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磷酸

来源:中颜网    日期: 2022-09-02 17:44:53    浏览次数:34

磷酸

简介

磷酸(英语:phosphoric acid)或称为正磷酸(orthophosphoric acid),化学式H3PO4,是一种常见的无机酸,不易挥发,不易分解,几乎没有氧化性。具有酸的通性,是三元中强酸,其酸性比盐酸、硫酸、硝酸弱,但比醋酸、硼酸等强。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。用硝酸使磷氧化,可以得到较纯的磷酸;一般是83%-98%的稠厚溶液,如果再浓缩,可以得到无色晶体。磷酸在空气中容易潮解;加热会逐渐失水得到焦磷酸,进一步失水得到偏磷酸。磷酸容易自行结合成多种化合物如焦磷酸(pyrophosphoric acid)或三聚磷酸(triphosphoric acid)等。 除了用作化学试剂之外,磷酸也可主要用于制药、铁銹转化剂、食品添加物、溶剂、电解液、肥料、冶金、饲料等,也有在医学美容及牙科的用途。 磷酸为三元酸,可解离出三个氢离子,因此可形成三种不同的酸根,分别是:磷酸二氢根H2PO− 4、磷酸氢根HPO2− 4以及磷酸根PO3− 4。

 

基本信息

中文名称:磷酸

英文名称:Phosphoric acid

中文别名:正磷酸;原磷酸;

CAS号:7664-38-2

分子式:H3O4P

分子量:97.99520

精确质量:97.97690

PSA:87.57000

LOGP:-0.92860


编号系统

MDL号:E4GA8884NN

 

物化性质

外观与性状:白色固体或透明黏稠液体(>42 °C)

密度:1.885 g/mL (液态), 1.685 g/mL (85%水溶液), 2.030 g/mL (25°C晶体)

沸点:158 °C(lit.)

熔点:42.35 °C (无水化合物), 29.32 °C (半水化合物)

折射率:1.3420 (8.8% w/w aq. soln), 1.4320 (85% aq. soln) 25 °C

水溶解性:MISCIBLE

稳定性:Stable at room temperature in closed containers under normal storage and handling conditions.

储存条件:库房通风低温干燥,与H发孔剂、碱类分开存放

蒸汽密度3.4 (vs air)

蒸汽压2.2 mm Hg ( 20 °C)

 

安全信息

RTECS号:TB6300000

安全说明:S7-S16-S26-S36/37-S45-S36/37/39-S1/2-S24/25

危险类别码:R34

海关编码:2928000090

WGK Germany:3

海关编码:2809201900

危险品运输编码:UN 3453 8/PG 3

危险类别:8

包装等级:III

危险品标志:C

危险标志:GHS05, GHS07

信号词:Danger

危险性描述:H290; H302; H314

危险性防范说明:P280; P301 + P312 + P330; P303 + P361 + P353; P304 + P340 + P310; P305 + P351 + P338

 

生产方法及用途

生产方法


1.工业生产方法有湿法和热法。前者制得磷酸浓度较低,而且含杂质较多,需要进行净化。如以酮-醇混合物为萃取体系精制湿法磷酸,经萃取-洗涤-反萃取和钡盐沉淀净化的工艺流程,已生产出合格的85%工业磷酸。后者制得磷酸浓度和纯度都高,但耗电量大、投资和成本较高。湿法是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。
2.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。热法热法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。
3.制法 以热法还原所生产的工业磷酸为原料,加热至80℃左右,然后通入硫化氢气体达到饱和,密闭静置,使硫化砷和硫化铅沉淀完全,过滤。加热滤液不超过150℃,蒸发,以除去硫化氢和氯化氢气体,浓缩至相对密度等于1.90为止。如需进一步提高质量,可先用上述磷酸用水稀释至相对密度为1.06以下,过滤、蒸发、浓缩至相对密度为1.70(20℃) ,冷却,得到的是松散的含水试剂磷酸。
4.① 黄磷气化后导入空气或过热水蒸气使其氧化,生成五氧化磷,用水吸收,经除砷而得。② 用硝酸使磷氧化而得。③ 磷酸三钙 ( 骨灰)与稀硫酸共热,经分解后,滤出滤液,再浓缩而得。



用途

磷酸(H3PO4)一种重要的无机酸,是化肥工业生产中重要的中间产品,用于生产高浓度磷肥和复合肥料。磷酸还是肥皂、洗涤剂、金属表面处理剂、食品添加剂、饲料添加剂和水处理剂等所用的各种磷酸盐、磷酸酯的原料。作为磷肥生产的原料,是正磷酸或多磷酸的水溶液。


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