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如以酮-醇混合物为萃取体系精制湿法磷酸

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  展开全部原料: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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  川东化工工业级磷酸原料产自自有精磷矿山的磷矿石制得的黄磷,再由黄磷通过热法工艺进而制得的正品热法磷酸,杂质更少,重金属含量更低,质量相当稳定,主要应用于金属表面处理剂,磷酸盐原料制品,有机反应催化剂,耐火材料添加剂,木质原料制造活性炭的活化剂等。

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