工业磷酸
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中文名工业磷酸
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英文名phosphoric acid for technic
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中文别名
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英文别名
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常用名
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C A S号7664-38-2
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密度1.834
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沸点213°C
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熔点42.35°C
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化学式H3PO4
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结构式H3PO4
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闪点
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分子量97.995
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精确质量
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P S A
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外观形状纯品为无色透明黏稠状液体或斜方晶体
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储存条件应贮存在阴凉、通风的库房内。高浓度磷酸在冬季寒冷地区要注意保温、防止结冰,防止容器破裂发生渗漏。
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稳定性有吸湿性
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水溶解性易溶于水
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形态
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H L B值
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粘度
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PH值
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。
1.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150~ 180um后,加人萃取槽,再加人淡磷酸和返酸以维持 料浆的液固比为(2.5~3.5): 1 (质量比),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75~85C进行萃取反应4~8h。将反应后的料浆过滤,滤液即为磷酸,P2Os质量分数一般在20%~25%,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。其反应式如下:
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:热法磷酸的生产有酸冷流程、水冷流程和喷射除雾流程。
(1)酸冷流程:将黄磷在熔磷槽内熔化成液体,经磷喷嘴送入燃烧水合塔,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°C的循环磷酸,使五氧化二磷气体冷却,同时与水合成磷酸。排出的气体进人电除雾器以回收磷酸,再经冷却至30~40°C后,大部分作循环磷酸返回燃烧水合塔,小部分作磷酸 成品。其反应式如下: P4+502→2P2O5
P2O5+3H2O→→2H3PO4:
(2)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°C左右,在室外用水冷却,使壁温保持80~125°C。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°C时进人水合塔,在塔中分三层喷水冷却,并水合成磷酸成品。尾气冷却至100°C以下,经电除雾器排人大气。
(3)喷射除雾流程:将液态黄磷经磷喷嘴送人燃烧水合塔,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。