Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ФОСФАТЫ КАЛЬЦИЯ

Свойства системы СаО—Р2О5—Н20 рассмотрены (гл. XXIV, XXVII, XXIX). Промышленное применение имеют моно-, ди - и три- кальцийфосфат, осажденный гидроксилапатит и пирофосфат кальция.

Монокальцийфосфат в виде безводной или одноводной соли ис­пользуется для приготовления хлебопекарных порошков. Действие монокальцийфосфата (а также кислого пирофосфата натрия) осно­вано на его реакции с бикарбонатом натрия, начинающейся в хо­лодном тесте и завершающейся во время выпечки

ЗСа(Н2Р04)2 • Н20 + 8NaHC03 = 8С02 + Са3(Р04)2 + 4Na2HP04 + UH20

Выделяющаяся при этом С02 вызывает подъем теста. Моно­кальцийфосфат часто примешивают к муке в количестве 0,25—0,75% для устранения в хлебопекарных изделиях нежелательной щелоч­ности, возникающей при употреблении соды и для изготовления саморазрыхляющейся муки. Монокальцийфосфат в смеси с дру­гими веществами (бромат калия, поваренная соль, сернокислый аммоний, крахмал) широко применяют для улучшения качества дрожжевого теста (стимулирование роста дрожжевых клеток) Примесь фосфата кальция в муке признается полезной для орга­низма человека.

Моногидрат монокальцийфосфата получают нейтрализацией фосфорной кислоты (~75% НзР04) негашеной известью при ин­тенсивном перемешивании. Известь вводят с такой скоростью, что­бы поддерживалась температура 75—110°. Получаются сухие ком­ки, которые затем окончательно высушивают и измельчают. Про­дукт обычно содержит небольшое количество дикальцийфосфата.

Кристаллический монокальцийфосфат получают 166 путем одно­временного введения извести и концентрированной фосфорной кис­лоты в раствор ~ 50% - ной Н3Р04 при температуре не ниже 80°. Кристаллизация заканчивается при охлаждении реакционной смеси, после чего монокальцийфосфат отделяется на центрифуге от кис­лого маточного раствора и тщательно промывается. Следы фос­форной кислоты нейтрализуют известью. Предложен способ 1б7, по которому 75%-ную фосфорную кислоту и известковое молоко (5% избытка) плотностью 1,1 г/см3 смешивают и полученную пульпу высушивают в распылительной сушилке. Получается сыпучий про­дукт с примесью дикальцийфосфата.

Безводный монокальцийфосфат гигроскопичен, поэтому необхо­димо покрытие частиц защитной пленкой ш. Его получают ступен­чатой нейтрализацией фосфорной кислоты известью при 140—170° с добавлением в пульпу соединений калия. Смесь нагревают затем до 200—220°, вследствие чего поверхность кристаллов покрывается тонкой пленкой пирофосфата калия 169>170.

Та же цель достигается образованием на частицах монокаль­цийфосфата пленок пирофосфата алюминия ш.

Трикальцийфосфат природный, в виде костяного угля и костя­ной золы, применяется для подкормки скота и птиц.

Кормовой трикальцийфосфат в виде измельченной кости содер­жит около 33% Р205, 45% окиси кальция, 0,6% азота, 0,4% жи­ров, 4,0% минеральных примесей, 0,15% железа, 1,5% влаги. Про­дукт подвергается бактериологической проверке.

Трикальцийфосфат употребляется, кроме того, для очистки са­харных сиропов в производстве сахара-рафинада, в производстве керамики и стекла, для изготовления зубных паст и порошков, он входит в состав абразивов для полировки и шлифовки металлов, служит для удаления фтора из воды, для кондиционирования по­варенной соли, применяется в медицине и др. Трикальцийфосфат, содержащий диспергированные окислы металлов, используется в качестве катализатора дегидрирования бутана и бутена 172.

Пирофосфат кальция, как и трикальцийфосфат, применяется в* сравнительно небольших количествах в качестве мягкого абразива для полировки металлов и в зубных порошках и пастах. Его полу­чают 173 прокаливанием дигидрата дикальцийфосфата при 900°.

Трикальцийфосфат получают осаждением из разбавленной фосфорной кислоты известковым молоком. Продукт по своему со­ставу близок к гидроксилапатиту.

При нейтрализации на холоду разбавленной фосфорной кис­лоты известковым молоком выделяется двухводный дикальцийфос­фат, гидролизующийся с образованием Са(Н2Р04)2 и трикальций­фосфата. Избыток гидроокиси кальция нейтрализует дикальций­фосфат вначале до неустойчивого соединения с весовым отноше­нием Са : Р « 1,8 и затем до трикальцийфосфата. Из горячих рас­творов, нагретых до 90°, выделяется гидроксилапатит 174. В зависи­мости от рН среды и содержания примесей Mg2+ или Fe2+ выде­ляется безводный или гидратированный трикальцийфосфат,75. При рН = 6,95 образуется безводная соль, при больших рН — гидрат. В присутствии примесей и при рН меньше 4 выделяется только безводный трикальцийфосфат.

Изучено176 взаимодействие метафосфата кальция с окисью кальция при 900° с образованием трикальцийфосфата. Процесс протекает через промежуточные соединения Са2Р207 и Са4Р209 и связан с длительным прокаливанием.