序返回的一部分）中生成磷酸一钙；第二步是硫酸与磷酸一钙反应生成磷酸和硫酸钙：Ca10F2(PO4)6 14H3PO4─→10Ca(H2PO4)2 2HF；10Ca(H2PO4)2 10H2SO4 mH2O─→10CaSO4·nH2O 20H3PO4 (m-10n)H2O。在不同的反应温度和不同的磷酸及游离硫酸浓度条件下,硫酸钙可以有三种水合物：无水物（CaSO4）、半水物（CaSO4·?H2O）和二水物（CaSO4·2H2O）。硫酸钙水合物存在的温度和含P2O5的浓度范围的相图，在实际上受游离硫酸浓度和杂质的影响，所以在应用上是近似的。虽然如此，此相图对于指导各种湿法磷酸的工艺仍有重要意义。实际生产条件中，二水物硫酸钙的结晶区是磷酸浓度28％～32％P2O5、温度70～80℃。在这样条件下的磷酸生产，称为二水物工艺，它一直是工业上使用最普遍的工艺。半水物硫酸钙的结晶区是磷酸浓度40％～50％P2O5、温度90～110℃；采用这样的条件的磷酸生产,称为半水物工艺，为少数工厂所采用。无水物硫酸钙在磷酸浓度和温度很高的条件下稳定；由于材料腐蚀和其他技术上的困难，其生产工艺一直未取得成功。
还有一类湿法磷酸生产工艺称为硫酸钙再结晶工艺，其过程中包含着有硫酸钙结晶水合物的转变。发展这类工艺的目的不外乎是为了获得含P2O5浓度较高的磷酸；获得较高的收率(以P2O5计);获得含杂质少的石膏。已经实现了工业化的有三种：①半水物－二水物一段过滤工艺。控制反应物料液相浓度为30％～32％P2O5、反应温度80～100℃，使硫酸钙先生成半水物结晶,然后温度下降为65℃左右,将结晶转化为二水物后再过滤。②半水物－二水物两段过滤工艺。用酸分解磷矿时使石膏先生成半水物结晶，控制反应物料液相浓度为40％～50％P2O5、温度90～110℃，进行半水石膏分离,获得成品磷酸。半水石膏再转入另一个反应器水化成二水物石膏，控制反应温度为约65℃、磷酸浓度为10％～15％P2O5,进行二水物石膏分离。③二水物－半水物两段过滤工艺。磷矿用酸分解时，使石膏先生成二水物结晶，控制温度约为65℃，用离心机分离二水石膏，获得浓度为35％～38％P2O5的成品，二水石膏转入再结晶器转化成半水石膏，控制磷酸浓度为20％～25％P2O5，硫酸浓度为约20％H2SO4,反应温度为80～100℃,分离半水石膏，滤洗液返回二水物结晶槽。
湿法磷酸的生产，目前仍以二水物流程为主，占世界生产能力的90％以上。原因是技术较为可靠、工艺操作条件的范围宽、设备材料的腐蚀比较容易解决和投资低等。
热法生产：热法磷酸是黄磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，再经水化制成。1838年，首次制成工业用的黄磷，1855～1890年间在欧洲建立了黄磷的生产厂。20世纪40～50年代，美国和德国发展了黄磷和热法磷酸的生产技术。60年代，美国曾计划大量发展黄磷和热法磷酸生产以用于肥料工业，旨在利用便宜的能源和运输黄磷比较经济的优点，后由于能源涨价，计划未能实现。热法磷酸比湿法磷酸浓度高，且产品纯，但耗电量大，价格昂贵。在水电有富余的地区，热法磷酸具有发展前途。现在除了苏联有少量用于肥料生产外，热法磷酸主要用于工业方面。1981年世界产量为3.145Mt(P2O5)。含硅高的磷矿，适宜于元素磷生产。含铁、镁和铝杂质高的磷矿用于黄磷生产时，将使电耗增加、磷收率降低。
有两种生产流程：一种是把燃烧和水化安排在同一塔内进行，液态磷从塔顶向下喷雾,空气由塔顶吸入,磷在塔中燃烧，冷的磷酸喷入塔内，使五氧化二磷进行水化反应，一部分冷的磷酸从塔顶形成膜层沿壁向下流动，以保护塔壁。从塔底部抽出热法磷酸送去冷却后返回塔顶。另一种是把燃烧和水化分开在两个塔内进行，在塔的外壁大量喷水以移除反应热。
多磷酸生产：生产方法有热法和湿法两种。热法多磷酸生产只需在热法磷酸的生产过程中强化冷却系统，使五氧化二磷在少量水的情况下水化即可。湿法多磷酸生产是将浓度为52％～54％P2O5的磷酸进一步脱水。有三种脱水工艺：浸没燃烧脱水；膜式蒸发脱水；强制循环真空蒸发脱水。
 |
| 磷酸盐 |
工业上常用浓硫酸跟磷酸钙反应制取磷酸，滤去微溶于水的硫酸钙沉淀，所得滤液就是磷酸溶液。
·磷酸的检验
若在待测液中滴加AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，再滴入稀HNO3，黄色沉淀溶解，则可证明原溶液中含有PO43－。若待测液呈酸性，则应先在待测液中滴氨水至中性，再滴加AgNO3溶液和稀HNO3。
·健康危害
蒸气或雾对眼、鼻、喉有刺激性。口服液体可引起恶心、呕吐、腹痛、血便或体克。皮肤或眼接触可致灼伤。慢性影响：鼻粘膜萎缩、鼻中隔穿孔。长期反复皮肤接触，可引起皮肤刺激。
一、根据美国食品化学药碘（FCC）磷酸盐在食品工业中的功能可分为15类：
磷酸盐调料
1、酸味剂：磷酸
2、抗结块剂：磷酸钙
3、抗氧化剂：次磷酸钙
4、缓冲剂：磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸氢钙、磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠
5、面团改良剂：磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钙、磷酸氢钙
6、乳化剂：磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾、磷酸铝钠（碱性）、偏磷酸钠（不溶性）、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、聚磷酸钠（玻璃质）、焦磷酸钠
7、硬化剂：磷酸二氢钙
8、保湿剂：聚偏磷酸钾
9、发酵剂：磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、酸式焦磷酸钠、磷酸铝钠（酸性）
10、营养剂：磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸铁、焦磷酸铁、磷酸氢镁、磷酸镁、次磷酸锰、焦磷酸铁钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠
11、防腐剂：次磷酸钠。
12、螯合剂：磷酸二氢钙、磷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、偏磷酸钠（不溶性），聚磷酸钠（玻璃状）。
13、改良淀粉添加剂：三偏焦磷酸、磷酸二氢钾。
14、组织改良剂：焦磷酸钾、三聚磷酸钾、偏磷酸钠（不溶性）、磷酸氢二钠（玻璃质）、三聚磷酸钠。
15、发酵食品：磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钙、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾。
由上可看出：磷酸盐在食品加工中的功能主要有两点，一是品质改良剂，二是营养强化剂。
1、http://cn.chemnet.com/product/cn/pc/p--%C1%D7%CB%E1.html
2、http://knology.chinaccm.com/phrase-2006040711061300447.html
3、http://www.chinaccm.com/f0/
【中文名称】磷酸
【英文名称】phosphoric acid
【结构或分子式】
【相对分子量或原子量】98.00
【密度】1.834
【熔点（℃）】42.35
【性状】
纯品是无色斜方晶体。
【溶解情况】
溶于水和乙醇。
【用途】
用途很广，如制磷酸盐、甘油磷酸酯、磷酸铵肥料，并用作化学试剂等。
【制备或来源】
制法有萃取法和热法两种，分别称萃取磷酸和热法磷酸。
【其他】
一般商品含量83～98%。加热到213℃时失去一部分水而转变为焦磷酸，进一步转变为偏磷酸。对皮肤有腐蚀性，能吸收空气中的水分。酸性介于强酸和弱酸之间。
→ 如果您认为本词条还有待完善,请 编辑词条 收藏词条 至个人空间
- 同义词：
