背景及概述^[1]

磷酸氫二鈉，分子式為Na2HPO4，無色透明單斜系棱形晶體，一般以12個(gè)結(jié)晶水的形式存在，密度1.52g/cm3，熔點(diǎn)34.6℃，在空氣中易風(fēng)化，極易失去五分子結(jié)晶水而形成七水物(Na2HPO4·7H2O)?？扇苡谒?、不溶于醇，水溶液呈微堿性反應(yīng)(0.1-1N溶液的PH約為9.0)，在100℃失去結(jié)晶水而成無水物，250℃時(shí)分解成焦磷酸鈉，高純度的磷酸氫二鈉產(chǎn)品在功能材料、生物科技、農(nóng)業(yè)科技等方面的需求也越來越多，因此高純度的磷酸氫二鈉具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

制備^[1-3]

報(bào)道一、

一種高純磷酸氫二鈉制備方法，步驟如下：A、將純度為99％的碳酸氫鈉緩慢加入到工業(yè)級磷酸溶液中，重量份數(shù)比為1∶1.15，進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在80～100℃，2h，pH值控制在8.7-9.2之間，然后自然降溫，得到磷酸氫二鈉溶液。

B、將所得磷酸氫二鈉溶液進(jìn)行離心脫水，蒸發(fā)濃縮，再用去離子水對產(chǎn)品快速淋洗一次，去掉沉淀表面的吸附雜質(zhì)分子，再離心脫水，得磷酸氫二鈉晶體。

C、將所得磷酸氫二鈉晶體送入耙式干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥條件是進(jìn)氣溫度120℃，流化氣流速0.3m3/s，干燥時(shí)間15分鐘，最后穩(wěn)定工藝條件后得磷酸氫二鈉純度為99.6％，包裝。

報(bào)道二、

一種利用工業(yè)濕法凈化磷酸制造食品級磷酸氫二鈉的方法，其步驟是：

⑴加水稀釋取質(zhì)量符合HG/T4069-2008《工業(yè)濕法凈化磷酸》規(guī)定的合格品和質(zhì)量百分濃度為85％的工業(yè)濕法凈化磷酸于耐酸容器中，在攪拌的情況下，加入其質(zhì)量倍數(shù)1.12倍的反滲透法純水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，得質(zhì)量百分濃度為40％的工業(yè)濕法凈化磷酸稀釋液?？刂票静襟E整個(gè)過程中，攪拌速度為100rpm。

⑵中和反應(yīng)與脫氟硫取步驟⑴所得質(zhì)量百分濃度為40％的工業(yè)濕法凈化磷酸稀釋液1.85kg于耐酸容器中，在不斷攪拌的情況下，加入其質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5％的碳酸鋇作為脫氟硫劑，繼續(xù)攪拌4.5小時(shí)，直到無氣泡(二氧化碳)產(chǎn)生，使碳酸鋇充分溶解和充分與磷酸稀釋液中的氟離子及硫酸根反應(yīng)，得反應(yīng)混合物；維持?jǐn)嚢瑁觅|(zhì)量百分濃度為45％的氫氧化鈉溶液中和反應(yīng)混合物至pH為4.2，繼續(xù)攪拌7小時(shí)，得中和液；控制中和液的溫度30℃，用膜材料為碳化硅、膜孔為0.04μm和膜組件形式為蜂窩煤型內(nèi)管式膜的微孔膜設(shè)備對其精密過濾，分離硫酸鋇、氟硅酸鋇和其他固體顆粒，得精密過濾的中和液備用?？刂票静襟E整個(gè)過程中，攪拌速度為145rpm。

⑶氧化脫砷、微堿性脫重金屬與膜過濾在不斷攪拌的情況下，用質(zhì)量百分濃度為45％的氫氧化鈉溶液，將步驟⑵所得精密過濾的中和液的pH調(diào)節(jié)至7.5，加入中和液質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％的漂白粉作為氧化劑，將混合物的溫度加熱到85℃并維持85℃，在攪拌的情況下回流保溫氧化4.5小時(shí)之后，打開冷卻水將混合物溫度降低至40℃，繼續(xù)攪拌5小時(shí)，用膜材料為碳化硅、膜孔為0.04μm和膜組件形式為蜂窩煤型內(nèi)管式膜的微孔膜設(shè)備對其精密過濾，分離砷酸鋇、砷酸鈉、氧化鉛和氧化鎘等不溶物，得精密過濾的微堿性脫重金屬和氧化脫砷液備用。控制本步驟整個(gè)過程中，攪拌速度為115rpm。

⑷pH調(diào)節(jié)與濃縮在不斷攪拌的條件下，用質(zhì)量百分濃度為45％的氫氧化鈉溶液將步驟⑶所得微堿性脫重金屬和氧化脫砷液的pH調(diào)節(jié)至9.3，得磷酸氫二鈉溶液；用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)真空濃縮法在真空度為0.95MPa和溫度為95℃的條件下，將磷酸氫二鈉溶液濃縮至質(zhì)量百分濃度為50.5％，得磷酸氫二鈉濃縮液備用?？刂票静襟E的攪拌速度為145rpm。

⑸降溫結(jié)晶將步驟⑷所得磷酸氫二鈉濃縮液轉(zhuǎn)入結(jié)晶設(shè)備內(nèi)，降溫至30℃結(jié)晶磷酸氫二鈉10小時(shí)之后，以1.5℃/小時(shí)的降溫速度，將其溫度降低至5℃，繼續(xù)結(jié)晶30小時(shí)，直到無結(jié)晶生成為止；結(jié)晶混合物經(jīng)固液分離得磷酸氫二鈉濕結(jié)晶和磷酸氫二鈉的結(jié)晶母液(磷酸氫二鈉的結(jié)晶母液經(jīng)濃縮-結(jié)晶或者濃縮-噴霧干燥可得農(nóng)用級的磷酸氫二鈉，作農(nóng)用鈉磷肥使用)，取磷酸氫二鈉濕結(jié)晶備用。

⑹結(jié)晶干燥將步驟⑸所得磷酸氫二鈉濕結(jié)晶，用溫度為105℃、速度為3.5m/s和相對濕度為70％的熱風(fēng)，干燥至水分的質(zhì)量百分含量﹤2％，冷卻即得食品級磷酸氫二鈉產(chǎn)品0.97kg。

經(jīng)測定，所得的食品級磷酸氫二鈉，為白色晶狀粉末或顆粒；磷酸氫二鈉含量(Na2HPO4)(以干基計(jì)，質(zhì)量百分含量,％)≧98.0，水不溶物≤0.2，砷(As，mg/kg)≤3，重金屬(以Pb計(jì)，mg/kg)≤10，鉛(Pb，mg/kg)≤4，氟化物(以F計(jì)，mg/kg)≤50，pH(10g/L)為8.8～9.2，干燥減重(質(zhì)量百分含量,％)≤2.0。各項(xiàng)理化指標(biāo)均達(dá)到或超過食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB25568-2010《食品添加劑磷酸氫二鈉》的要求。

報(bào)道三、

一種利用濕法稀磷酸制造食品級磷酸氫二鈉的方法，其步驟是：

⑴膜過濾：取主要成分為磷酸含量為40％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、硫酸根含量1.5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))和氟離子含量為0.5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的濕法稀磷酸(水溶液)1.85kg于耐酸容器中，用膜材料為碳化硅、膜孔為0.04μm和膜組件形式為蜂窩煤型內(nèi)管式膜的微孔膜設(shè)備對其精密過濾，分離色素顆粒、懸浮物和固體微粒等，得精密過濾的濕法稀磷酸備用。

⑵中和反應(yīng)與同時(shí)脫氟脫硫：取步驟⑴所得精密過濾的濕法稀磷酸于耐酸容器中，在不斷攪拌的情況下，加入其質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.1％的碳酸鋇作為脫氟脫硫劑，繼續(xù)攪拌4.5小時(shí)，直到無氣泡(二氧化碳)產(chǎn)生，使碳酸鋇充分溶解和充分與精密過濾的濕法稀磷酸中的氟離子及硫酸根反應(yīng)，得反應(yīng)混合物；維持?jǐn)嚢?，用質(zhì)量百分濃度為45％的氫氧化鈉溶液中和反應(yīng)混合物至pH為4.2，繼續(xù)攪拌7小時(shí)，得中和液；控制中和液的溫度30℃，用膜材料為碳化硅、膜孔為0.04μm和膜組件形式為蜂窩煤型內(nèi)管式膜的微孔膜設(shè)備對其精密過濾，分離硫酸鋇、氟硅酸鋇和其他固體顆粒，得精密過濾的中和液備用。控制本步驟整個(gè)過程中，攪拌速度為145rpm。

⑶氧化脫砷、微堿性脫重金屬與膜過濾：在不斷攪拌的情況下，用質(zhì)量百分濃度為45％的氫氧化鈉溶液，將步驟⑵所得精密過濾的中和液的pH調(diào)節(jié)至7.5，加入中和液質(zhì)量分?jǐn)?shù)4％的雙氧水作為氧化劑，將混合物的溫度加熱到85℃并維持85℃，在攪拌的情況下回流保溫氧化4.5小時(shí)之后，打開冷卻水將氧化液溫度降低至40℃，繼續(xù)攪拌5小時(shí)，用膜材料為碳化硅、膜孔為0.04μm和膜組件形式為蜂窩煤型內(nèi)管式膜的微孔膜設(shè)備對其精密過濾，分離砷酸鋇、砷酸鈉、氧化鉛和氧化鎘等不溶物，得精密過濾的微堿性脫重金屬和氧化脫砷液備用。控制本步驟整個(gè)過程中，攪拌速度為115rpm。

⑷pH調(diào)節(jié)與濃縮：在不斷攪拌的條件下，用質(zhì)量百分濃度為45％的氫氧化鈉溶液，將步驟⑶所得微堿性脫重金屬和氧化脫砷液的pH調(diào)節(jié)至9.3，得磷酸氫二鈉溶液；用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)真空濃縮法在真空度為0.95MPa和溫度為95℃的條件下，將磷酸氫二鈉溶液濃縮至磷酸氫二鈉的質(zhì)量百分濃度為50.5％，得磷酸氫二鈉濃縮液備用?？刂票静襟E的攪拌速度為145rpm。

⑸降溫結(jié)晶：將步驟⑷所得磷酸氫二鈉濃縮液轉(zhuǎn)入結(jié)晶設(shè)備內(nèi)，降溫至30℃結(jié)晶磷酸氫二鈉10小時(shí)之后，以1.5℃/小時(shí)的降溫速度，將其溫度降低至5℃，繼續(xù)結(jié)晶30小時(shí)，直到無結(jié)晶生成為止；結(jié)晶混合物經(jīng)固液分離得磷酸氫二鈉濕結(jié)晶和磷酸氫二鈉的結(jié)晶母液(磷酸氫二鈉的結(jié)晶母液經(jīng)濃縮-結(jié)晶或者濃縮-噴霧干燥可得農(nóng)用級的磷酸氫二鈉，作農(nóng)用鈉磷肥使用)，取磷酸氫二鈉濕結(jié)晶備用。

⑹結(jié)晶干燥：將步驟⑸所得磷酸二氫鈉濕結(jié)晶，用溫度為105℃、速度為3.5m/s和相對濕度為70％的熱風(fēng)，干燥至水分的質(zhì)量百分含量﹤2％，冷卻即得食品級磷酸氫二鈉產(chǎn)品0.97kg。

經(jīng)測定，所得的食品級磷酸氫二鈉，為白色晶狀粉末或顆粒；磷酸氫二鈉含量(Na2HPO4)(以干基計(jì)，質(zhì)量百分含量,％)≧98.0，水不溶物≤0.2，砷(As，mg/kg)≤3，重金屬(以Pb計(jì)，mg/kg)≤10，鉛(Pb，mg/kg)≤4，氟化物(以F計(jì)，mg/kg)≤50，pH(10g/L)為8.8～9.2，干燥減重(質(zhì)量百分含量,％)≤2.0。各項(xiàng)理化指標(biāo)均達(dá)到或超過食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB25568-2010《食品添加劑磷酸氫二鈉》的要求。

參考文獻(xiàn)

[1][中國發(fā)明]CN201210526009.7一種高純磷酸氫二鈉制備方法

[2]CN201810906999.4一種利用工業(yè)濕法凈化磷酸制造食品級磷酸氫二鈉的方法

[3][中國發(fā)明]CN201810902758.2一種利用濕法稀磷酸制造食品級磷酸氫二鈉的方法