10101-89-0 / 正磷酸鈉的主要應用

背景及概述^[1-3]

正磷酸鈉亦稱“正磷酸鈉”。化學式Na3PO4。有兩種水合物。其十水合物為無色八面體狀晶體，熔點100℃，相對密度2.536，溶于水。其十二水合物為無色三角系晶體，相對密度1.02，折光率1.446、1.452，溶于水，不溶于乙醇和CS2，加熱至73～77℃時分解，至100℃時失去12分子水。用途：作化學試劑、軟水劑、鋼鐵容器磷化劑等。

正磷酸鈉在化工、紡織、印染、造紙、發(fā)電等行業(yè)中用作軟水劑和洗滌劑，金屬除垢劑，鍋爐防垢劑，紙張染色中的軟水劑，生產(chǎn)蠟光紙用膠黏劑的酸堿度緩沖劑，印染時的固色劑，織物絲光的增強劑，橡膠乳汁的凝固劑；有提高食品的絡合金屬離子、pH值，增加離子強度等作用，還可改善食品的結(jié)著力和持水性。

正磷酸鈉又名磷酸鈉、正磷酸鈉等，外觀為無色或白色結(jié)晶，是一種用途非常廣泛的無機鹽。正磷酸鈉在冶金、化工、紡織、印染、造紙、機電等工業(yè)用做軟水劑、鍋爐清潔劑和洗滌劑，也可用作金屬防銹劑等。正磷酸鈉還可用作金屬的防銹劑，制糖業(yè)的糖汁凈化劑，日用化學工業(yè)中用于配制清潔劑和洗滌劑，膠片工業(yè)的顯影劑，橡膠業(yè)的凝固劑，印染業(yè)的滲透劑、干燥劑和織物絲光增強劑等。

此外，正磷酸鈉具有鈍化病毒,使其失活的作用,可用于種子及器物的處理。食品級正磷酸鈉可廣泛應用于食品、生物復合材料、抗菌材料、高檔工藝品、合成塑料、牙膏、藥品等領域。全球食品級正磷酸鈉的年耗量在5萬噸以上。

制備^[2]

（1）濕法磷酸的除雜：

采用離心或者壓濾的方法除去濃度為15%的濕法磷酸中含有的固體雜質(zhì)，得到磷酸，備用；

（2）中間體的合成反應：

將步驟（1）所得磷酸放入中間體合成槽內(nèi)，調(diào)節(jié)磷酸濃度，加熱升溫至60℃，在攪拌條件下，加入碳酰胺與磷酸進行合成反應，碳酰胺的加入量按其與磷酸的摩爾比為1.06：1確定，攪拌溶解保溫反應，反應時間為80min；

（3）冷卻結(jié)晶得到中間體：

合成反應結(jié)束后，將得到的中間體料漿放入冷卻結(jié)晶槽內(nèi)冷卻至溫度為20℃結(jié)晶，析出后離心分離，保留濾餅，濾餅為中間體，放入中間體儲倉，備用；濾液為含有一定量雜質(zhì)的磷酸母液，輸送至磷銨復合肥裝置作為生產(chǎn)復合肥的原料；

（4）正磷酸鈉的制備：

將中間體送入合成槽內(nèi)，加入一定量的水，在攪拌狀態(tài)下使其完全溶解，緩慢加入計量的氫氧化鈉固體混合反應，所述中間體與氫氧化鈉的摩爾比為0.95：3，控制氫氧化鈉的加入速度以調(diào)節(jié)合成槽內(nèi)的溫度在50℃，攪拌反應100min；反應結(jié)束后，將正磷酸鈉料漿降溫至溫度為20℃，冷卻結(jié)晶，晶體析出后放入離心機內(nèi)離心分離，濾液為含有碳酰胺的料漿，回收其中的碳酰胺，返回步驟（2）的中間體合成槽用于中間體的生產(chǎn)，濾餅為正磷酸鈉產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量達到工業(yè)級正磷酸鈉一等品標準，干燥后包裝。

純化方法^[3]

在裝有攪拌器、溫度控制器的反應裝置中，加入電阻率值大于17MΩ·cm的高純水500ml，工業(yè)正磷酸鈉(Na3PO4·12H2O)100g，室溫下攪拌溶解后，加入經(jīng)有機胺改性的淀粉螯合劑1g，硫化鈉2g，常溫攪拌6小時，濾除螯合劑，所得液體經(jīng)孔徑為0.22μm的醋酸纖維素酯膜進行過濾，濾液在40～60℃溫度下減壓蒸餾除大部分水分，冷卻至0℃進行結(jié)晶，再進行抽濾，所得固體在40℃的條件下真空干燥12小時，得到純化的正磷酸鈉92g。

檢測結(jié)果表明，該產(chǎn)品各項指標均符合標準GB25565-2010(食品添加劑磷酸三鈉)。具體檢測數(shù)據(jù)參見下表。

應用^[4]

用于制備磷酸二氫鉀。

1）正磷酸鈉溶解：

將正磷酸鈉固體與水按照一定比例混合，直至將正磷酸鈉固體完全溶解；

2）加磷酸調(diào)酸：

對得到的溶液進行過濾，初步除雜，根據(jù)過濾液中三鈉含量計算所需磷酸，向過濾液中加入磷酸并攪拌30分鐘，得到磷酸氫二鈉溶液；

3）磷酸二氫鈉除雜：

在磷酸氫二鈉溶液中加入次氯酸鈉溶液，進行消毒；

加入氧化劑，將溶液中的雜質(zhì)由低價態(tài)元素氧化為高價態(tài)元素，并加入相應的除雜劑進行除雜；

4）磷酸二氫鉀制備：

向除雜后的磷酸氫二鈉溶液中添加氯化鉀，得到磷酸二氫鉀溶液；

5）磷酸二氫鉀結(jié)晶：

將磷酸二氫鉀溶液冷卻分離氯化鈉和規(guī)避鐵元素后結(jié)晶干燥，成為固體磷酸二氫鉀產(chǎn)品。

主要參考資料

[1]化學詞典

[2]CN201410035386.X一種用濕法磷酸制備正磷酸鈉的方法

[3][中國發(fā)明,中國發(fā)明授權(quán)]CN201410707265.5一種正磷酸鈉的純化方法

[4][中國發(fā)明]CN201710344152.7利用正磷酸鈉制備磷酸二氫鉀的方法