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10101-89-0 / 正磷酸钠的主要应用

背景及概述[1-3]

正磷酸钠亦称“正磷酸钠”。化学式Na3PO4。有两种水合物。其十水合物为无色八面体状晶体,熔点100℃,相对密度2.536,溶于水。其十二水合物为无色三角系晶体,相对密度1.02,折光率1.446、1.452,溶于水,不溶于乙醇和CS2,加热至73~77℃时分解,至100℃时失去12分子水。用途:作化学试剂、软水剂、钢铁容器磷化剂等。

正磷酸钠的主要应用

正磷酸钠在化工、纺织、印染、造纸、发电等行业中用作软水剂和洗涤剂,金属除垢剂,锅炉防垢剂,纸张染色中的软水剂,生产蜡光纸用胶黏剂的酸碱度缓冲剂,印染时的固色剂,织物丝光的增强剂,橡胶乳汁的凝固剂;有提高食品的络合金属离子、pH值,增加离子强度等作用,还可改善食品的结着力和持水性。

正磷酸钠又名磷酸钠、正磷酸钠等,外观为无色或白色结晶,是一种用途非常广泛的无机盐。正磷酸钠在冶金、化工、纺织、印染、造纸、机电等工业用做软水剂、锅炉清洁剂和洗涤剂,也可用作金属防锈剂等。正磷酸钠还可用作金属的防锈剂,制糖业的糖汁净化剂,日用化学工业中用于配制清洁剂和洗涤剂,胶片工业的显影剂,橡胶业的凝固剂,印染业的渗透剂、干燥剂和织物丝光增强剂等。

此外,正磷酸钠具有钝化病毒,使其失活的作用,可用于种子及器物的处理。食品级正磷酸钠可广泛应用于食品、生物复合材料、抗菌材料、高档工艺品、合成塑料、牙膏、药品等领域。全球食品级正磷酸钠的年耗量在5万吨以上。

制备[2]

(1)湿法磷酸的除杂:

采用离心或者压滤的方法除去浓度为15%的湿法磷酸中含有的固体杂质,得到磷酸,备用;

(2)中间体的合成反应:

将步骤(1)所得磷酸放入中间体合成槽内,调节磷酸浓度,加热升温至60℃,在搅拌条件下,加入碳酰胺与磷酸进行合成反应,碳酰胺的加入量按其与磷酸的摩尔比为1.06:1确定,搅拌溶解保温反应,反应时间为80min;

(3)冷却结晶得到中间体:

合成反应结束后,将得到的中间体料浆放入冷却结晶槽内冷却至温度为20℃结晶,析出后离心分离,保留滤饼,滤饼为中间体,放入中间体储仓,备用;滤液为含有一定量杂质的磷酸母液,输送至磷铵复合肥装置作为生产复合肥的原料;

(4)正磷酸钠的制备:

将中间体送入合成槽内,加入一定量的水,在搅拌状态下使其完全溶解,缓慢加入计量的氢氧化钠固体混合反应,所述中间体与氢氧化钠的摩尔比为0.95:3,控制氢氧化钠的加入速度以调节合成槽内的温度在50℃,搅拌反应100min;反应结束后,将正磷酸钠料浆降温至温度为20℃,冷却结晶,晶体析出后放入离心机内离心分离,滤液为含有碳酰胺的料浆,回收其中的碳酰胺,返回步骤(2)的中间体合成槽用于中间体的生产,滤饼为正磷酸钠产品,产品质量达到工业级正磷酸钠一等品标准,干燥后包装。

纯化方法[3]

在装有搅拌器、温度控制器的反应装置中,加入电阻率值大于17MΩ·cm的高纯水500ml,工业正磷酸钠(Na3PO4·12H2O)100g,室温下搅拌溶解后,加入经有机胺改性的淀粉螯合剂1g,硫化钠2g,常温搅拌6小时,滤除螯合剂,所得液体经孔径为0.22μm的醋酸纤维素酯膜进行过滤,滤液在40~60℃温度下减压蒸馏除大部分水分,冷却至0℃进行结晶,再进行抽滤,所得固体在40℃的条件下真空干燥12小时,得到纯化的正磷酸钠92g。

检测结果表明,该产品各项指标均符合标准GB25565-2010(食品添加剂磷酸三钠)。具体检测数据参见下表。

正磷酸钠的主要应用

应用[4]

用于制备磷酸二氢钾。

1)正磷酸钠溶解:

将正磷酸钠固体与水按照一定比例混合,直至将正磷酸钠固体完全溶解;

2)加磷酸调酸:

对得到的溶液进行过滤,初步除杂,根据过滤液中三钠含量计算所需磷酸,向过滤液中加入磷酸并搅拌30分钟,得到磷酸氢二钠溶液;

3)磷酸二氢钠除杂:

在磷酸氢二钠溶液中加入次氯酸钠溶液,进行消毒;

加入氧化剂,将溶液中的杂质由低价态元素氧化为高价态元素,并加入相应的除杂剂进行除杂;

4)磷酸二氢钾制备:

向除杂后的磷酸氢二钠溶液中添加氯化钾,得到磷酸二氢钾溶液;

5)磷酸二氢钾结晶:

将磷酸二氢钾溶液冷却分离氯化钠和规避铁元素后结晶干燥,成为固体磷酸二氢钾产品。

主要参考资料

[1]化学词典

[2]CN201410035386.X一种用湿法磷酸制备正磷酸钠的方法

[3][中国发明,中国发明授权]CN201410707265.5一种正磷酸钠的纯化方法

[4][中国发明]CN201710344152.7利用正磷酸钠制备磷酸二氢钾的方法