磷酸锌的质量标准、性质、制法和用途

2023-09-25 09:04:54

分子式:Zn3(PO4)2?2H2O

分子量:422.1(按2013年国际相对原子质量)


质量标准:


1、国内标准

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注,上述HG/T 4824为《工业磷酸锌》化工行业标准。

其中,锌含量及磷含量为重要指标。锌含量检验方法为:经盐酸溶解,以二甲酚橙为指示剂,用六亚甲基四胺调整pH(约为6.3)后并适当过量,用EDTA标准液滴定、计算出锌含量。磷含量检验方法为:在酸性介质中,磷酸锌与喹钼柠酮反应,生成黄色磷钼酸喹啉沉淀,经过滤、洗涤、干燥、称重,计算出磷含量。


2、国外标准:ASTM D6280-98(2020)

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性质:

磷酸锌为白色粉末或斜方晶体。密度为3.0~3.9g/cm3,水溶液的pH值为6.0~8.0。溶于无机酸、氨水和铵盐溶液。不溶于水和醇。在100℃时失去2个结晶水而成无水物。有潮解性、腐蚀性。吸油量为15~50g/100g。具有较好的稳定性、耐水性和防蚀性。

在水、氧的存在条件下,磷酸锌中的阴离子可与铁阳离子反应,生成以磷酸铁为主体的致密坚固的保护膜。这种致密的钝化膜不溶于水、硬度高、附着力强,可与许多金属离子作用生成铬合物,具有良好的防锈效果。用磷酸锌制做的防腐底漆具有优异的防锈、防腐蚀性能。磷酸锌不含铅、铬等重金属,是一种无毒无公害的防锈颜料。


制法:

1.生产原理

(1) 磷酸、硫酸锌

在强碱存在下,用磷酸与硫酸锌作用,生成磷酸锌。该工艺的缺点是收率低。

(2) 硫酸锌与磷酸氢二钠

硫酸锌与磷酸氢二钠反应,同时加入氢氧化钠,以中和磷酸氢二钠,可制得磷酸锌。如果加入适量的氢氧化钠,收率可接近100%。

(3) 氧化锌法

氧化锌与磷酸反应生成磷酸锌。

3ZnO+2H3PO4 → Zn3(PO4)2+3H2O


2.技术配方

磷酸(H3PO4,85%)
560
氧化锌(ZnO,98%)
615


3.生产原料规格

磷酸(H3PO4):市售的85%工业磷酸是无色透明糖浆状稠厚液体,密度为1.70g/cm3。纯品磷酸为无色斜方晶体,密度为1.834g/cm3(18℃),熔点42.35℃,沸点213℃(失去1/2H2O),富潮解性,溶于水和乙醇。其酸性较硫酸、盐酸和硝酸等强酸为弱;但较乙酸、硼酸为强。能刺激皮肤引起发炎及破坏肌体组织。

其质量指标如下:

指标名称
二级
磷酸(H3PO4)含量/%
≥85
氯化物(Cl-)含量/%
≤0.005
硝酸盐(NO3-)含量/%
≤0.005
硫酸盐(SO42-)含量/%
≤0.02
色度/%
≤30


4.生产工艺

将工业磷酸打入母液贮槽中,与母液配制成15%~20%浓度的磷酸溶液。再打入磷酸高位槽中。将工业氧化锌打入预先装有水的带有夹套的不锈钢合成锅中。夹套通入蒸汽,开动搅拌打浆,使温度升至50~80℃。磷酸溶液由高位槽缓慢加入合成锅中,可用pH试纸控制投料终点使之呈微酸性(pH=4)。夹套通入蒸汽可升温30~60℃,反应1.5~2h(在搅拌情况下),将料浆放入真空抽滤机中。料浆经分离,水洗终点用pH试纸控制为中性。分离出的母液打入母液贮槽中,滤饼经干燥,即得成品。


用途:

新型防锈颜料,用于金属防腐涂料。也用于生产防腐防锈美术颜料、金属表面磷化剂,以及氯化橡胶、阻燃剂、灭火剂、磷光体等。


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