湿法制磷酸工艺为什么用98%的硫酸
因为98%的硫酸会稀释成76%的半水系统,利于系统水平衡。
一般均是把98%浓硫酸用过滤盘洗涤返水稀释到76%左右,再与磷矿浆反应,硫酸浓度过高会使磷矿颗粒表面钝化,不利于磷矿酸解,会造成磷矿中的五氧化二磷回收率降低,而稀硫酸的渗透分解磷矿石的能力远远大于浓硫酸。
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。
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。
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。
工业上用硫酸制盐酸
而盐酸同样是强酸
这种制式利用了盐酸的易挥发性
硫酸制磷酸的原理是利用磷酸根比硫酸根结合H离子能力强,
而酸性的比较与H离子的电离程度有关
而一般情况下碳酸氢根结合H离子的能力都比磷酸根强,即其电离能力比磷酸根弱,所以不反应
2.白磷燃烧,收集生成的P2O5,溶解在热水中,生成磷酸(这种方法制取的磷酸较纯净)
3.PCl5热水解,生成磷酸和HCl,加热蒸发HCl,剩下磷酸
4.硝酸氧化白磷,不过这样生成的磷酸不是很纯净
2P+20HNO3(稀)=2H3PO4+20NO2↑+7H2O
1、热法:在石英存在下,将磷矿置于电炉中用焦炭还原,制的的元素磷呈气态逸出,然后将元素磷燃烧成五氧化二磷,用水吸收并水解成磷酸。
2、湿法:主要用硫酸和磷矿反应,生成磷酸。这种方法已经成为一个完整的、现代化的大型磷酸生产体系。
硫和磷制成磷酸H3PO4。
扩展知识:
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。
工业制法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。
Ca3(PO4)2+3H2SO4==3CaSO4+2H3PO4
2.相同浓度下,硫酸导电性比磷酸强(灯泡更亮)。
3.相同浓度下,比如:1mol/L硫酸和磷酸分别与金属镁条反应,
硫酸比磷酸的速度显著的快些。
4.相同浓度下,硫酸比磷酸的PH要小。
5.硫酸钠,硫酸钾等呈中性,而磷酸钠,磷酸钾则呈碱性(说明磷酸是弱酸,它的盐会水解;硫酸是强酸,它的盐不水解)。
二.Si,P,S,Cl
这四种元素非金属性递增。
主要表现为:
1.最高价氧化物对应的水化物酸性增强。
H2SiO3(极弱酸)<H3PO4(中强酸)<H2SO4(强酸)<HClO4(最强酸)
2.与氢气的化合难易程度。
Si与H2,高温下才能缓慢化合,生成SiH4,但同时分解。
P与H2,较高温度下才能化合,但不很顺利,PH3也太不稳定。
S与H2,300度左右化合,生成H2S,硫化氢也较不稳定,易受热分解。
Cl与H2,光照或点燃就可剧烈化合,爆炸或剧烈燃烧,生成的HCl很稳定,在1000度以上才少量分解。
1、湿法生产
生产工艺 主要是用硫酸分解磷矿,然后将生成的磷酸与硫酸钙分离。其主要反应式为:
Ca10F2(PO4)6+10H2SO4+mH2O─→10CaSO4·nH2O+2HF+6H3PO4+(m-10n)H2O
Ca10F2(PO4)6+14H3PO4─→10Ca(H2PO4)2+2HF
10Ca(H2PO4)2+10H2SO4+mH2O─→10CaSO4·nH2O+20H3PO4+(m-10n)H2O
2、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。