正磷酸钠的主要应用

背景及概述^[1-3]

正磷酸钠亦称“正磷酸钠”。化学式Na3PO4。有两种水合物。其十水合物为无色八面体状晶体，熔点100℃，相对密度2.536，溶于水。其十二水合物为无色三角系晶体，相对密度1.02，折光率1.446、1.452，溶于水，不溶于乙醇和CS2，加热至73～77℃时分解，至100℃时失去12分子水。用途：作化学试剂、软水剂、钢铁容器磷化剂等。

正磷酸钠在化工、纺织、印染、造纸、发电等行业中用作软水剂和洗涤剂，金属除垢剂，锅炉防垢剂，纸张染色中的软水剂，生产蜡光纸用胶黏剂的酸碱度缓冲剂，印染时的固色剂，织物丝光的增强剂，橡胶乳汁的凝固剂；有提高食品的络合金属离子、pH值，增加离子强度等作用，还可改善食品的结着力和持水性。

正磷酸钠又名磷酸钠、正磷酸钠等，外观为无色或白色结晶，是一种用途非常广泛的无机盐。正磷酸钠在冶金、化工、纺织、印染、造纸、机电等工业用做软水剂、锅炉清洁剂和洗涤剂，也可用作金属防锈剂等。正磷酸钠还可用作金属的防锈剂，制糖业的糖汁净化剂，日用化学工业中用于配制清洁剂和洗涤剂，胶片工业的显影剂，橡胶业的凝固剂，印染业的渗透剂、干燥剂和织物丝光增强剂等。

此外，正磷酸钠具有钝化病毒,使其失活的作用,可用于种子及器物的处理。食品级正磷酸钠可广泛应用于食品、生物复合材料、抗菌材料、高档工艺品、合成塑料、牙膏、药品等领域。全球食品级正磷酸钠的年耗量在5万吨以上。

制备^[2]

（1）湿法磷酸的除杂：

采用离心或者压滤的方法除去浓度为15%的湿法磷酸中含有的固体杂质，得到磷酸，备用；

（2）中间体的合成反应：

将步骤（1）所得磷酸放入中间体合成槽内，调节磷酸浓度，加热升温至60℃，在搅拌条件下，加入碳酰胺与磷酸进行合成反应，碳酰胺的加入量按其与磷酸的摩尔比为1.06：1确定，搅拌溶解保温反应，反应时间为80min；

（3）冷却结晶得到中间体：

合成反应结束后，将得到的中间体料浆放入冷却结晶槽内冷却至温度为20℃结晶，析出后离心分离，保留滤饼，滤饼为中间体，放入中间体储仓，备用；滤液为含有一定量杂质的磷酸母液，输送至磷铵复合肥装置作为生产复合肥的原料；

（4）正磷酸钠的制备：

将中间体送入合成槽内，加入一定量的水，在搅拌状态下使其完全溶解，缓慢加入计量的氢氧化钠固体混合反应，所述中间体与氢氧化钠的摩尔比为0.95：3，控制氢氧化钠的加入速度以调节合成槽内的温度在50℃，搅拌反应100min；反应结束后，将正磷酸钠料浆降温至温度为20℃，冷却结晶，晶体析出后放入离心机内离心分离，滤液为含有碳酰胺的料浆，回收其中的碳酰胺，返回步骤（2）的中间体合成槽用于中间体的生产，滤饼为正磷酸钠产品，产品质量达到工业级正磷酸钠一等品标准，干燥后包装。

纯化方法^[3]

在装有搅拌器、温度控制器的反应装置中，加入电阻率值大于17MΩ·cm的高纯水500ml，工业正磷酸钠(Na3PO4·12H2O)100g，室温下搅拌溶解后，加入经有机胺改性的淀粉螯合剂1g，硫化钠2g，常温搅拌6小时，滤除螯合剂，所得液体经孔径为0.22μm的醋酸纤维素酯膜进行过滤，滤液在40～60℃温度下减压蒸馏除大部分水分，冷却至0℃进行结晶，再进行抽滤，所得固体在40℃的条件下真空干燥12小时，得到纯化的正磷酸钠92g。

检测结果表明，该产品各项指标均符合标准GB25565-2010(食品添加剂磷酸三钠)。具体检测数据参见下表。

应用^[4]

用于制备磷酸二氢钾。

1）正磷酸钠溶解：

将正磷酸钠固体与水按照一定比例混合，直至将正磷酸钠固体完全溶解；

2）加磷酸调酸：

对得到的溶液进行过滤，初步除杂，根据过滤液中三钠含量计算所需磷酸，向过滤液中加入磷酸并搅拌30分钟，得到磷酸氢二钠溶液；

3）磷酸二氢钠除杂：

在磷酸氢二钠溶液中加入次氯酸钠溶液，进行消毒；

加入氧化剂，将溶液中的杂质由低价态元素氧化为高价态元素，并加入相应的除杂剂进行除杂；

4）磷酸二氢钾制备：

向除杂后的磷酸氢二钠溶液中添加氯化钾，得到磷酸二氢钾溶液；

5）磷酸二氢钾结晶：

将磷酸二氢钾溶液冷却分离氯化钠和规避铁元素后结晶干燥，成为固体磷酸二氢钾产品。

主要参考资料

[1]化学词典

[2]CN201410035386.X一种用湿法磷酸制备正磷酸钠的方法

[3][中国发明,中国发明授权]CN201410707265.5一种正磷酸钠的纯化方法

[4][中国发明]CN201710344152.7利用正磷酸钠制备磷酸二氢钾的方法