磷酸氫鈣的制備方式多種多樣,以下是根據(jù)參考文章歸納的幾種主要制備方式:
中和法:
使用氫氧化鈣或碳酸鈣中和磷酸以生產(chǎn)磷酸氫鈣。
化學(xué)反應(yīng)式:H3PO4 + Ca(OH)2 = CaHPO4·2H2O 或 2H3PO4 + CaCO3 = 2CaHPO4 + H2O + CO2
特點(diǎn):工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品純度高、技術(shù)成熟,但原料昂貴,生產(chǎn)成本高,不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。
結(jié)晶法:
基于H3PO4-CaHPO4-CaCl2-H2O系統(tǒng),在不同溫度下利用磷酸氫鈣在磷酸溶液中的溶解度變化進(jìn)行分離。
化學(xué)反應(yīng)式:H3PO4 + CaCl2 = CaHPO4 + 2HCl
特點(diǎn):經(jīng)濟(jì)上較中和法優(yōu)越,但需在酸性介質(zhì)高溫(約170℃)下反應(yīng),對(duì)設(shè)備要求高且易被腐蝕,增加成本;HCl的溢出需吸收裝置,不注意會(huì)形成污染;產(chǎn)品質(zhì)量較差,含氯離子和少量磷酸。
萃取法:
將濕法磷酸的凈化過(guò)程與磷酸氫鈣的提取過(guò)程結(jié)合,利用磷酸氫鈣在不同溶劑中的溶解度特性進(jìn)行選擇性分離。
特點(diǎn):過(guò)程簡(jiǎn)單、能耗低、反應(yīng)條件溫和、有機(jī)溶劑可循環(huán)利用,但有機(jī)溶劑價(jià)格昂貴,需考慮回收利用,增加投資成本。
離子交換法:
利用陽(yáng)離子或陰離子樹(shù)脂分別對(duì)H2PO4-離子和Ca2+離子的吸附或再生過(guò)程來(lái)合成磷酸氫鈣。
特點(diǎn):產(chǎn)品質(zhì)量較高,但蒸發(fā)量大,能耗高,樹(shù)脂價(jià)格昂貴,一次性投資大;生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生廢水污染,廢水回收能耗高。
復(fù)分解法:
先將磷酸與純堿進(jìn)行中和反應(yīng)生成磷酸二氫鈉與磷酸氫二鈉的混合液,然后加入稍少于理論量的氯化鈣溶液進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)。
特點(diǎn):反應(yīng)步驟較多,但可通過(guò)控制反應(yīng)條件得到較為純凈的磷酸氫鈣產(chǎn)品。
直接中和法:
石灰石經(jīng)煅燒制得優(yōu)質(zhì)工業(yè)石灰,與稀釋后的磷酸溶液在高速攪拌下進(jìn)行中和反應(yīng)。
特點(diǎn):直接利用石灰石和磷酸進(jìn)行反應(yīng),原料易得,成本較低,但反應(yīng)條件控制較為關(guān)鍵。
水萃普鈣法:
以農(nóng)用普通過(guò)磷酸鈣為原料,經(jīng)多段水萃取、脫氟、石灰乳中和而得。
特點(diǎn):以現(xiàn)有磷肥為原料進(jìn)行加工,原料來(lái)源廣泛,但加工步驟較多,對(duì)設(shè)備要求較高。
熱磷酸法:
使用的原料是石灰和磷酸,通過(guò)兩步反應(yīng)制備磷酸氫鈣。
特點(diǎn):直接利用石灰和磷酸進(jìn)行反應(yīng),原料易得,反應(yīng)條件較為溫和。
在制備磷酸氫鈣時(shí),需根據(jù)具體需求、原料來(lái)源、設(shè)備條件、成本預(yù)算等因素選擇合適的制備方式。