磷酸鈣性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
磷酸鈣結(jié)石是指以磷酸根和鈣離子形成的化合物為主要成分的結(jié)石總稱。常見的磷酸鈣結(jié)石包含碳酸磷灰石、透鈣磷石和羥基磷灰石等。磷酸鈣結(jié)石的形成遵循從尿液過飽和開始，經(jīng)過晶核形成、結(jié)晶生長(zhǎng)和聚集、結(jié)晶滯留到最終成石，其中還包含各種成核抑制物和促進(jìn)物的作用，更進(jìn)一步的則是結(jié)晶和細(xì)胞之間的多種反應(yīng)。磷酸鈣的溶解度非常依賴于PH，當(dāng)PH低于6.2時(shí)，磷酸鈣的溶解度大大提高。可見pH是磷酸鈣沉積的先決條件，是磷酸鈣結(jié)石形成的決定性因素。高鈣尿是另外一種促進(jìn)結(jié)石形成的因素。在高鈣離子濃度下，草酸鈣/磷酸氫鈣混合結(jié)晶甚至可以發(fā)生在低PH的條件下。如果尿PH高于6.5，即使輕微的高鈣尿都足夠使磷酸氫鈣結(jié)晶。
每100毫升水中的溶解克數(shù):
2×10-3/20℃
精確稱取試樣150mg，放入一具有磁性攪拌器的250ml燒杯中，使之溶于(必要時(shí)可溫?zé)嶂?5ml鹽酸和3ml水的混合液中。小心地加水125ml。在不斷攪拌下，依次加三乙醇胺0.5ml、羥基萘酚藍(lán)指示劑300mg，和0.05mol/L EDTA二鈉(由50ml滴定管滴加)約23ml。加45%氫氧化鈉溶液至最初的紅色變?yōu)橥该鞯乃{(lán)色，繼續(xù)滴加至轉(zhuǎn)變成紫色后，再加0.5ml。pH值應(yīng)在12.3和12.5之間。用0.05mol/L EDTA二鈉繼續(xù)滴定至呈現(xiàn)透明藍(lán)色終點(diǎn)，并至少維持60s。每mL 0.05mol/L EDTA二鈉相當(dāng)于鈣2.004mg。
Adl 0～70 mg/kg(以磷計(jì)，F(xiàn)A()/WI{(]，1985年)。按FAO/WHO(1984年)規(guī)定：食用磷酸鈣添加于葡萄糖粉、蔗糖粉為15g/kg；甜煉乳、稀奶油為2 g/kg(單用)；奶粉、奶油粉為5g/kg(單用)；加工干酪為9 g/kg；可可粉10 g/kg；冷飲為2 g/k(單用)。作為增香劑的用量：用于軟飲料為0.1%；糖果為0.005%；肉類為0.036%。
Adl 0～70mg/kg(以磷計(jì)的磷酸鹽總量；FAO/WHO，2001)。
ADI不作特殊規(guī)定(EEC，1990)。
GRAS (FDA， §182．1217， §182．5217，§184．1214。2000)。
各國(guó)對(duì)于食品中磷酸鈣的使用限量規(guī)定如下：
GB 2760--2001(g/kg)：小麥粉0.03(面粉中)；固體飲料8.0；非碳酸飲料2.0；油炸薯片2.0；復(fù)合調(diào)味料GMP；豆粉、豆奶粉，3～20。
FAO/WHO(1984，g/kg)：葡萄糖粉、蔗糖粉15(不得存在淀粉)；低倍濃縮奶、甜煉乳、稀奶油，單用2，與其他穩(wěn)定劑合用量3(以無水物計(jì))；奶粉、奶油粉5(以無水物計(jì))；加工干酪9(總磷酸鹽，以磷計(jì))；肉湯、羹15mg/kg(僅指脫水產(chǎn)品)；可可粉10；冷飲2(以P2O5計(jì))。
FEMA(mg/kg)：軟飲料1000，冷飲46，糖果50～60，焙烤食品80，布丁類760，調(diào)味品540，肉類360。
日本(1998)：以Ca計(jì)以1%為限(特殊營(yíng)養(yǎng)食品例外)。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
磷酸三鈣
食品
食品用香料
用于配制香精的各香料成分不得超過在GB 2760中的最大允許使用量和最大允許殘留量
磷酸鈣
食品
食品工業(yè)用加工助劑
/
一般應(yīng)在制成最后成品之前出去，有規(guī)定食品中殘留量的除外
磷酸鈣
干酪
營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑
10（以鈣元素計(jì)）
磷酸鈣
固體復(fù)合調(diào)味料
水分保持劑
5.0
磷酸三鈣
學(xué)齡前兒童配方粉
營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑
3~6（以鈣計(jì)）
磷酸三鈣
嬰幼兒配方粉
營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑
3~6（以鈣計(jì)）
化學(xué)性質(zhì)
白色晶體或無定形粉末。 微溶于水（溶解度0.0025g/100ml水），易溶于稀鹽酸和硝酸，不溶于乙醇和丙酮。
用途
磷酸鈣的主要用途如下：
食品：用作抗結(jié)塊劑，營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑(強(qiáng)化鈣)，增香劑。作抗結(jié)劑，我國(guó)規(guī)定可用于固體飲料，最大使用量為8.0g/kg；也可用于小麥粉，最大使用量0.03g/kg。還可作營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、Ph值調(diào)節(jié)劑和緩沖劑。
工業(yè)：主要用于聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、可膨脹聚苯乙烯聚合作分散劑，以及陶瓷、生物材料、熒光材料等。也用于制造陶瓷、彩色玻璃、乳自玻璃?？捎米餮揽频酿そY(jié)劑，塑料穩(wěn)定劑，磨光粉，糖漿澄清劑，化學(xué)肥料。也用于橡膠和印染行業(yè)。
醫(yī)藥：用作制酸劑(胃酸過多患者用之)。
家禽飼料添加劑：用作家禽飼料添加劑，作為磷鈣元素添加劑，能促使飼料消化，使家禽體重增加。同時(shí)還可治療牲畜的佝僂病、軟骨病等。
農(nóng)業(yè)：適用于酸性土壤作基肥。
生產(chǎn)方法
工業(yè)生產(chǎn)采用過磷酸鈣法。
過磷酸鈣法 將經(jīng)干燥、粉碎至2mm左右的過磷酸鈣細(xì)粒，送入煅燒爐中，在890～1300℃下不斷攪動(dòng)8～10h，經(jīng)脫氟(800～900℃)、脫硫(＞1200℃)處理后出料，經(jīng)冷卻、粉碎、經(jīng)180目篩的篩分，制得飼料用磷酸鈣成品。其
Ca(H2PO4)2?H2O→Ca(PO3)2+3H2O
Ca(PO3)2+CaSO4→Ca2P2O7+SO3
Ca2P2O7+CaSO4→Ca3(PO4)2+SO3
氟的逸出：
H2SiF6→SiF4+2HF↑；
4HF+SiO2→SiF4+2H2O
生產(chǎn)方法
主要生產(chǎn)方法有旋風(fēng)爐熔融脫氟法(水熱法)和轉(zhuǎn)窯燒結(jié)脫氟法(酸熱法)。
熔融法先將磷礦石、白云石、硅石等按配料比計(jì)量后，經(jīng)破碎、再經(jīng)球磨機(jī)磨成80目以上細(xì)粉，送人旋風(fēng)爐中熔融脫氟。物料配比控制余堿度＜1(即CaO+MgO-3P2O5/SiO2)+Al2O3＜1)。使物料帶微酸性，在1350～1500℃高溫下，通過水蒸氣流進(jìn)行熔融脫氟，經(jīng)水驟冷熔融體，使產(chǎn)品以α型磷酸三鈣玻璃質(zhì)固定下來，經(jīng)干燥和球磨進(jìn)行磨細(xì)，制得飼料級(jí)脫氟磷酸鈣成品。其2CaSF(PO4)3+H2O+SiO2→3Ca3(PO4)2+CaSiO3+2HF↑
制得脫氟磷酸鈣成品含P2O530%以上，含氟0.2%。
燒結(jié)法為適當(dāng)降低配料熔點(diǎn)和促進(jìn)磷礦中氟的脫出，將磷礦粉配以磷酸、少量硅石和純堿、芒硝，經(jīng)雙軸混合器混合，再經(jīng)造粒后送入回轉(zhuǎn)爐(或沸騰爐)進(jìn)行燒結(jié)，用天然氣或煤氣加熱至1200℃以上，經(jīng)1h燒結(jié)后，磷礦中氟呈HF和SiF4逸出。燒成品經(jīng)冷卻后，粉碎，制得含P2O5 40%以上、含氟0.2%以下的飼料級(jí)脫氟磷酸鈣成品。其
Ca10F2(PO4)6+14H3PO4+10H2O→10Ca(H2PO4)2?H2O+2HF↑
Ca(H2PO4)2?H2O→Ca(PO3)2+3H2O
Ca10F2(PO4)6+4Ca(PO3)2+H2O→7Ca2P2O7+2HF↑
Ca10F2(PO4)6+(2a2P2O7+H2O→4Ca3(PO4)2+2HF↑
生產(chǎn)方法
工業(yè)生產(chǎn)方法有氯化鈣-磷酸三鈉復(fù)分解法和熱法磷酸-石灰乳直接反應(yīng)法。
復(fù)分解法將磷酸三鈉溶液在過量氨存在下與適量氯化鈣飽和溶液進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，生成不溶性的磷酸三鈣沉淀，經(jīng)過濾、洗滌，加入分散潤(rùn)濕劑(如烷基苯磺酸鈉或烷基磺酸鈉等，加入量為磷酸三鈣的0.2%～0.5%)、助分散劑(如苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物等)，經(jīng)攪拌均勻、干燥，制得活性磷酸三鈣成品。其
2Na3PO4+3CaCl2[過量氨存在]→Ca3(PO4)2+6NaCl
磷酸法在飽和的石灰乳溶液中，加入熱法磷酸溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成磷酸三鈣沉淀，控制沉淀組成中CaO/P2O5的摩爾比為3左右，經(jīng)過濾，洗滌，加入分散潤(rùn)濕劑，助分散劑，再攪拌均勻，干燥，制得活性磷酸三鈣成品。其
3Ca(OH)2+2H3PO4→Ca3(PO4)2+6H2O
作為分散劑使用的活性磷酸鈣可以制成膏狀或粉狀，加入懸浮聚合體中。
生產(chǎn)方法
磷酸鈣可用磷酸和石灰乳溶液反應(yīng)或磷酸三鈉溶液和氯化鈣飽和溶液反應(yīng)制得。
磷酸法把經(jīng)除砷后的熱法磷酸溶液加入反應(yīng)器中，在攪拌下將經(jīng)提純除去砷和鉛等雜質(zhì)的精制飽和石灰乳溶液加入進(jìn)行中和反應(yīng)，當(dāng)pH值在8.1以上時(shí)，生成磷酸三鈣沉淀?？刂瞥恋斫M成中CaO/P2O5的摩爾比為3左右，生成沉淀物經(jīng)過濾，用水洗滌，離心脫水，干燥，制得食用磷酸三鈣成品。其
3Ca(OH)2+2H3PO4→Ca3(PO4)2+6H2O
生產(chǎn)方法
磷酸鈣的主要制備方法有以下兩種：
1磷酸法
在飽和石灰乳中加入食品級(jí)磷酸溶液，即生成磷酸三鈣沉淀(控制CaO/P2O5=3)，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得成品。
3Ca(OH)2+2H3PO4→Ca3(PO4)2+6H2O
2磷酸三鈉法
由氯化鈣飽和溶液與食品級(jí)磷酸三鈉，在過量氨存在下反應(yīng)，即生成不溶性的磷酸三鈣；再經(jīng)過濾、洗滌、干燥得成品。
3CaCl2+2Na3PO4→Ca3(PO4)2+6NaCl
磷酸鈣
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品