浅析六偏磷酸钠的生产工艺

目前，六偏磷酸钠的生产工艺主要有一步法和两步法，生产规模一般在1~3kt/a，具有代表性的是磷酸二氢钠两步法生产六偏磷酸钠的方法。

1、一步法
六偏磷酸钠一步法工艺是以液体黄磷为原料，经氧化直接与纯碱在高温下化合、聚合，所制得熔融六偏磷酸钠于炉缸直接流入冷却圆盘中骤冷，即得六偏磷酸钠。该法也称为固相反应、坩埚熔聚法，此法将黄磷加热熔融后，送入氧化燃烧炉中，用干燥空气中的氧进行氧化燃烧反应，生成中间产物五氧化二磷。再将五氧化二磷与纯碱混合后，经高温聚合反应，骤冷制片状即得片状六偏磷酸钠，经粉碎可得六偏磷酸钠。该工艺具有工序少、流程短、可连续式生产等特点，黄磷燃烧的热能可为六偏磷酸钠提供生产过程中干燥及聚合过程中所需的热源，能有效地节约能源。但该工艺生产控制困难，不能保证稳定的六偏磷酸钠产品质量。
2、两步法
该法又称为液相中和、干燥（结晶）熔聚法，先将生成的磷酸二氢钠溶液经浓缩结晶或喷雾干燥脱去游离水分，制成无水磷酸二氢钠和结晶磷酸二氢钠，再送入熔聚炉进行脱水熔聚，制成六偏磷酸钠。此法能准确控制Na2O与P2O5的分子比，所以可以制得稳定的具有一定链长的六偏磷酸钠。由于进入熔聚炉的是无水磷酸二氢钠或结晶磷酸二氢钠，因此进入炉内的水分较少，可大大减少熔料表面的水蒸气分压和物料中的水分，从而使物料在较短时间内制得聚合度较高的产品。此法熔体出炉后，用连续式双辊内冷却骤冷机冷却，冷却效果好，能保证产品不结晶化而成玻璃状，并且为连续生产，生产能力大，劳动强度低。由于物料在密闭反应器和管道内反应运输，因此劳动环境卫生条件好。具体生产中又分为以下几种方法。
①.磷酸二氢钠法
首先用黄磷为原料制取热法磷酸，再以氢氧化钠（烧碱）作中和剂制得磷酸二氢钠。先将磷酸二氢钠进行喷雾干燥脱水，得到磷酸二氢钠干粉。再将此干粉在石墨坩埚中加热，进行高温聚合，然后用不锈钢匙取出，在冷却圆盘中骤冷，即得片状偏磷酸钠，经粉碎可得粉状六偏磷酸钠产品。该法具有物料比易于控制、可连续生产、劳动强度低等优点。
②.磷铁法
磷铁法以电炉黄磷副产磷铁为原料，经破碎及磨细后，与纯碱混合进行焙烧，其生成物为烧结态固体。其中含有可熔性磷酸三钠，以热水浸出得磷酸三钠溶液，经过滤除去不溶性杂质。净化后的磷酸三钠液经中和制得磷酸氢二钠。磷酸氢二钠溶液经真空浓缩、结晶除去可溶性杂质，再进一步中和制得磷酸二氢钠溶液。磷酸二氢钠溶液经喷雾干燥制成无水一钠，再经脱水聚合即生成六偏磷酸钠。该流程缺点为工序多、流程长、燃料及动力消耗较高。
③.磷酸与水玻璃法
杜模全等利用磷酸与水玻璃中和反应制备白炭黑，再利用生产白炭黑的废液经过多次过滤、调节pH、扩容蒸发、聚合反应、对辊冷却、破碎、筛分得到成品六偏磷酸钠。该方法利用磷酸与水玻璃同时制备白炭黑和六偏磷酸钠两种产品，达到了废液利用，降低生产成本，保护生态环境等多种有益效果。
④.磷酸与食盐法
用磷酸与食盐缩聚反应制取六偏磷酸钠，不仅可以节省纯碱和烧碱，回收副产的盐酸，也可用于分解磷矿和其他用途。

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