1、中和法
中和法生產磷酸氫鈣是用氫氧化鈣或碳酸鈣中和磷酸以生產磷酸氫鈣,其化學反應如下:
H3PO4+Ga(OH)2=GAHPO4+H2O
2H3PO4+GaCO4=2GAHPO4+H2O+CO2
中和法具有工藝簡單、產品純度高、技術成熟等優點,但所用原料昂貴,生產成本高,不適宜大規模生產。
2、結晶法
結晶法是根據H3PO4-GAHPO4-GACl2-H2O系統中,在不同溫度下GAHPO4在H3PO4溶液中的溶解度變化來分離製得GAHPO4,反應方程式如下:
H3PO4+GA(CL)2=GAHPO4+2HCl
該法生產磷酸氫鈣,經濟上比中和法優越,但是(1)該法是在酸性介質高溫下(170℃左右)反應,對裝置的要求非常苛刻,而且極易被腐蝕,不僅一次性投資大,而且大幅度地增加成本。(2)由於HCl的溢位,需要吸收裝置,不注意會形成汙染;(3)質量較差,含3%左右的氯離子和少量磷酸。
3、萃取法
萃取法是將溼法磷酸的淨化過程與磷酸氫鈣的提取過程結合為一體,在結晶法生產磷酸氫鈣基礎上,根據磷酸氫鈣在不同溶劑中具有不同的溶解度特性,選擇性地使用溶劑將磷酸氫鈣從混合物中分離出來。反應方程式可表示為(S為有機溶劑):
S•H3PO4+GACl2=GAHPO4+2S•HCl
國內外對萃取法進行了大量的研究,先後出現過用正丁醇、有機胺、三聚氰胺、二丁基亞碸和三辛胺-環己烷-異戊醇作為萃取劑進行生產的報道。該法具有過程簡單、能耗低、反應條件溫和、有機溶劑可迴圈利用等優點,但有機溶劑價格昂貴,還需要考慮有機溶劑的回收利用,從而造成生產中投資過高。
4、離子交換法
離子交換法,是利用一種陽離子或陰離子樹脂,分別對H2PO4 -1離子和GA離子的吸附或再生過程來合成GAHPO4。
該法生產的磷酸氫鈣雖質量較高,但蒸發量太大,(1t成品需要蒸發水15m3),能耗過高,且樹脂價格昂貴,一次性投資較大。生產過程中,樹脂還容易中毒而全部更換,這就給生產帶來麻煩和增大成本。還有就是氯化銨等廢水的環境汙染,如果廢水回收能耗又太高。
該工藝還可以用氯化鈣與碳酸氫銨透過離子交換先生產碳酸氫鈣,再與磷酸反應生產磷酸氫鈣(相當於中和法)。
5、電滲析法。
6、溼法磷酸直接法工藝
1、中和法
中和法生產磷酸氫鈣是用氫氧化鈣或碳酸鈣中和磷酸以生產磷酸氫鈣,其化學反應如下:
H3PO4+Ga(OH)2=GAHPO4+H2O
2H3PO4+GaCO4=2GAHPO4+H2O+CO2
中和法具有工藝簡單、產品純度高、技術成熟等優點,但所用原料昂貴,生產成本高,不適宜大規模生產。
2、結晶法
結晶法是根據H3PO4-GAHPO4-GACl2-H2O系統中,在不同溫度下GAHPO4在H3PO4溶液中的溶解度變化來分離製得GAHPO4,反應方程式如下:
H3PO4+GA(CL)2=GAHPO4+2HCl
該法生產磷酸氫鈣,經濟上比中和法優越,但是(1)該法是在酸性介質高溫下(170℃左右)反應,對裝置的要求非常苛刻,而且極易被腐蝕,不僅一次性投資大,而且大幅度地增加成本。(2)由於HCl的溢位,需要吸收裝置,不注意會形成汙染;(3)質量較差,含3%左右的氯離子和少量磷酸。
3、萃取法
萃取法是將溼法磷酸的淨化過程與磷酸氫鈣的提取過程結合為一體,在結晶法生產磷酸氫鈣基礎上,根據磷酸氫鈣在不同溶劑中具有不同的溶解度特性,選擇性地使用溶劑將磷酸氫鈣從混合物中分離出來。反應方程式可表示為(S為有機溶劑):
S•H3PO4+GACl2=GAHPO4+2S•HCl
國內外對萃取法進行了大量的研究,先後出現過用正丁醇、有機胺、三聚氰胺、二丁基亞碸和三辛胺-環己烷-異戊醇作為萃取劑進行生產的報道。該法具有過程簡單、能耗低、反應條件溫和、有機溶劑可迴圈利用等優點,但有機溶劑價格昂貴,還需要考慮有機溶劑的回收利用,從而造成生產中投資過高。
4、離子交換法
離子交換法,是利用一種陽離子或陰離子樹脂,分別對H2PO4 -1離子和GA離子的吸附或再生過程來合成GAHPO4。
該法生產的磷酸氫鈣雖質量較高,但蒸發量太大,(1t成品需要蒸發水15m3),能耗過高,且樹脂價格昂貴,一次性投資較大。生產過程中,樹脂還容易中毒而全部更換,這就給生產帶來麻煩和增大成本。還有就是氯化銨等廢水的環境汙染,如果廢水回收能耗又太高。
該工藝還可以用氯化鈣與碳酸氫銨透過離子交換先生產碳酸氫鈣,再與磷酸反應生產磷酸氫鈣(相當於中和法)。
5、電滲析法。
6、溼法磷酸直接法工藝