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产品名称:磷酸(85%)
分子式:H3PO4
英文名称:phosoporic Acid
分子量:97.995(按1985国际原子量表)
性能特点:无色透明状液体、无臭、味酸、易溶于水、溶于乙醇。其酸性较硫酸、盐酸、硝酸等强酸为弱,但较醋酸、等弱酸为强,对皮肤有腐蚀性。在潮湿空气中贮存,会吸潮变稀。
用途:主要用于磷酸盐、肥料、铝材抛光剂,钢铁防锈剂,磷化剂,金属清洗剂,**合成催化剂,在染料及中间体生产中用作干燥剂,乳胶凝固剂等,食品级磷酸可当作酸性饮料的酸味剂。
产品质量:符合GB2091-92标准。

磷酸主产区
磷酸的生产过程一直受原材料的地域影响,我国磷酸的生产主要集中在云南、四川、贵州、湖北,而磷酸的精细化应用主要集中在沿海地区,根据中国磷交所的一份调查报告显示,我国磷酸生产主要以热法磷酸为主,提纯高纯度的磷酸,以满足工业需求。
生物学影响
饮料添加物
磷酸用在食品添加剂,素来有骨质疏松症的疑虑。以往的调查是借由问卷选填饮用可乐及其他碳酸饮料的频率,发现饮用碳酸饮料的受试者较易有骨质疏松症的问题。研究指出,饮用碳酸饮料者没有比其他人摄取更多的磷,但身体的钙磷比却显著的降低。《美国临床营养学杂志》(American Journal of Clinical Nutrition)中的有项研究在1996年至2001年使用双倍能量的X光去探测1672位女性及1148位男性的骨密度,发现磷酸确实会降低骨密度,此研究提供了比以往使用问卷调查更有利的证据。
另一项临床研究指出,磷的摄取会降低骨密度。但此实验以磷的总摄取量为主,并未明确证明使骨密度降低的主因是磷酸。
但在Heaney及Rafferty使用钙平衡的方法对于20至40岁的女人一日习惯饮用三杯以上(680 mL)碳酸饮料进行的临床研究,却发现含磷酸的碳酸饮料与钙流失无关。研究比较了水、牛奶以及各种非酒精饮料(两种含,两种不含,两种含磷酸,两种含柠檬酸)。他们发现,相较于水,只有牛奶以及另外两项含有的饮品会增加尿液中的钙含量,而添加有磷酸的饮料和含的饮料钙量流失速度差不多,并没有扩大造成流失钙质的影响。由于研究显示所造成的钙质流失会逐渐补回来,而磷酸在实验中又没有对钙质流失造成影响。Heaney及Rafferty认为前面实验受试者骨质疏松的原因是受试者饮用碳酸饮料,造成牛奶摄取量的渐少,造成钙摄取量不足。
也是被认为造成骨质疏松的元凶之一。

湿法磷酸
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。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
生产工艺
硝酸法
早由奥达公司开发,称为奥达法。它是用硝酸分解磷矿生成磷酸和水溶性硝酸钙,然后采用冷冻、溶剂萃取、离子交换等方法分离出硝酸钙。受硝酸价格、能耗高、流程长等条件的影响,工业应用较少。
盐酸法
上世纪60年代初,以色列矿业工程公司(I.M.I)开发了*的IMI法,实现了盐酸法生产磷酸的工业化[5]。它是将磷矿与盐酸反应,生成磷酸和氯化钙水溶液,然后用**溶剂(如脂肪醇、丙酮、三烷基磷酸脂、胺或酰胺等)萃取分离出磷酸。但该法存在工艺复杂、副产物氯化钙难以经济回收等问题。
硫酸法
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。
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
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