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          磷酸鋅的質量標準、性質、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年國際相對原子質量)


          質量標準:


          1、國內標準

          圖片

          注,上述HG/T 4824為《工業磷酸鋅》化工行業標準。

          其中,鋅含量及磷含量為重要指標。鋅含量檢驗方法為:經鹽酸溶解,以二甲酚橙為指示劑,用六亞甲基四胺調整pH(約為6.3)后并適當過量,用EDTA標準液滴定、計算出鋅含量。磷含量檢驗方法為:在酸性介質中,磷酸鋅與喹鉬檸酮反應,生成黃色磷鉬酸喹啉沉淀,經過濾、洗滌、干燥、稱重,計算出磷含量。


          2、國外標準:ASTM D6280-98(2020)

          圖片


          性質:

          磷酸鋅為白色粉末或斜方晶體。密度為3.0~3.9g/cm3,水溶液的pH值為6.0~8.0。溶于無機酸、氨水和銨鹽溶液。不溶于水和醇。在100℃時失去2個結晶水而成無水物。有潮解性、腐蝕性。吸油量為15~50g/100g。具有較好的穩定性、耐水性和防蝕性。

          在水、氧的存在條件下,磷酸鋅中的陰離子可與鐵陽離子反應,生成以磷酸鐵為主體的致密堅固的保護膜。這種致密的鈍化膜不溶于水、硬度高、附著力強,可與許多金屬離子作用生成鉻合物,具有良好的防銹效果。用磷酸鋅制做的防腐底漆具有優異的防銹、防腐蝕性能。磷酸鋅不含鉛、鉻等重金屬,是一種無毒無公害的防銹顏料。


          制法:

          1.生產原理

          (1) 磷酸、硫酸鋅

          在強堿存在下,用磷酸與硫酸鋅作用,生成磷酸鋅。該工藝的缺點是收率低。

          (2) 硫酸鋅與磷酸氫二鈉

          硫酸鋅與磷酸氫二鈉反應,同時加入氫氧化鈉,以中和磷酸氫二鈉,可制得磷酸鋅。如果加入適量的氫氧化鈉,收率可接近100%。

          (3) 氧化鋅法

          氧化鋅與磷酸反應生成磷酸鋅。

          3ZnO+2H3PO4 → Zn3(PO4)2+3H2O


          2.技術配方

          磷酸(H3PO4,85%)
          560
          氧化鋅(ZnO,98%)
          615


          3.生產原料規格

          磷酸(H3PO4):市售的85%工業磷酸是無色透明糖漿狀稠厚液體,密度為1.70g/cm3。純品磷酸為無色斜方晶體,密度為1.834g/cm3(18℃),熔點42.35℃,沸點213℃(失去1/2H2O),富潮解性,溶于水和乙醇。其酸性較硫酸、鹽酸和硝酸等強酸為弱;但較乙酸、硼酸為強。能刺激皮膚引起發炎及破壞肌體組織。

          其質量指標如下:

          指標名稱
          二級
          磷酸(H3PO4)含量/%
          ≥85
          氯化物(Cl-)含量/%
          ≤0.005
          硝酸鹽(NO3-)含量/%
          ≤0.005
          硫酸鹽(SO42-)含量/%
          ≤0.02
          色度/%
          ≤30


          4.生產工藝

          將工業磷酸打入母液貯槽中,與母液配制成15%~20%濃度的磷酸溶液。再打入磷酸高位槽中。將工業氧化鋅打入預先裝有水的帶有夾套的不銹鋼合成鍋中。夾套通入蒸汽,開動攪拌打漿,使溫度升至50~80℃。磷酸溶液由高位槽緩慢加入合成鍋中,可用pH試紙控制投料終點使之呈微酸性(pH=4)。夾套通入蒸汽可升溫30~60℃,反應1.5~2h(在攪拌情況下),將料漿放入真空抽濾機中。料漿經分離,水洗終點用pH試紙控制為中性。分離出的母液打入母液貯槽中,濾餅經干燥,即得成品。


          用途:

          新型防銹顏料,用于金屬防腐涂料。也用于生產防腐防銹美術顏料、金屬表面磷化劑,以及氯化橡膠、阻燃劑、滅火劑、磷光體等。


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