Фосфорна киселина в мокър процес за промишлен клас

Phosphoтрикова киселина

Химическо свойство

Фосфорната киселина е безцветно и без мирис фосфорсъдържащо твърдо вещество и неорганично съединение с химична формула H3PO4. Обикновено се среща като 85 процента воден разтвор, който е безцветна, без мирис и нелетлива сиропообразна течност. Във воден разтвор фосфорната киселина се държи като трипротична киселина.

H3PO4 ⇌ H2PO−4 плюс H плюс, pKa1=2.14

H2PO−4 ⇌ HPO2−4 плюс H плюс, pKa2=7.20

HPO2−4 ⇌ PO3−4 плюс H плюс, pKa3=12.37

Разликата между последователните стойности на pKa е достатъчно голяма, така че соли на монохидроген фосфат, HPO2-4 или дихидроген фосфат, H2PO-4, могат да бъдат получени от разтвор на фосфорна киселина чрез регулиране на рН да бъде по средата между съответните pK стойности.

Мокър процес

При мокрия процес съдържащ фосфат минерал като калциев хидроксиапатит и флуорапатит се третира със сярна киселина.

Ca5(PO4)3OH плюс 5 H2SO4 → 3 H3PO4 плюс 5 CaSO4 плюс H2O

Ca5(PO4)3F плюс 5 H2SO4 → 3 H3PO4 плюс 5 CaSO4 плюс HF

Калциевият сулфат (гипс, CaSO4) е страничен продукт, който се отстранява като фосфогипс. Газът флуороводород (HF) се насочва към мокър (воден) скрубер, произвеждащ флуороводородна киселина. И в двата случая разтворът на фосфорна киселина обикновено съдържа 23–33 процента P2O5 (32–46 процента H3PO4). Тя може да бъде концентрирана, за да се получи търговска или търговска фосфорна киселина, която съдържа около 54–62 процента P2O5 (75–85 процента H3PO4). По-нататъшното отстраняване на водата дава суперфосфорна киселина с концентрация на P2O5 над 70 процента (съответстващо на почти 100 процента H3PO4). Фосфорната киселина от двата процеса може да бъде допълнително пречистена чрез отстраняване на съединения на арсен и други потенциално токсични примеси.

Приложение

Специфичните приложения на промишления клас фосфорна киселина включват:

При обработка против ръжда чрез фосфатно преобразуващо покритие или пасивиране;

За предотвратяване на окисляването на желязото чрез процеса на паркеризация;

Като външен стандарт за фосфор-31 ядрено-магнитен резонанс;

В горивни клетки с фосфорна киселина;

При производство на активен въглен;

При обработка на съставни полупроводници, за ецване на индий галий; Арсенид селективно по отношение на индиев фосфид;

В микропроизводството за ецване на силициев нитрид селективно по отношение на силициев диоксид;

В микропроизводството за ецване на алуминий;

Като регулатор на pH в козметика и продукти за грижа за кожата;

Като дезинфектант в млечната, хранително-вкусовата и пивоварната промишленост.