❶ 湿法磷酸的介绍
用硫酸、硝酸或盐酸分解磷矿制得的磷酸统称为湿法磷酸,而用硫酸分解磷矿制得的磷酸的方法是湿法磷酸生产中最基本的方法。
❷ 什么是半水制磷酸,什么是二水制酸
磷酸是生产磷酸盐的重要原料,其来源有热法磷酸和湿法磷酸。对两种磷酸生产比较表明,热法磷酸所消耗的热能约为湿法磷酸的3.4倍,电能消耗约高13.4倍,使湿法磷酸净化后制得的磷酸盐成本较低,例如对食品级磷酸生产,由湿法磷酸制得的成本比热法磷酸的低约20-25%.此外,湿法磷酸的磷资源利用率高于热法磷酸,每生产1吨P2O5的磷酸,热法磷酸多耗磷矿约20%.所以,湿法磷酸净化一直受到国内外人们较大的关注。现有实践证明,湿法磷酸通过净化可代替热法磷酸,质量上能适应不同要求,成本较低。随着湿法磷酸净化技术的开发,由湿法磷酸生产磷酸盐的比重将逐步增大。
氟化物是湿法磷酸的主要杂质之一。 由于氟化物在工业上有广泛用途, 因此,在湿法磷酸净化过程中,应尽可能回收其中的氟化物制副产品,既提高过程效益,又提高资源利用率。
目前,湿法磷酸的脱氟基本采用化学法和浓缩法。
❸ 湿法磷酸的生产工艺
硫酸法的特点是矿石分解后的产物磷酸为液相,副产物硫酸钙是溶解度很小的固相。两者的分离是简单的液固分离,具有其他工艺方法无可比拟的优越性。因此,硫酸法生产磷酸工艺在湿法磷酸生产中处于主导地位。但是其产生的大量磷石膏废渣无法得到有效的利用,三废问题严重。
反应式(1-3)中n的值取决于硫酸钙结晶的形式,可以是0,1/2,2。在不同的反应温度和磷酸浓度下,可以生成无水硫酸钙(CaSO4),半水硫酸钙(CaSO4·0.5H2O)和二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)。
二水法流程至今仍存在着一些难以克服的缺陷。由于加工工艺粗放,矿石中的有害杂质大部分进入磷酸中。特别是氟元素,一旦进入液相,很难再分离出来。更严重的是,产生大量的磷石膏废料,造成严重的污染和浪费。因此,陈学玺等[31]通过研究,对现行的工艺过程进行了改进,分两步进行反应。
第一步:采用磷酸浸取磷矿石,从控制化学反应的条件出发,减少化学反应本身对目标产物的污染。磷酸与磷矿的主要反应方程式如下:
Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 +5 H2O → 5Ca(H2PO4)2·H2O + HF (1-4)
第二步:提供适宜的结晶条件,使副产磷石膏中的杂质含量,尤其是磷含量显著降低,提高磷回收率,使磷石膏满足建筑材料生产的要求,从源头上解决磷石膏污染的难题。硫酸的离子化反应可瞬时完成:
Ca(H2PO4)2·H2O + H2SO4 +(n-1)H2O → CaSO4·nH2O + 2H3PO4 (1-5)
这种分步反应的思想方法与“先污染后治理”的传统思路完全不同,符合绿色化学的基本原理,完全符合可持续发展战略的要求。次方法有待实际的考验。
❹ 磷酸的制备方法
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。或让白磷与硝酸作用,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。
❺ 磷酸是怎样生产出来的
原料: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。
原理: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。或让白磷与硝酸作用,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。
用处:
农业:磷酸是生产重要的磷肥(过磷酸钙、磷酸二氢钾等)的原料,也是生产饲料营养剂(磷酸二氢钙)的原料。
工业:磷酸是一种重要的化工原料,主要作用如下:
处理金属表面,在金属表面生成难溶的磷酸盐薄膜,以保护金属免受腐蚀。
和硝酸混合作为化学抛光剂,用以提高金属表面的光洁度。
生产洗涤用品、杀虫剂的原料磷酸酯。
生产含磷阻燃剂的原料。
食品:磷酸是食品添加剂之一,在食品中作为酸味剂、酵母营养剂,可口可乐中就含有磷酸。磷酸盐也是重要的食品添加剂,可作为营养增强剂。
医学:磷酸可用于制取含磷药物,例如甘油磷酸钠等。
❻ 湿法磷酸的湿法二水物流程生产技术是怎样的
国内外二水物湿法磷酸生产,原冷凝水循环相 关工艺过程是:萃取闪蒸冷却器和浓缩闪蒸室蒸发 出来的气体经过两级氟吸收塔洗涤处理后,剩余的 水蒸气通过冷凝器冷凝,进入热水槽,流入地沟、 地下槽,再用热水泵送到凉水塔,经过鼓风冷却 后,由冷水泵送回冷凝器循环使用。该生产工艺过 程长,设备多,其工艺流程见图1。 图 1改进前,二水物湿法磷酸生产冷却水循环流程图 国内外普遍采用的冷凝水循环工艺存在的主要 问题是:热水泵运行故障多,操作维护费用高,电 能消耗较大。分析认为:可采用直接将热水用管道 返回凉水塔的流程,即在适当提高热水槽布置高度 的情况下,热水槽的出水,靠位差就可以自动虹吸 流入凉水塔进行冷却。冷水泵选用大流量、高扬程 的化工耐腐蚀泵,进一步节约操作维护费用,并使 冷水泵能够在 +0.00m平面布置。这样,整个循环 水装置的布置紧凑、合理,占地小,投资省。
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❼ 利用二水法生产磷酸会产生哪些副产品如何利用
湿法磷酸的生产工艺可分为无水物法、半水法、二水法及半水-二水法等。其中,二水法由于技术成熟、操作稳定可靠、对矿石的适应性强等优点,在湿法磷酸工艺中居于主导地位。我国80%以上的磷酸都采用湿法磷酸二水法流程生产。二水法流程具有工艺简...
❽ 湿法磷酸的概述
湿法生产是用无机酸分解磷矿粉,分离出粗磷酸,再经净化后制得磷酸产品。湿法磷酸比热法磷酸成本低20%~30%,经适当方法净化后,产品纯度可与热法磷酸相媲美。湿法磷酸工艺处于磷酸生产的主导地位。
湿法磷酸工艺按其所用无机酸的不同可分为硫酸法、硝酸法、盐酸法等。矿石分解反应式表示如下:
Ca5F(PO4)3+10HNO3 == 3H3PO4 + 5Ca(NO3)2 + HF (1-1)
Ca5F (PO4)3 + 10HCl == 3H3PO4 + 5CaCl2 + HF (1-2)
Ca5F(PO4)3+5H2SO4+ nH2O == 3H3PO4 + 5Ca SO4·nH2O +HF (1-3)
这些反应的共同特点是都能够制得磷酸。但是,磷矿中的钙生成什么形式的钙盐不尽相同,各有其特点。反应终止后,如何将钙盐分离出去,并能经济地生产出磷酸则是问题的关键。
相应地,湿法磷酸的生产工艺可分为无水物法、半水法、二水法及半水-二水法等。其中,二水法由于技术成熟、操作稳定可靠、对矿石的适应性强等优点,在湿法磷酸工艺中居于主导地位。我国80%以上的磷酸都采用湿法磷酸二水法流程生产。二水法流程具有工艺简单、技术成熟、对矿石种类适应性强的特点,特别适用于中低品位矿石,在湿法磷酸生产中居于统治地位。
❾ 国内湿法磷酸精制工艺技术发展状况如何
目前国内除了湿法磷酸和热法磷酸技术外,还有湿法磷酸净化技术,可以将大量杂质进行净化除去,提高磷酸品质,多运用于精细化工中,同时,国内也在研发窑法磷酸技术,此技术可以使用低品位磷矿石生产高品质磷酸,会打破磷酸技术的先河,现研发项目在一些企业初见成效。