热法磷酸

黄磷经氧化等反应制取的磷酸

以 白磷 为原料,经氧化,水化等反应而制取的磷酸称为热法磷酸。根据不同的温度下的 五氧化二磷 不同的水合反应,可得到正磷酸(简称为磷酸)、 焦磷酸 与 偏磷酸 等多种,但其中最重要的是正磷酸。

与湿法磷酸不同的是,热法磷酸可以得到纯度较高的磷酸,而湿法磷酸则只能得到含有一定杂质的磷酸。

基本原理

黄磷燃烧的总反应式:

P4+5O2= P4O10 +3030kJ

实际上,上述反应是一个很复杂的多级反应,反应常常不能进行彻底,因此反应物中主产品P4O10外,还存在少量的低 氧化物 P4O、P4O2、 三氧化二磷 等。磷的低氧化物经水合后,将生成 次磷酸 ( H3PO2 )与 亚磷酸 ( H3PO3 )。可用 硝酸 、 过氧化氢 等 强氧化剂 将次、亚磷酸氧化为正磷酸。

在不同温度下, 五氧化二磷 与水有以下不同的水合反应。

1)230℃时,P2O5与三个水分子结合生成磷酸:

P2O5+3H2O==2H3PO4

2)450℃时,P2O5与两个水分子结合生成磷酸:

P2O5+2H2O==H4P2O7

3)700℃时,P2O5与三个水分子结合生成磷酸:

P2O5+H2O==2HP 臭氧

当大量空气与磷进行氧化时,首先生成 磷酸酐 ,磷酸 酐 在359℃升华,在高温下,它的蒸汽聚合成 P4O10 。磷酸酐溶于水可生成优质的正磷酸。

生产方法

热法磷酸的生产方法国内外普遍采用的均是电炉两步法,此法是将电炉还原 磷矿 所得的升华磷经过除尘后使磷冷却呈液态。然后将液态磷经燃烧、水化、除雾制成磷酸。

除此外还有 高炉 一步法、富氧空气 五氧化二磷 法、优化氧化法及水蒸气磷法等。