以黄磷为原料,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P2O5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。

中文名

热法磷酸

别名

正磷酸

原料

黄磷

化学式

2HPO3

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、P4O6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、双氧水等强氧化剂将次、亚磷酸氧化为正磷酸。

在不同温度下,P2O5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==2HPO3

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、富氧空气氧化磷法、优化氧化法及水蒸气磷法等。