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热法磷酸的生产原理磷酸是一种常用的化工原料，广泛应用于农业、医药、食品等领域。
其中，热法生产磷酸是一种重要的工艺，其原理是通过高温反应使得磷矿石中的磷元素与氧气结合，形成磷酸。
热法磷酸的生产过程通常分为两步：磷矿石的预处理和磷酸的生成。
首先是磷矿石的预处理。
磷矿石是磷酸生产的原料，其主要成分是磷酸盐矿石，如磷灰石、磷酸钙石等。
磷矿石中的磷元素一般以三氧化二磷（P2O3）的形式存在。
为了提高磷酸的产率，需要对磷矿石进行预处理。
预处理的主要目的是将磷矿石中的杂质去除，并将磷元素转化为可溶性的形式。
通常采用的方法是将磷矿石破碎、磨细，然后与硫酸等酸性溶液进行浸泡反应。
在酸性环境中，磷酸盐矿石中的磷元素会与酸发生反应，生成磷酸盐。
经过预处理后的磷矿石会被送入磷酸的生成环节。
在磷酸的生成过程中，主要的反应是磷矿石中的磷元素与氧气结合生成磷酸。
磷酸的生成一般采用高温反应，常见的反应设备是磷酸焙烧炉。
磷酸焙烧炉通常由反应区、加热区和冷却区组成。
在反应区中，经过预处理的磷矿石与氧气（通常是空气）进行反应。
在高温的作用下，磷矿石中的磷元素与氧气发生氧化反应，生成三氧化二磷（P2O3）。
然后，P2O3会进入加热区进行加热，使其发生热解反应。
在高温下，P2O3会分解为磷酸（H3PO4）和二氧化硫（SO2）。
磷酸是我们所需要的产物，而二氧化硫则可以进一步回收利用。
在冷却区中，磷酸和二氧化硫会被冷却，使其温度降低到适宜的范围。
然后，磷酸会经过一系列的处理步骤，如浓缩、脱水等，最终得到纯度较高的磷酸产品。
总的来说，热法磷酸的生产原理是通过高温反应使得磷矿石中的磷元素与氧气结合，生成磷酸。
这个过程主要包括磷矿石的预处理和磷酸的生成两个步骤。
通过合理的操作和控制，可以高效地生产出优质的磷酸产品，满足不同领域的需求。
食品级磷酸生产工艺
食品级磷酸是一种常见的食品添加剂，广泛应用于食品加工过程中。
其生产工艺中包括磷矿石的提取、磷酸的制备和精制等步骤。
首先，生产食品级磷酸的第一步是磷矿石的提取。
磷矿石主要来源于磷矿，包括磷酸盐矿石和磷酸铝矿石等。
磷矿石经过破碎、磨矿等处理后，获得提取磷酸的原料。
其次，提取磷酸是生产食品级磷酸的重要步骤。
通常采用湿法提取的方式，包括硫酸法和酸法两种主要方法。
其中，硫酸法是目前广泛应用的一种方法。
硫酸法提取磷酸的工艺过程如下：
1. 将磷矿石破碎成适当的粒度，并与稀硫酸混合，在反应釜中加热并搅拌。
2. 反应产生的气体及时排出，以保证反应的正常进行。
3. 经过一定时间的反应后，反应液中的磷酸盐转化成了磷酸溶液。
然后，通过过滤、蒸发、冷却和结晶等步骤，将磷酸从反应液中分离出来。
4. 分离出的磷酸通过洗涤、滤干、干燥等工艺，最终得到食品级磷酸。
最后，经过精制的磷酸可以用于食品添加剂的制备。
磷酸的精制主要包括脱色和纯化等步骤。
脱色是为了去除磷酸中的杂质，使其达到食品级要求。
纯化则是为了进一步提高磷酸的纯度，以符合食品工业的要求。
总结起来，食品级磷酸的生产工艺主要包括磷矿石的提取、磷酸的制备和精制等步骤。
通过湿法提取的方式，采用硫酸法提取磷酸，最终经过脱色和纯化等工艺，得到符合食品级要求的磷酸\。
食品级磷酸85%蔬菜油生产
食品级磷酸85%蔬菜油生产是一种采用磷酸酯化反应制备的特殊类型蔬菜油。
该生产过程通过将食品级磷酸85%与蔬菜油混合，在加入适量催化剂的条件下，进行酯化反应，从而得到含有酯键的蔬菜油。
这种蔬菜油具有较高的烟点和稳定性，适用于高温烹饪和炸制。
在生产过程中，制备食品级磷酸85%是关键。
食品级磷酸85%是一种白色固体，具有强酸性和优异的防腐能力，能够有效地抑制微生物的生长。
在生产过程中，可以采用食品级磷酸85%与纯净水反应制备出来。
反应过程中需要严格控制反应温度和pH值，以确保产出的磷酸符合食品级标准。
与传统的蔬菜油生产方式相比，食品级磷酸85%蔬菜油生产具有以下优点：首先，由于磷酸酯化反应能够形成更稳定的酯键，因此产生的蔬菜油具有更好的稳定性和抗氧化性，能够延长油脂的使用寿命；其次，生产过程中可以有效地防止油脂的氧化和酸败，减少了产生不健康物质的可能性，使得蔬菜油更加健康和安全；最后，食品级磷酸85%蔬菜油生产的成本相对较低，能够满足市场需求。
总之，食品级磷酸85%蔬菜油生产是一种创新的蔬菜油制备方法，具有优异的品质和经济性。
随着人们健康意识的不断提高，相信这种蔬菜油将会在未来得到更广泛的应用。
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食品级磷酸工艺流程食品级磷酸是一种常用的食品添加剂，用于食品加工和保鲜。
其工艺流程一般包括原料准备、溶液制备、过滤、浓缩、结晶等步骤。
下面将详细介绍食品级磷酸的工艺流程。
1.原料准备：食品级磷酸的主要原料是磷矿石，如磷灰石、磷酸钠等。
在工艺开始之前，需要将原料进行筛选、破碎和洗涤，去除其中的杂质和不纯物质，以确保所得磷酸符合食品级标准。
2.溶液制备：将经过处理的磷酸原料加入反应釜中，然后加入一定量的水，进行搅拌和加热。
溶液中的磷酸原料会与水发生反应，形成磷酸水溶液。
在这个过程中，需要控制好温度和搅拌速度，以确保反应的充分和均匀。
3.过滤：溶液中可能会含有一些不溶性杂质，需要通过过滤的方式将其去除。
将溶液从反应釜中转移到过滤设备中，通过滤芯或滤布等过滤介质，将溶液中的固体颗粒物进行过滤，得到相对清澈的磷酸溶液。
4.浓缩：将过滤后的磷酸溶液转移到浓缩设备中，通过加热和减少溶剂（一般是水）的方式，将溶液中的水分逐渐去除，使溶液浓缩。
在这个过程中，需要控制好温度和浓缩速度，以防止磷酸结晶堵塞设备。
5.结晶：浓缩过程中，当磷酸溶液达到一定浓度时，磷酸会开始结晶。
此时，需要通过降温或加入结晶剂（如硫酸铵）的方式，促使结晶反应的发生。
结晶后的磷酸晶体会在溶液中沉淀，通过过滤或离心等方式，将其分离出来。
6.干燥：将得到的磷酸晶体进行干燥处理，去除其中的水分，使其具有一定的含水量，符合食品级磷酸的标准要求。
常用的干燥方法有自然干燥、加热干燥和真空干燥等。
7.包装和储存：经过干燥处理的磷酸晶体，可以进行包装和储存。
常见的包装形式有塑料袋、桶装等。
在包装和储存过程中，需要注意防潮和防尘，以保证磷酸的质量和稳定性。
以上就是食品级磷酸的工艺流程。
这些步骤需要严格控制工艺参数和操作条件，以确保所生产的磷酸符合食品级标准，并满足食品加工和保鲜的要求。
磷酸工艺知识讲解第一讲二水湿法磷酸工艺原理一、湿法磷酸生产化学反应原理1、反应方程式：Ca5(PO4)3F + 5H2SO4+ 5n•H2O = 5CaSO4•nH2O + 3H3PO4+ HF↑磷矿石硫酸磷石膏(副产品) 磷酸(产品) 尾气其中，未定变量n有三种值，分别为0、1/2、2，则对应的副产品也分为三种，分别为无水物、半水物与二水物。
同时对应的生产方法也分别叫：无水法、半水法与二水法。
在实际的国内乃至国际工业生产中，二水法磷酸的生产工艺占80%以上。
2、二水法磷酸工艺原理：当n=2时，1中的方程式为：Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4•2H2O + 3H3PO4+ HF↑3、硫酸分解中磷矿分两步完成①磷矿首先被磷酸分解：Ca5(PO4)3F+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF② Ca(H2PO4)2与硫酸反应生成磷酸：5Ca(H2PO4)2 + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4•2H2O + 10 H3PO4由上可知，磷矿在反应槽中首先与槽内的磷酸反应，所以工艺上应将硫酸加入点放在磷矿加入点的后面位置。
4、什么叫二水湿法磷酸工艺？磷酸的工业生产方法分为热法生产与湿法生产两类。
从广义上讲，凡是用酸分解磷矿制成的磷酸，称为湿法磷酸，通常用硫酸分解磷矿，所以上述用硫酸分解磷矿，且副产品是二水物的磷酸生产工艺称为二水湿法磷酸工艺。
5、二水法工艺技术主要特点：（与半水法或其它方法相比较）①流程简单、操作稳妥可靠；②装置建厂数量最多，且单系列生产规模最大，居各种工艺之首；③对磷矿适应性强，特别对我国磷矿品位低，杂质含量高的情况尤为适用；④在较低的酸温和较低的酸浓度下操作，使得衬胶设备和不锈钢设备使用寿命延长；⑤二水石膏过滤不受过滤机类型限制，转台式、翻盘式及带式均可使用；⑥工业化磷酸装置P2O5收率一般在94%——96%之间。
二、湿法磷酸生产的原料湿法磷酸生产的主要原料是磷矿与硫酸。
湿法磷酸生产工艺过程
嘿，朋友！咱今儿就来好好唠唠湿法磷酸的生产工艺过程。
你知道吗？这湿法磷酸的生产就好比一场精心编排的舞蹈，每个步
骤都得精准到位。
先来说说原料的准备，那得像大厨选食材一样精心。
磷矿石得品质
优良，杂质不能太多，不然就像一锅粥里混进了太多沙子，可就糟糕啦！这选矿石的过程，不就跟咱挑水果一样嘛，得挑个新鲜又饱满的。
然后是酸解反应，这可是关键的一步。
把磷矿石和硫酸放到反应槽里，它们之间的反应就像是一场激烈的战斗。
硫酸这个“猛将”不断冲
击着磷矿石，把里面的磷酸给“逼”出来。
这场景，像不像孙悟空在炼
丹炉里经受考验，最后炼出了火眼金睛？
接着是过滤分离，把反应后的混合物过滤一下，把有用的磷酸溶液
和没用的残渣分开。
这就好像在沙堆里淘金子，得有耐心，还得有技巧，才能把宝贝给找出来。
再就是净化处理，这一步就像是给刚出土的美玉打磨雕琢，把磷酸
溶液里的杂质一点点去除，让它变得纯净无暇。
还有浓缩结晶，把净化后的磷酸溶液浓缩，让磷酸结晶出来。
这就
好比熬粥，把水分熬干，留下精华。
整个湿法磷酸生产工艺过程，环环相扣，一步都不能马虎。
如果哪个环节出了岔子，那可就像是多米诺骨牌一样，会影响到后面的所有步骤。
所以说啊，搞湿法磷酸生产，就得像绣花一样细致，像打仗一样严谨，才能得到高质量的产品。
你说是不是这个理儿？
总之，湿法磷酸生产工艺过程是一个复杂而又精细的活儿，需要技术，需要经验，更需要那份认真负责的态度。
一、实验目的1. 了解磷酸的制备方法及原理。
2. 掌握实验室制备磷酸的步骤。
3. 学习分析实验结果，提高实验技能。
二、实验原理磷酸是一种重要的无机酸，广泛应用于化工、医药、食品等行业。
实验室制备磷酸的方法主要有两种：直接法和间接法。
本实验采用间接法，即利用硫酸和磷酸钙反应制备磷酸。
实验原理：硫酸与磷酸钙反应生成硫酸钙和磷酸，反应方程式如下：Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4三、实验仪器与试剂1. 仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、干燥器、分析天平、容量瓶、移液管、滴定管、滴定架、酸式滴定瓶、锥形瓶等。
2. 试剂：硫酸（98%）、磷酸钙（分析纯）、蒸馏水、无水硫酸钠（分析纯）、酚酞指示剂、0.1mol/L氢氧化钠标准溶液等。
四、实验步骤1. 称取1.0g磷酸钙，置于烧杯中。
2. 加入10mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌使其溶解。
3. 慢慢加入硫酸，边加边搅拌，直至溶液中出现沉淀。
4. 将溶液过滤，收集滤液。
5. 将滤液转移至锥形瓶中，加入2～3滴酚酞指示剂。
6. 用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由无色变为浅红色，记录消耗的氢氧化钠体积。
7. 计算磷酸的物质的量浓度。
五、实验结果与分析1. 磷酸物质的量浓度计算：根据滴定数据，消耗氢氧化钠的体积为V1，则：n(NaOH) = C(NaOH) × V1n(H3PO4) = 2/3 × n(NaOH)C(H3PO4) = n(H3PO4) / V2其中，V2为滤液体积。
2. 结果分析：（1）实验过程中，硫酸加入速度不宜过快，以免产生大量热量，导致溶液沸腾。
（2）过滤时，滤纸应紧贴漏斗，防止滤液泄漏。
（3）滴定时，酚酞指示剂用量不宜过多，以免影响滴定结果。
（4）实验结果可能受到以下因素的影响：①硫酸浓度：硫酸浓度过高或过低都会影响实验结果。
②温度：温度过高或过低都会影响反应速率和滴定结果。
食品级磷酸1 概述1.1 名称与结构磷酸又称正磷酸，分子式H3PO4,分子量为97.99，结构式如下：O║HO - P- OH│OH1.2 性质纯磷酸含P2O5为72.4%，为透明单斜晶体，熔点42.4℃；而含P2O5为66.35% 的晶体熔点是29.3℃；85%的磷酸含P2O5为61.57%，熔点21.1℃，沸点158℃。
磷酸是中等强度的三元酸，能与碱发生中和反应，生成盐和水。
与纯碱反应只能进行到双键取代反应，能溶于水、醇类和无机酸。
磷酸虽属于中等强度的酸，但对铁、铜、铝等金属腐蚀性比硫酸强的多，因磷酸本身含少量的氟，一般不低于10ppm，故对金属是一种强腐蚀性酸，且对金属的腐蚀程度与温度成正比关系。
故在设备选材时，既要经济，又要耐用，还要确保磷酸的质量，最适宜的材质是不锈钢316L。
1.3 用途食品级磷酸在磷酸盐工业中，是生产高纯磷酸盐的主要原料。
特别在生产食品添加剂磷酸盐时，食品级磷酸是不可替代的原料。
在清凉饮料中主要用作可乐型的酸味剂，兼有磷元素的营养成分，价格上低于柠檬酸与乳酸，在制糖业上是糖的精炼剂。
2 生产中主要辅助原料2.1 五硫化二磷由于食品级磷酸的质量要求，在生产过程中除酸中的砷、铅，其生产原理是五硫化二磷在酸性条件下，与水作用生成硫化氢气体，再与砷、铅作用生成沉淀物从而净化酸。
反应式为：（1）P2S5+8 H2O 5 H2S↑+2 H3PO4（2）2 H3AsO3+3 H2S As 2S3↓+6H2O（3）2 H3AsO4+5 H2S As 2S5↓+8H2O（4）Pb2++ H2S PbS↓+2 H+2.2 硅藻土助滤剂，吸附高度分散的悬浮沉淀物及气体，使其聚结成团以除去。
2.3 过氧化氢俗称双氧水，分子式H2O2，分子量34，无色液体，比重1.483（20℃），是强氧化剂。
能自行分解出氧原子，具有漂白、氧化作用，把磷酸生产中产生的微量H3PO3氧化为H3PO4。
3燃磷岗位1 岗位职责1.1 在生产运行中必须按照操作规程进行操作，杜绝违章蛮干，防止操作事故的发生，积极参加各项安全学习或培训。
磷酸生产原理
磷酸是一种广泛应用于农业、化工等领域的化学品，下面将介绍磷酸的生产原理。
磷酸的生产可以通过两种主要的方法实现：湿法法和干法法。
湿法法生产磷酸的主要步骤如下：
1. 磷矿选矿：选择合适的磷矿石，如磷灰石、燧石等，并进行选矿处理，提高磷含量。
2. 磷矿石的预处理：将选矿后的磷矿石破碎、磨细，以增大矿石表面积，提高磷酸的溶解速度。
3. 矿石的浸出：将经过预处理的磷矿石与稀硫酸等混合，进行浸出反应。
在一定的温度和压力条件下，磷酸与矿石中的磷酸钙等物质发生反应，生成磷酸溶液。
4. 磷酸溶液的净化：将得到的磷酸溶液进行过滤、沉淀等净化工艺，去除杂质。
5. 磷酸的脱水：将净化后的磷酸溶液加热蒸发，除去水分，得到浓度较高的磷酸。
6. 磷酸的精制：通过进一步的加热、冷却、结晶等操作，得到纯度较高的磷酸产品。
干法法生产磷酸的主要步骤如下：
1. 磷矿的烧结：选取合适的磷矿石，经过破碎、烧结等处理，将磷酸钙等物质转化为氧化磷。
2. 氧化磷的提取：将烧结后的磷矿石与酸性介质反应，使氧化磷溶解，生成磷酸溶液。
3. 磷酸溶液的浓缩：通过加热蒸发，使磷酸溶液浓缩。
4. 磷酸的结晶：进一步冷却和结晶处理，得到纯度较高的磷酸产品。
总结起来，磷酸的生产原理主要包括磷矿选矿、矿石的预处理、矿石的浸出或烧结、磷酸溶液的净化、脱水、精制等步骤。
不同的生产方法有些许的差异，但核心原理都是通过磷矿与酸性介质发生反应，提取得到磷酸产品。
磷酸生产工艺一、热法磷酸热法是用黄磷燃烧并水合吸收所生成的P4O10来制备磷酸，热法磷酸的制造方法，主要有：1.完全燃烧法(叉称一步法)将电炉法制磷时所得的含磷炉气直接燃烧，此时不仅磷氧化为五氧化二磷，一氧化碳也被氧化：反应放出大量的热，由于磷酸酐有强烈的腐蚀作用，此反应热实际不能利用，燃烧后的气体必须冷却。
以保证磷酸酐完全吸收。
由于气体温度高，磷酸酐与水作用时首先生成偏磷酸(HPO3)，冷却后再转化成为正磷酸：此法由于热能利用差，在工业上未被采用。
2.液态磷燃烧法(又称二步法)二步法有多种流程，在工业上普遍采用的有两种：第一种是将黄磷燃烧，得到五氧化二磷用水冷却和吸收制得磷酸，此法称为水冷流程。
第二种是将燃烧产物五氧化二磷用预先冷却的磷酸进行冷却和吸收而制成磷酸，此法称为酸冷流程。
这里简要介绍酸冷流程，见图4-7。
将黄磷在熔磷槽内熔化为液体，液态磷用压缩空气经黄磷喷咀喷入燃烧水合塔进行燃烧，为使磷氧化完全，防止磷的低级氧化物生成，在塔顶还需补充二次空气，燃烧使用空气量为理论量的1.6～2.0倍。
在塔顶沿塔壁淋洒温度为30～40℃的循环磷酸，在塔壁上形成一层酸膜，使燃烧气体冷却，同时P2O5与水化合生成磷酸。
塔中流出的磷酸浓度为86%～88%H3PO4，酸的温度为85℃，出酸量为总酸量的75%。
气体在85～110℃条件下进入电除雾器以回收磷酸，电除雾器流出的磷酸浓度为75%～77%H3PO4，其量约为总酸量的25%。
从水化塔和电除雾器来的热法磷酸先进入浸没式冷却器，再在喷淋冷却器冷却至30～35℃。
一部分磷酸送燃烧水化塔作为喷洒酸，一部分作为成品酸送储酸库。
3.优先氧化法在454～532℃条件下，与理论量120%～130%的空气混合，使磷蒸气和磷化氢氧化，而CO仅氧化了5.6%～7%，然后用稀磷酸吸收磷酸酐制成热法磷酸。
此法尚未工业化。
4.水蒸气氧化黄磷法用铂、镍、铜作催化剂，焦磷酸锆或偏磷酸铝作载体，在600～800℃温度下用水蒸气氧化黄磷制得磷酸并副产氢气。
磷酸工艺知识点总结一、磷酸的生产方法1.1 磷酸的生产方法（1）湿法磷酸生产：湿法磷酸生产是指利用磷矿石作为原料，经过浸出、萃取、沉淀、浓缩、结晶等工艺流程，生产出不同纯度的磷酸产品。
（2）干法磷酸生产：干法磷酸生产是指利用磷矿石在高温下与硫酸或氢氧化钠等反应，生成磷酸盐，再经过焙烧、酸解等步骤得到磷酸产品。
1.2 磷酸的生产工艺湿法磷酸生产的工艺主要包括浸出、萃取、沉淀、浓缩、结晶等几个关键步骤。
而干法磷酸生产则是通过焙烧和酸解等步骤进行磷酸的生产。
二、磷酸生产的原料2.1 磷矿石作为磷酸生产的主要原料，磷矿石的主要成分是磷酸盐矿物，包括磷灰石、磷灰石、赤铁矿等。
在湿法磷酸生产中，磷矿石经过破碎、浸出等步骤得到磷酸产品；而在干法磷酸生产中，磷矿石经过焙烧、酸解等步骤得到磷酸产品。
2.2 硫酸硫酸是湿法磷酸生产的重要原料之一，用于磷酸盐的浸出和结晶过程。
2.3 氢氧化钠氢氧化钠是干法磷酸生产的重要原料之一，用于与磷矿石反应生成磷酸盐。
2.4 其他助剂在磷酸生产过程中，还需要添加一些助剂如硫酸铵、氢氧化钠、氯化钠等，用于调节反应条件、促进反应进行。
三、磷酸工艺流程3.1 湿法磷酸生产工艺流程（1）浸出：将磷矿石经过破碎后与硫酸反应，得到磷酸盐溶液。
（2）萃取：对磷酸盐溶液进行有机相的萃取，从中提取出磷酸盐。
（3）沉淀：通过加入适当的草酸铵等沉淀剂，使得磷酸盐在溶液中沉淀下来。
（4）浓缩：对磷酸盐溶液进行蒸发浓缩，使得磷酸盐的浓度逐渐增加。
（5）结晶：将浓缩后的磷酸盐溶液进行结晶，得到磷酸产品。
3.2 干法磷酸生产工艺流程（1）混合均匀：将磷矿石与硫酸或氢氧化钠等原料混合均匀，形成反应物质。
（2）焙烧：将混合均匀的原料在高温下经过焙烧反应，形成磷酸盐。
（3）酸解：对焙烧后的产物进行酸解反应，得到磷酸产品。
四、磷酸产品的应用4.1 磷酸盐肥料磷酸产品广泛应用于农业领域，通过生产磷酸盐肥料来促进作物的生长，提高农产品产量。
2 典型的溶剂萃取法工业化流程2.1 英国奥尔布莱特·威尔逊(Albright & Wilson)公司流程英国奥尔布莱特·威尔逊公司于20世纪70年代初开发了酮类溶剂净化湿法磷酸的流程。
该流程采用甲基异丁基甲酮(MIBK)作萃取剂，原料粗磷酸先浓缩至ω(P2O5)=54%-57%，经澄清处理后进入萃取系统，洗涤、反萃制得净化磷酸。
由于萃取剂MIBK具有较高的闪点，安全性能好，在磷酸水溶液中的溶解度很小(1%-2%)，且能与水形成低共沸点的共沸物，因此溶剂的蒸馏回收比较容易，不会消耗大量的能量。
萃取器早期采用填料或混合澄清器，后来改为转盘塔，洗涤净化设备为多级混合澄清槽或反萃塔。
该净化磷酸产品可作为工业级磷酸使用；但硫酸根含量偏高，若要生产食品级磷酸，还需要进行后处理，比如采用结晶工艺。
2.2 法国罗纳-普朗克(Rhone-Poulenc)公司流程法国罗纳-普朗克公司开发的湿法磷酸净化流程采用磷酸三丁酯(TBP)作萃取剂。
ω(P2O5)=40%-50%的湿法磷酸经澄清和脱色处理后进人萃取系统，洗涤、反萃制得符合工业磷酸质量要求的净化磷酸，经脱砷、浓缩、脱氟处理可得到ω(P2O5)=60%的食品级净化磷酸。
该流程在萃取阶段加入部分硫酸，以提高溶剂对磷酸的萃取率；在洗涤阶段加入适量苛性钠以降低萃取相中硫酸根的含量。
该工艺可以根据需要，采用不同的萃取率进行净化。
高萃取率流程中硫酸根的含量几乎是低萃取率时的2倍，萃取率和产品质量不能两者兼得。
在对硫酸根含量要求严格的情况下适宜采用低萃取率流程，而萃余酸则可以生产肥料。
2.3 以色列矿业公司(IMI)流程以色列矿业公司是最早开发液-液萃取磷酸净化技术并使之工业化的公司之一。
该流程所采用的萃取剂是85%(体积分数)异丙醚+15%(体积分数)正丁醇(或异丙醚)。
萃取在0-2℃下进行，大量磷酸和少量杂质被萃取到有机相，粗磷酸中的杂质绝大部分遗留在萃余相(水相)中。
磷酸的生产工艺
磷酸是一种重要的化工原料，广泛应用于肥料、食品、医药、冶金和化工等领域。
以下将介绍磷酸的生产工艺，包括湿法法和烧结法两种主要方法。
湿法法是目前主流的磷酸生产工艺，主要有硫酸法和磷酸矿法。
硫酸法是最常用的湿法生产方法，其主要步骤如下：首先，将磷矿石与浓硫酸反应生成磷酸和硫化物，反应温度一般在180
至250摄氏度之间。
随后，通过蒸发和冷却，使反应溶液中的磷酸结晶沉淀。
最后，通过离心、洗涤和干燥等步骤，得到纯度较高的磷酸产品。
此外，硫酸法还可以通过磷酸与硫酸钙反应生成磷酸钙的沉淀，再经过酸解和磷酸分离的工序得到纯净的磷酸。
磷酸矿法是另一种湿法生产磷酸的方法，其主要步骤是将磷酸矿石与稀硫酸反应生成磷酸。
在该工艺中，磷酸矿石首先经过研磨处理，然后与稀硫酸溶液进行浸出反应，生成磷酸盐的溶液。
冶炼过程中，还需要过滤、浓缩、结晶和干燥等工序，最终得到磷酸产品。
烧结法是另一种生产磷酸的工艺，适用于磷酸矿石中磷酸盐含量较低的情况。
该方法主要包括磷酸矿石的矿石炉烧结和溶出两个步骤。
首先，将磷酸矿石与焦炭粉末和二氧化硅混合炼制成矿石熔渣，并进行烧结处理。
然后，用稀硫酸对矿石熔渣进行浸出反应，得到含磷酸盐的溶液。
最后，通过蒸发、结晶和干燥等工序，得到纯度较高的磷酸产品。
总的来说，磷酸的生产工艺主要包括湿法法和烧结法两种方法。
湿法法以硫酸法为主流，通过磷矿石与硫酸的反应，得到磷酸产品。
烧结法适用于磷酸盐含量较低的矿石，通过矿石炉烧结和溶出的工艺步骤，得到磷酸溶液。
无论是哪种方法，都需要通过提纯、结晶和干燥等步骤，获得高纯度的磷酸。
食品磷酸的生产原理与工艺衡阳师范学院化学与材料科学系 应用化学08140218 谭枚花 指导老师 张少华摘要：本文主要叙述的是文主要介绍了食品磷酸的主要用途及其常见的制备方法（湿法磷酸和热法磷酸），着重对湿法磷酸的生产原理与工艺过程加以综述。
关键字：湿法磷酸热法磷酸净化食品级磷酸1. 前言：磷酸（H3PO4）别名正磷酸，为无色透明晶体或无色透明浆状液体，无臭，酸味，食品级磷酸（GB3149-82）含量一般有85％，75％两种规格，熔点为42.35℃，密度1.864（25℃），加热至213℃变为焦磷酸，300℃变为偏磷酸，在空气中易吸湿能与水、乙醇混溶[1]，主要用作食品饮料中的澄清剂，酸味剂，酵母的营养剂，制备食品级磷酸盐。
而磷酸盐是目前世界各国应用最广泛的食品品质改良剂，在食品生产的各领域，磷酸盐对食品品质的提高和改良有着不可取代的作用[2]。
目前我国已批准使用是磷酸盐共有8种，包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、酸式焦磷酸钠、焦磷酸二氢二钠、总生产能力约为6000吨/每年。
常用的是三聚磷酸盐和少量六偏磷酸盐的混合制剂[3]。
各种磷酸盐在食品中的主要作用有络合作用、pH值和离子强度调节作用、乳化作用、防止蛋白质的变性，保持蛋白质持水作用等等。
磷酸的工业生产方法可分两大类:一类是热法生产，制得的产品为热法磷酸，酸的质量较高，通常用以制造磷酸盐产品或是食品级磷酸盐。
热法硫酸的生产都是采用两步流程：首先，在石英的存在下，在在电炉中用焦炭将磷矿还原成磷蒸汽，成固体黄磷，然后将固体黄磷燃烧成五氧化二磷，溶于水生成磷酸；另一类是湿法生产，即用酸分解磷矿制得的磷酸统称为湿法磷酸，产品为湿法磷酸，质量较差，随时用的磷矿不同，酸中含有较多的杂质，通常用来生产肥料，或经净化后制造饲料级、食品级磷酸盐产品[4]。
随着原材料和能源成本的上涨，在当前的原料和能源价格条件下，自产黄磷和自产湿法磷酸，采用热法路线100％工业磷酸生产成本4594元/吨，湿法净化磷酸生产成本4162元/吨，此外湿法净化生产工业级产品能耗远低于热法路线，受能源价格波动较小，在能源价格上浮时就有更强的竞争力[5]。
此外，湿法磷酸生产对磷矿品位要求低，而我国的绝大部分磷矿都属于中低品位。
湿法磷酸生产适合我国国情。
目前，在西方发达国家，湿法与热法磷酸的比例已达到14：1[6]。
因此用湿法制备磷酸已成为了一种必然趋势。
2. 湿法磷酸工艺分类：2.1. 按所用无机酸2.1.1 硝酸法最早由奥达公司开发，称为奥达法。
它是用硝酸分解磷矿生成磷酸和水溶液硝酸钙。
受硝酸价格能耗高流程长等条件因素的影响，目前工业应用极少。
2.1.2. 盐酸法上世纪60年代初，以色列矿业工程公司（I.M.I）开发了著名的IMI 法，首次实现了盐酸法生产磷酸的工业化[7]。
它是将磷矿与盐酸反应，生成磷酸和氯化钙水溶液，然后用有机溶剂萃取分离磷酸。
但该法存在工艺复杂、副产物氯化钙难以经济回收等问题。
2.1.3. 硫酸法通常所称的“湿法硫酸”是用硫酸分解磷矿生产得到的磷酸，主产物磷酸与副产物硫酸钙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。
2.2. 按流程分类[8]2.2.1 二水物流程（生产1t P2O5计的消耗定额）项目数量磷矿（32％P2O5；50％CaO）3.21t 硫酸（93％~98％，100％计）2.80t冷却水70m³工艺水7m³蒸汽（低压）工艺蒸发0.15t1.75t电力辗磨工艺蒸发20kWh 90kWh 10kWh磷酸浓度28~32％P2O52.2.2半水物流程项目数量磷矿（100％过1.6mm3.34t筛）硫酸（93％理论用2.80t量）冷却水（25℃）~22m³工艺水6m³蒸汽~0.2t电（包括矿粉制备）~110 kWh化学品~3美元磷酸浓度40~55％P2O52.2.3二水-半水物流程项目数量磷矿粉（33.6％P2O5） 3.02t硫酸（100％） 2.68t冷却水65m³工艺水 3.6m³蒸汽2t电170 kWh磷酸浓度＞35％P2O52.2.4半水-二水物流程2.2.4.1一步法项目数量磷矿（33％P2O5） 3.08t硫酸（100％） 2.59t消泡剂0.60kg工艺水17t蒸汽0.4t电155 kWh磷酸浓度30~32％P2O52.2.4.2两步法项目数量磷矿（33％P2O5） 3.09t硫酸（100％） 2.62t消泡剂0.40kg工艺水47t蒸汽2t电135 kWh重油5kg磷酸浓度40~45％P2O5磷矿/t硫酸/t冷却水/m³工艺水/m³蒸汽/t电/kWh 化学品/美元重油/kg消泡剂/kg3.21 2.8707 1.91200003.34 2.82260.21103003.02 2.6865 3.621700003.08 2.590170.4155000.63.09 2.620472135050.4综合考虑，二水物流法较为经济，此外，二水法由于技术成熟、操作稳定可靠、对矿石的适应性强等优点，在湿法磷酸工艺中居于主导地位。
目前，我国80%以上的磷酸都采用湿法磷酸二水法流程生产。
二水法流程具有工艺简单、技术成熟、对矿石种类适应性强的特点，特别适用于中低品位矿石，在湿法磷酸生产中居于统治地位。
3. 湿法硫酸生产原理及工艺3. 1. 主要原料及规格硫酸浓度＞ 76％磷矿粉含P2O5≥31.11％（BPL/MgO≥170％）F e2O3 +A l2O3 /P2O5 ≤0.109％（BPL/ F e2O3 +A l2O3≥20）CaO/ P2O5 ≤1.45（BPL/CaO≥1.5）细度 90％过100目筛3.2.湿法食品级磷酸生产的基本原理3.2.1制造湿法磷酸的化学反应[9]常用的是较强的无机酸如硫酸、硝酸、盐酸、氟硅酸等及酸性较强的酸式盐如硫酸氢铵等。
使用硫酸分解磷矿制取磷酸的方法是湿法硫酸生产中最基本的方法。
其反应方程为：由化学反应方程来看，加入准确数量的原料和加热条件在控制适当的反应温度和搅拌均匀是必不可少的条件。
磷矿中常伴生一定量的碳酸盐，如白云石、方解石等能与硫酸发生各种副反应，并放出二氧化碳：生成的镁盐全部留在溶液中，当磷矿中MgO含量过高时，使湿法磷酸生产及磷酸利用均造成困难。
此外，磷矿中存在的三价金属氧化物，如对磷酸生产有很大危害，有以下反应：另外，反应中中生成的HF与磷矿中带入的SiO2或硅酸盐作用形成H2SiF6当有SiO2存在时，这一分解反应将加剧进行：逸出的SiF4在吸收装置中用水吸收，同时水解成氟硅酸，并有硅胶析出。
在制备食品磷酸时，尤其要注重砷和重金属的脱除。
3.2.2国外湿法磷酸净化[10]3.2.2.1有机溶剂液-液萃取采用有机溶剂萃取磷酸中大部分杂质可被分离，所采用的溶剂有脂肪酸、醚、酯、酮、胺和磷酸酯等，其中以正丁醇、异丁醇、异戊醇、三丁基磷酸只占多数，还有胺类，以色列IMI用异丙醚，英国用甲基异丁酮。
此外还有使用水溶性的有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮、甲乙酮等，使粗酸中的杂质很快沉淀或分成两相而分离。
其中日本钢管公司工业化设计的全部工艺过程包括有[10]：（1）前处理工程—硫酸根、硅氟酸的脱除，粗磷酸浓度的调整（40％P2O5）在粗磷酸以溶剂萃取之际，有与磷酸混合在一起而不易分离的硫酸根和氟硅酸，可事先加钙离子脱硫酸根离子，加碳酸钠使形成氟硅酸钠除去（2）萃取精制工程—包括溶剂萃取，萃取有机相清洗、净酸回收等工序，以逆流多级进行，通常以少量纯水或净化磷酸液分多次进行，但加水回收净酸有降低精制H3PO4液浓度之弊，因而有用蒸馏的方法。
（3）溶剂回收过程—精制磷酸及萃余磷酸残液中尚含有少量的溶剂，以水回收，并与分出净酸后的有机相一起循环利用（4）后处理工程—精制酸中的微量硫酸根、氟离子等以弱盐基性阴离子交换树脂脱除，以及用活性碳出去有机物质等的处理（5）浓缩工程—净酸浓缩至含P2O5为54％等浓度下列方框图是日本三菱化学工业公司在专利说明书所提出的，如图1所示3.2.2.2以色列IMI净化方法IMI除开发了以盐酸分解磷矿，在含有Ca2+、H+、Cl-、PO4-3和H2O 的分解系统中用异戊醇进行萃取分离出纯净磷酸的方法外，还开发了以二异丙醚为萃取剂，使湿法硫酸法分为主要的净化液和含少量杂质的残留液的精制方法并已于1971年由墨西哥磷酸公司采用，设厂成产。
其工艺流程如图2所示，主要包括四个工序—萃取反洗净酸释出和溶剂回收。
3.2.2.2三丁基磷酸酯为萃取剂三丁基磷酸酯具有化学性稳定、良好的选择性、易回收等特点，因此被多家厂商采用，如法国的Rhône-Poulenc,其中Rhône-Poulenc的CentraleLiqueur法以下是制造磷酸盐为中心的工艺流程示意图此外还有其他物化处理方法，如离子交换法，络合复盐结晶法，澄清和化学处理法等等。
3.2.3国内湿法磷酸净化及工艺中国专利（专利号ZL03117850.2）介绍了一种用湿法磷酸制备工业级磷酸、食品级磷酸和磷酸盐的方法，该方法以P2O550％是湿法浓缩磷酸为原料，工艺步骤包括脱硫、脱色、脱氟预处理、二次脱硫、过滤分离、萃取、深脱硫、洗涤、反萃和浓缩或浓缩深度脱氟。
在反萃取之后增加深脱氟工序即可用来制备食品级磷酸。
其中预处理是在湿法硫酸中加入脱硫剂、脱氟剂、脱色剂、脱砷剂、脱重金属剂，脱硫剂按磷酸中SO4-2化学计量比的1~1.3倍加入，脱氟剂按磷酸中氟含量化学计量比的1~1.2倍加入，脱色剂加入量为磷酸质量的0.1~1％倍，脱砷剂的加入按磷酸中As化学计量比加入，脱重金属剂按磷酸中重金属化学计量比加入，反应温度60~80℃，反应时间2~4小时。
脱硫剂为磷矿粉，脱氟剂为碳酸钠或和碳酸钾，脱色剂为活性炭或和硅藻土，脱砷剂和脱重金属剂为硫化钠或和五氧化二磷。
该发明含有三次脱硫，可最大限度的脱除硫酸根，保证产品的质量，此外所用萃取剂为磷酸三丁酯与无色无味煤油的混合物，降低了萃取机等密度和粘度，两相易分离，萃取剂几乎不溶于磷酸，因此萃余酸可以不用精馏回收萃取剂，直接用于肥料制造，降低了能耗，节约了成本。
如下图所示中国专利（专利号ZL200510021695.2）“用湿法磷酸制备工业级磷酸、食品级磷酸和磷酸盐的方法”公开的方法是：依次对湿法磷酸进行预处理（脱硫、脱氟、脱色、脱砷、脱重金属）、二次脱硫脱氢、萃取、深脱硫、洗涤、反萃和浓缩获得食品级磷酸。
其中预处理是在湿法硫酸中加入脱硫剂、脱氟剂、脱色剂、脱砷剂、脱重金属剂，脱硫剂为磷矿粉按磷酸中SO4-2化学计量比的1.1~1.3倍加入，脱氟剂为碳酸钠和二氧化硅或碳酸钾按磷酸中氟含量化学计量比的1~1.5倍加入，脱色剂为活性炭或和硅藻土加入量为磷酸质量的0.1~1％倍，脱砷剂的加入按磷酸中As化学计量比加入，脱重金属剂硫化钠和五氧化二磷按磷酸中重金属化学计量比的1~1.2倍加入，反应温度60~100℃，反应时间3~6小时。
