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 为避免反应生成的硫酸钙在磷矿颗粒表面形成膜层,阻碍反应继续进行,工艺上反应过程是分成两步进行。 1是磷矿溶解在磷酸(由后续工序返回的一部分)中生成 磷酸一钙; 2是硫酸与磷酸一钙反应生成磷酸和硫酸钙:Ca10F2(PO4)6 14H3PO4─→10Ca(H2PO4)2 2HF;10Ca(H2PO4)2 10H2SO4 mH2O─→10CaSO4·nH2O 20H3PO4 (m-10n)H2O。 在不同的反应温度和不同的磷酸及 游离硫酸浓度条件下,硫酸钙可以有三种水合物:无水物(CaSO4)、半水物(CaSO4·?H2O)和二水物(CaSO4·2H2O)。硫酸钙水合物存在的温度和含P2O5的浓度范围的相图,在实际上受游离硫酸浓度和杂质的影响,所以在应用上是近似的。 实际生产条件中,衢州磷酸,二水物硫酸钙的 结晶区是磷酸浓度28%~32%P2O5、温度70~80℃。在这样条件下的磷酸生产,称为二水物工艺,它一直是工业上使用普遍的工艺。半水物硫酸钙的结晶区是磷酸浓度40%~50%P2O5、温度90~110℃;采用这样的条件的磷酸生产,称为半水物工艺,为少数工厂所采用。无水物硫酸钙在磷酸浓度和温度很高的条件下稳定;由于材料腐蚀和其他技术上的困难,其生产工艺一直未取得成功。
首先,向一体化和产品精细化发展。我国磷酸行业发展方向主要为矿电磷一体化和产品精细化。一体化是指控制磷矿资源、自建或收购电厂、产品,精细化是由传统大宗工业级产品转向食用级、电子级等高附加值产品,其各自具备的优势。
其次,技术不断提高。改革开放以来,我国磷化工发展的技术路线以湿、热法并举,基本上是磷肥以湿法为主,磷酸盐以热法为主。近几年,磷酸下游产品开始由初级产品向技术含量高、附加值高的产品转变,且注意湿法、热法、窑法磷酸3种生产工艺各自的优点及存在的问题。我国磷矿资源的特点是储量丰富,分布较为集中,中低品位矿多。窑法磷酸可利用中低品位磷矿生产高浓度磷酸,化工磷酸,该工艺十分符合我国磷矿资源的国情,有着广阔的发展前景,但有很多技术难点需要攻关。
磷酸或正磷酸,是一种常见的无机酸,是中强酸,化学式为H3PO4,分子量为97.994。不易挥发,不易分解,食品级磷酸,几乎没有氧化性。具有酸的通性,是三元弱酸,电子级磷酸,其酸性比盐酸、硫酸、硝酸弱,但比醋酸、硼酸等强。由溶于热水中即可得到。正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得。磷酸在空气中容易潮解。加热会失水得到焦磷酸,再进一步失水得到偏磷酸。
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