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1、1 磷酸的主要用途磷酸的主要用途序号应用领域用处1饲料领域作为磷酸氢钙饲料和化学肥料。2在阻燃剂领域无机阻燃剂如赤磷及磷酸盐：磷酸铵、聚磷酸铵、氨基 磷酸铵、磷酸硼、赤磷；有机阻燃剂如卤-磷3食品工业作为品质改良剂的磷酸盐及磷酸盐食品添加剂如亚磷酸 钠、次磷酸钠4水处理行业作为水质稳定剂。如阻垢剂：有机或无机磷酸盐(酯)和 分散剂如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、次磷酸钠，这些盐 也作缓冲剂。5电子工业半导体工业中大量使用 InP、GaP 及磷化物与 InAs 或 GaAs 的固溶体，用作压电晶体有 kH2PO4 和 AlPO4，以 及高纯磷化氢作掺杂剂。 6材料表面处理化学镀领域作为软焊剂的次磷酸铵
2、，营养增强剂的次磷 酸钙，化学镀还原剂的次磷酸钠。7涂料、颜料行业1)磷酸盐在涂料中主要作为具有特种功能的颜料配入。 2)作为阻燃、防锈、防腐、耐辐射、抗菌、发光等添加 剂配入涂料中 3)绿色环保外墙涂料、白玉内墙涂料高光冷瓷涂料等要 用六偏磷酸钠、磷酸三钠、磷酸三丁酯等 4)还原性颜料如包括磷化物、亚磷酸、次磷酸盐8洗涤剂行业作为洗涤助剂如三聚磷酸钠2 磷酸性质磷酸性质化学式：H3PO4 磷酸 英文名：Orthophosphoric acid, Phosphoric (5) acid 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
3、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。 商品正磷酸的浓度一般为 5254P2O5，多磷酸是正磷酸和不同聚合度的聚磷酸的 混合水溶液。聚磷酸包括焦磷酸(H4P2O7)、三磷酸(H5P3O10)和长链聚磷酸。聚磷酸的通式 可写作 Hn 2PnO3n 1（n2 的整数） 。1 磷酸，分子式为：H3PO4，是一种常见的无机酸。易溶于水 各种磷酸根离子跟硝酸银反应生成的沉淀颜色不同，在硝酸中的溶解性不同，酸化后 跟蛋白溶液的作用也不同。利用这些性质可以鉴别各种磷酸根离子。 化学品名称：磷酸 (H3
4、PO4) 化学品别名：亦称“正磷酸” 、 “一缩原磷酸” 。 化学品描述： 分子量 98.00。无色粘稠状液体或无色正交体系晶体。空气中易潮解。熔点 42.35， 沸点 261(100%)、158(85%)，相对密度 1.83418，折光率 1.3420317.5(10%水溶液中)。 热至 150成为无水物。于 213失去 1/2 结晶水转变为焦磷酸，300以上进一步脱水生 成偏磷酸。与水以任何比相混溶，每 100ml 溶解 548g。溶于乙醇。为一种无氧化性的不挥 发的三元中强酸，具有强的配位能力。一般为 83%98%的稠厚溶液。在高真空中蒸发、浓 缩得无水晶体。 纯净的磷酸是无色晶体，熔点
5、 42.3 摄氏度，高沸点酸，可与水以任意比互溶。 市售 磷酸试剂是粘稠的、不挥发的浓溶液，磷酸含量 83-98%。磷酸为中强酸，酸性强于碳酸， 磷酸与碳酸钠反应时在不同的 pH 下，可生成不同的酸式盐。 化学性质 磷酸是三元中强酸，分三步电离，不易挥发，不易分解，几乎没有氧化性。具有酸的 通性。 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
6、磷酸的工业制法 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。 PO43-的检验 若在待测液中滴加 AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，再滴入稀 HNO3，黄色沉淀溶解， 则可证明原溶液中含有 PO43。 若待测液呈酸性，则应先在待测液中滴氨水至中性，再滴加 AgNO3溶液和稀 HNO3。3 磷酸制备工艺磷酸制备工艺磷酸的生产工艺主要有以下三种:热法(电炉为主,高炉为次),湿法(硫酸法为主,盐酸法为 次),窑法(回转窑,隧道窑).3.1 热法磷酸热法磷酸热法磷酸采用两步燃烧水合技术工艺即以电热法生产的黄磷为原料，经过燃烧水合而 制成含量 85%的磷酸。对于
7、热法磷酸生产中热能的回收利用， 20 世纪 50 年代以前美国进行过试验研究，但未取得很大的进展，更未实现工业化生 产。80 年代后期，德国有较大规模的该类装置投入运行。近年我国云南省也有一套规模较 小的装置投入试运行。带有热能回收装置的热法磷酸生产工艺通常采用两步法，即磷的燃 烧和 P2O5的水合分别在两个设备内进行。其中，P2O5水合设备与传统的水化塔相似；燃 磷设备内设置换热管，以回收磷的燃烧热并副产蒸汽。燃磷设备的技术关键在于如何既防 止换热管被高温 P2O5气体腐蚀，又能提供良好的传热条件。各国专利技术都是通过控制工 艺条件，使换热管表面形成一层特殊的磷化物来加以保护。原德国赫司特集
8、团对其一步法 7 万万 t/a H3PO4装置进行了改造，即在原燃烧水化塔前面增设一个塔，专供燃磷使用，原有的燃烧水化塔则改为单纯的水化塔，两塔的顶部以管道相连接，把燃磷塔产生的含磷气体 导入水化塔进行水化。磷燃烧塔内钢管表面没有任何防腐衬里，而是通过控制工艺条件， 来防止钢管被腐蚀。 我国云南省化工研究院与清华大学工程力学系合作，对热法磷酸的热能回收利用进行 了研究。他们采用两步法，即磷的燃烧和 P2O5的水化分别在两个塔内进行。实际上燃磷塔 也是热能回收装置，相当于一台余热锅炉，回收的热能用来生产 0.8MPa 的蒸汽。其中热 能回收装置采用膜式换热器结构，以提高热能的回收效率并满足磷燃烧
9、所需要的空间。该 工艺已于 2001 年通过云南省科技厅验收鉴定，首套 1.5 万 t/a 热法磷酸装置的热能回 收工业化装置于 2006 年在重庆川东化工(集团)有限公司投入运行。3.2 大型湿法磷酸进入工业级磷酸行业大型湿法磷酸进入工业级磷酸行业湿法磷酸工艺即由磷矿石经过无机酸(主要是硫酸或盐酸)分解，先制得肥料用粗磷酸， 再经各种步骤净化除杂，最后浓缩制成纯度与热法工艺相当的工业级磷酸。目前主要的净 化方法有化学沉淀法、离子交换树脂法、结晶法、溶剂沉淀法和溶剂萃取法。 溶剂萃取法具有所得产品纯度高、生产工艺和设备相对简单、能耗低、原料消耗少、 生产能力大、分离效果好、回收率高、环境污染少
10、、生产过程易于实现自动化与连续化， 而且有利于资源的综合利用等优点，因而引起了广泛的关注。目前，溶剂萃取法已成为国 外净化湿法磷酸的最有效方法之一，许多发达国家已正式采用溶剂萃取法生产工业级和食 品级磷酸。 由于我国磷矿资源绝大部分是高杂质含量的中、低品位磷矿，给湿法磷酸净化带来困 难。10 多年来，我国许多科研单位开展了湿法磷酸净化的研究工作，但迄今尚未形成大规 模工业化，究其原因主要是萃取剂价格昂贵、回收困难，造成生产成本过高。四川大学和 贵州宏福实业开发有限公司合作开发了具有自主知识产权的湿法磷酸净化技术，该工艺包 括预处理、脱硫、过滤分离、萃取、深脱硫、洗涤、反萃和浓缩等过程， 工艺特
11、点有： 在预处理阶段设置一个脱硫脱氟缓冲槽，在萃取槽和洗涤槽中间设置一个精脱硫除 铁槽； 萃取、洗涤和反萃过程均在旋转振动筛板塔中进行； 在洗涤塔与反萃塔之间设置一个降乳化槽。该工艺磷酸净化率为 70%80%，磷的 总得率 99%，溶剂消耗量 6kg/t。3.3 二水法制湿法磷酸二水法制湿法磷酸本发明提出了一种由硫酸萃取磷矿生产二水法湿法磷酸工艺方法，包括萃取反应，磷 酸料浆过滤分离，尾气洗涤过程。硫酸与磷酸在一个集反应、消化功能为一体的多室反应 设备中完成，反应过程中释放出来的热量通过低位闪蒸冷却循环回路移出； 特点是反应料浆从反应室到消化室的溢流在设备内实现，设备简单容易操作。反应部 分的
12、尾气通过文丘里洗涤器和旋风洗涤塔组合洗涤流程用水进行洗涤。同时，与湿法磷酸 相比，它不受磷矿品位和杂质含量的限制，也不受硫资源的限制；与热法相比，它大大降 低生产能耗，而且能够避免采用昂贵的电能 本发明对磷矿有较好的适应性；能提高装置 P2O5回收率；改善石膏结晶，提高过滤强 度；能有效降低装置废气和氟污染物排放量。因此，该工艺十分符合我国的磷资源特点，有着很好的发展前景。3.4 选择最佳方案选择最佳方案湿法磷酸的一种新工艺，用水或循环母液和磷矿粉并添加助剂配制成矿浆，加入硫酸 进行反应得到滤酸，经净化和陈化得到优质磷酸和氟副产品。由于添加助剂抑制了氟副反 应，消除了氟的各种危害，磷酸质量显著
13、提高，P2O5：F230，可以一步中和产出饲料级 磷酸氢钙产率 100，也可以生产其他磷酸盐产品。不产生含氟废气和废水，不污染环境， 技术经济指标比较先进。采用二水法制湿法磷酸，本发明提出了一种由硫酸萃取磷矿生产二水法湿法磷酸工艺方法，包括萃取反应，磷酸料浆过滤分离，尾气洗涤过程。硫酸与磷酸在一个集反应、消化功能为一体的多室反应设备中完成，反应过程中释放出来的热量通过低位闪蒸冷却循环回路移出；特点是反应料浆从反应室到消化室的溢流在设备内实现，反应部分的尾气通过文丘里洗涤器和旋风洗涤塔组合洗涤流程用水进行洗涤。本发明对磷矿有较好的适应性；能提高装置P2O5回收率；改善石膏结晶，提高过滤强度；能有
14、效降低装置废气和氟污染物排放量。1、一种由硫酸萃取磷矿生产磷酸的二水法湿法磷酸工艺方法，包括原料硫酸与磷矿进行萃取反应，磷酸料浆过滤分离，尾气洗涤过程，采用二水法工艺条件，硫酸与磷矿的反应和消化过程在同一台多室反应/消化槽中完成，采用料浆外部循环真空冷却移出反应热量，以生成稀磷酸，反应部分的尾气进行多次洗涤，使之符合环保排放要求，其特征在于反应料浆从反应室到消化室的溢流在设备内实现，反应部分的尾气通过文丘里洗涤器和喷淋旋风洗涤塔用水进行多次洗涤。磷酸的性质 一 物理性质 纯净的磷酸是无色晶体，熔点 42.3 摄氏度，高沸点酸，可与水以任意比互溶。 市售磷酸试剂是粘稠的、不挥发的浓溶液，磷酸含量
15、 83-98%。 二 化学性质 磷酸是三元中强酸，分三步电离，不易挥发，不易分解，不属于氧化性酸。具有酸的 通性 （1）与碱反应 NaOHH3PO4NaH2PO4H2O 2NaOHH3PO4Na2HPO42H2O 3NaOHH3PO4Na3PO43H2O （2）与某些盐反应）与某些盐反应 NaBrH3PO4 (浓浓) NaH2PO4HBr NaIH3PO4 (浓浓) NaH2PO4HI 原理：难挥发性酸制挥发性酸 三磷酸盐 磷酸盐有三类：正盐（含 PO43） 、磷酸一氢盐（含 HPO42） 、磷酸二氢盐（含H2PO4） 。三类盐之间的转化关系为1、溶解性规律 正盐和一氢盐：除钾、钠、铵等少数盐
16、外，其余都难溶于水，但能溶于强酸。 二氢盐：都易溶于水。 2、相互转化 a) 往澄清石灰水中逐滴滴加 H3PO4，边滴边振荡。现象：开始有白色沉淀生成，而后逐渐溶解。 反应方程式： 3Ca(OH)22H3PO4Ca3(PO4)26H2O Ca3(PO4)2H3PO43CaHPO4 CaHPO4H3PO4Ca(H2PO4)2 b) 往磷酸溶液中逐滴滴加澄清石灰水，边滴加振荡。 现象：开始无现象，当澄清石灰水滴到一定量时，有白色沉淀生成。 反应方程式： Ca(OH)22H3PO4Ca(H2PO4)22H2O Ca(H2PO4)2Ca(OH)22CaHPO4 2CaHPO4Ca(OH)2Ca3(PO4)22H2O 3、离子共存的问题 （1）H2PO4、HPO42、PO43与与 H不能共存不能共存 （2）H2PO4、HPO42与与 OH不
