Fosforhape tööstusliku kvaliteediga märgprotsessis

Phosphoric hape

Keemiline omadus

Fosforhape on värvitu, lõhnatu fosforit sisaldav tahke ja anorgaaniline ühend keemilise valemiga H3PO4. Tavaliselt esineb seda 85-protsendilise vesilahusena, mis on värvitu, lõhnatu ja mittelenduv siirupilaadne vedelik. Vesilahuses käitub fosforhape triprootse happena.

H3PO4 ⇌ H2PO−4 pluss H pluss , pKa1=2.14

H2PO−4 ⇌ HPO2−4 pluss H pluss , pKa2=7.20

HPO2−4 ⇌ PO3−4 pluss H pluss , pKa3=12.37

Erinevus järjestikuste pKa väärtuste vahel on piisavalt suur, nii et fosforhappe lahusest saab valmistada kas monovesinikfosfaadi, HPO2-4 või divesinikfosfaadi H2PO-4 sooli, reguleerides pH vastava pK väärtuse keskele. väärtused.

Märgprotsess

Märgprotsessis töödeldakse fosfaati sisaldavat mineraali, nagu kaltsiumhüdroksüapatiit ja fluorapatiit, väävelhappega.

Ca5(PO4)3OH pluss 5 H2SO4 → 3 H3PO4 pluss 5 CaSO4 pluss H2O

Ca5(PO4)3F pluss 5 H2SO4 → 3 H3PO4 pluss 5 CaSO4 pluss HF

Kaltsiumsulfaat (kips, CaSO4) on kõrvalsaadus, mis eemaldatakse fosfokipsina. Vesinikfluoriidi (HF) gaas juhitakse niiskesse (vesi) skraberisse, mis toodab vesinikfluoriidhapet. Mõlemal juhul sisaldab fosforhappe lahus tavaliselt 23–33 protsenti P2O5 (32–46 protsenti H3PO4). Seda võib kontsentreerida kaubandusliku või kaubandusliku kvaliteediga fosforhappe tootmiseks, mis sisaldab umbes 54–62 protsenti P2O5 (75–85 protsenti H3PO4). Vee edasine eemaldamine annab superfosforhappe, mille P2O5 kontsentratsioon on üle 70 protsendi (mis vastab peaaegu 100 protsendile H3PO4). Mõlemast protsessist saadud fosforhapet saab täiendavalt puhastada, eemaldades arseeni ühendid ja muud potentsiaalselt toksilised lisandid.

Rakendus

Fosforhappe tööstusliku kvaliteediga spetsiifilised rakendused hõlmavad järgmist:

Roostevastases töötlemises fosfaadi muundamiskattega või passiveerimisega;

Raua oksüdeerumise vältimiseks parkeriseerimisprotsessi abil;

fosfori-31 tuumamagnetresonantsi välisstandardina;

Fosforhappe kütuseelementides;

Aktiivsöe tootmisel;

Liitpooljuhtide töötlemisel indiumgalliumi söövitamiseks; Arseniid selektiivselt indiumfosfiidi suhtes;

mikrotootmises räninitriidi valikuliseks söövitamiseks ränidioksiidi suhtes;

Mikrotootmises alumiiniumi söövitamiseks;

pH reguleerijana kosmeetika- ja nahahooldustoodetes;

Puhastusvahendina piima-, toiduaine- ja õlletööstuses.