[發(fā)明專利]一種次磷酸鈣的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410387143.2
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN104176718A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張春桃;王鑫;王海蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C01B25/165
• 分類號: C01B25/165
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精細化學品制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種次磷酸鈣的制備方法。

背景技術(shù)

次磷酸鈣(Calcium?hypophosphite,?Ca(H₂PO₂)₂)，俗稱次亞磷酸鈣。次磷酸鈣是白色結(jié)晶粉末，溶于水(常溫，16.7g/100g?H₂O)，但不溶于乙醇。次磷酸鈣不僅可用作阻燃劑、化學鍍鎳、食品添加劑和動物營養(yǎng)劑等，還可用于制造醫(yī)藥品、抗氧化劑、分析試劑。例如:?Scott(司各特牌)鯊魚肝油營養(yǎng)補充劑中，含有次磷酸鈣414mg/15ml。

由白磷與石灰乳攪拌反應，在98°C下反應可生成次磷酸鈣，同時產(chǎn)生有毒的磷化氫。反應完畢后過濾除去未反應物，然后通入二氧化碳，將次磷酸鈣溶液澄清、濃縮、過濾，濾液活性炭脫色，再過濾、濾液調(diào)節(jié)pH、濃縮、冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥，制得次磷酸鈣成品(純度96~99%)。該工藝路線長、設(shè)備多、且在反應過程中產(chǎn)生了易燃易爆、劇毒的磷化氫氣體、產(chǎn)品雜質(zhì)含量較高，很難達到99.0%以上。

專利CN?101332982A公開了一種改進的次磷酸鈣生產(chǎn)方法，即不采用黃磷為原料，而是利用次磷酸(50%)與石灰乳按照酸堿中和的反應機理來生產(chǎn)次磷酸鈣。該方法經(jīng)2次中和反應后再經(jīng)過真空蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，制備得到次磷酸鈣純度大于99.0%。該工藝雖然有效避免了生產(chǎn)過程中產(chǎn)生易燃易爆、劇毒的磷化氫氣體，但次磷酸本身具有腐蝕性、刺激性，次磷酸蒸汽對操作工人以及環(huán)境都有很大的危害，而且由于石灰在水中溶解度低、溶解速度慢，該工藝不可避免引入的大量水會增加其后續(xù)蒸發(fā)濃縮工序的負荷和能耗，從而增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種次磷酸鈣的制備方法，該方法具有工藝簡單、條件溫和、能耗低、易于工業(yè)化等優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是：

步驟一、在30~90℃和200～500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，將次磷酸鈉溶于水配制成濃度為50~80wt%的次磷酸鈉溶液；

步驟二、在30~90℃和200～500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，將硝酸鈣溶于水配制成濃度為60~70wt%的硝酸鈣溶液；

步驟三、將濃度為50~80wt%的次磷酸鈉溶液和濃度為60~70wt%的硝酸鈣溶液緩慢、連續(xù)加入到連續(xù)反應結(jié)晶器內(nèi)，產(chǎn)品母液Ⅰ由結(jié)晶器底部連續(xù)排出，要求控制加入次磷酸鈉與硝酸鈣的化學計量比為1:(0.55~0.6)，控制連續(xù)反應結(jié)晶器內(nèi)溫度30~90℃、攪拌轉(zhuǎn)速200～500r/min，物料在連續(xù)反應結(jié)晶器內(nèi)平均停留時間為1~5h；

步驟四、將產(chǎn)品母液Ⅰ送至陳化器，控制陳化器內(nèi)溫度30~90℃、攪拌轉(zhuǎn)速100～300r/min，物料在陳化器內(nèi)平均停留時間為0~3h，陳化結(jié)束后的物料由陳化器底部連續(xù)排出，經(jīng)離心分離、洗滌、干燥后得到純度大于99.0%的次磷酸鈣晶體和結(jié)晶母液Ⅱ；

步驟五、將結(jié)晶母液Ⅱ進行蒸發(fā)、結(jié)晶，得到硝酸鈉粗品和結(jié)晶母液Ⅲ，結(jié)晶母液Ⅲ返回連續(xù)反應結(jié)晶器進行循環(huán)。

所述的制備步驟五中的蒸發(fā)采用減壓操作，其真空度為0.02~0.08MPa，當其結(jié)晶母液中的晶體懸浮密度達到30~50wt%時蒸發(fā)結(jié)晶操作結(jié)束，然后過濾、干燥。

所述的硝酸鈉粗品主要是硝酸鈉晶體以及少量次磷酸鈣、硝酸鈣的混合物。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：

(1)?本發(fā)明所涉及的次磷酸鈣的制備方法，采用連續(xù)反應結(jié)晶工藝，通過控制結(jié)晶過程的停留時間、溫度以及次磷酸鈉溶液與硝酸鈣溶液的流加速率，使次磷酸鈣的反應結(jié)晶過程恒定在比較低的過飽和度下進行，從而能夠獲得平均粒徑大、粒度分布均勻的次磷酸鈣晶體產(chǎn)品；相交于傳統(tǒng)的次磷酸鈣間歇制備工藝，連續(xù)反應結(jié)晶法具有生產(chǎn)能力大、自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。

(2)?本發(fā)明所涉及的次磷酸鈣的制備方法，次磷酸鈉與硝酸鈣反應方程式如下：

?2NaH₂PO₂?+?Ca(NO₃)₂?---→?Ca(H₂PO₂)₂↓?+?2NaNO₃