十二水合磷酸三钠主要用作软水剂、锅炉清洁剂、金属防锈剂、印染固色剂、搪瓷生产助熔剂和脱色剂、制革去脂剂和脱胶剂、照相显影促进剂、食品添加剂(品质改良剂、乳化剂、螯合剂)、分析试剂、金属清洗剂等,在食品工业中用于罐头、果汁饮料、乳制品等的加工,在纺织、印染、造纸、发电等行业中也有广泛应用。
食品工业; 纺织; 印染; 造纸; 发电; 化工; 锅炉; 金属加工; 照相; 制革; 搪瓷; 橡胶; 医药
路线1:中和法
- 原料:食品级磷酸、食品级烧碱溶液、脱色剂、除重金属剂、除砷剂
- 步骤:将食品级磷酸用无离子水稀释至一定浓度后加入带搅拌的反应器中,在搅拌下缓慢加入食品级烧碱溶液进行中和反应,调节Na/P比为3.24~3.26,然后加入脱色剂、除重金属剂、除砷剂进行溶液净化,再过滤除去杂质,滤液经冷却结晶、离心分离、干燥,制得食用十二水磷酸三钠成品。
- 反应方程式:H3PO4+3NaOH→Na3PO4+3H2O
路线2:萃取磷酸法
- 原料:磷矿粉、硫酸、洗涤水、碳酸钠溶液、液体烧碱、磷酸三钠母液
- 步骤:将磷矿粉与硫酸反应得到萃取磷酸,加入适量洗涤水,稀释至使溶液中五氧化二磷含量为18%~20%,加热至85℃,在搅拌下缓慢加入30~35°Bé碳酸钠溶液进行中和反应,使pH=8~8.4,再添加磷酸三钠母液,使溶液中的五氧化二磷含量小于12%,保温15~20min,经过滤、蒸发浓缩至24~25°Bé,加入液体烧碱,使钠储比达到3.24~3.26,再经冷却结晶、离心分离、气流干燥,制得十二水磷酸三钠成品。
- 反应方程式:Ca5F(PO4)3+5H2SO4+10H2O→3H3PO4+5CaSO4·2H2O+HF;H3PO4+Na2CO3→Na2HPO4+H2O+CO2↑;Na2HPO4+NaOH→Na3PO4+H2O
路线3:热法磷酸法
- 原料:热法磷酸、液体烧碱
- 步骤:将热法磷酸加入反应器中,在搅拌下缓慢加入液体烧碱进行中和反应,生成磷酸三钠,经冷却结晶、离心分离、干燥,制得十二水磷酸三钠成品。
- 反应方程式:H3PO4+3NaOH→Na3PO4+3H2O
路线4:磷酸氢二钠法
- 步骤:取90g十二水合磷酸氢二钠溶于70mL热水中,加入氢氧化钠9.8g(比化学计量略少),搅拌至完全溶解,抽吸过滤,将滤液加热浓缩至生成结晶膜(或滤液浓缩密度达到1.34g/cm³),搅拌下冷却结晶,产量为60g,产率为63%,用热水(55~65℃)进行重结晶。
- 路线5:在磷酸的浓水溶液中加入稍过量的氢氧化钠(摩尔比为Na∶P=3.5∶1),使溶液的pH值达到11以上,然后浓缩结晶。
- 路线6:将100kg试剂级磷酸氢二钠加入纯水中,加热溶解,滤去不溶物,使密度为1.30,然后在搅拌下慢慢加入试剂氢氧化钠溶液(氢氧化钠∶水=1∶1(质量)),当pH=14时,再加入少量氢氧化钠溶液即可,充分搅拌后,静置,冷却结晶(温度尽量低于10℃),若要得到细小颗粒,可不断搅拌,过滤后,离心甩干,即得试剂磷酸钠。