湿法净化磷酸与热法磷酸工艺比较.doc

证明技术上确有必要的资料
食品添加剂磷酸的国家标准“GB 3149”最早于1982年编制。由于当时我国湿法磷酸工艺较为落后,得到的磷酸仅能用于生产化肥,食品级磷酸的生产均是采用黄磷氧化生产(称为热法),因此GB 3149在“适用范围”中限定“本标准适用于热法生产的食品添加剂磷酸”。尽管该标准在1992年和2004年先后进行了修订,但是由于我国湿法磷酸净化技术发展滞后,直到现行的2004年版均在“适用范围”中保留这一限定。
热法磷酸是公认的高耗能产品,当今全球的黄磷90%由中国生产。20世纪70年代以来,国外主要磷酸生产即以湿法为主,食品级磷酸也主要采用湿法磷酸净化得到,因此美国、日本和欧盟等国家和地区的食品级磷酸并未限定生产工艺。2006年,瓮福集团引进以色列湿法磷酸净化技术并通过吸收、再创新在国内首家实现了食品添加剂磷酸(湿法)的生产,产品品质不仅达到《GB 3149-2004 食品添加剂磷酸》的要求,也达到了美国食品和药品监督管理局(FDA)颁布的2014版《美国联邦法规》和《美国食品化学法典(第8版)》、《日本食品添加剂公定书》等国外食品级磷酸的质量要求。湿法净化磷酸生产能耗低、成本低,并且产品品质稳定,是一种理想的食品级磷酸生产工艺。
食品添加剂磷酸(湿法)作为酸度调节剂在食品加工中加入,释放H+,同时PO43-与重金属离子络合,降低碱性离子,以维持或改变食品酸碱度。在食品加工中加入磷酸,形成的磷酸盐有较强的缓冲能力,能够使pH值维持在很精确的范围内,使食品结构稳定。
1 磷酸(湿法)与热法磷酸生产工艺简介
热法磷酸生产工艺描述
热法磷酸是将磷矿用焦炭在电炉中将磷还原为黄磷,再将黄磷与空气中的氧反应生成磷酸酐(P2O5),磷酸酐通过水合得到热法磷酸,热法磷酸再经过脱砷处理,得到食品添加剂磷酸。
电炉法生产黄磷流程图
食品添加剂磷酸(湿法)生产工艺描述
将磷精矿用硫酸分解制得湿法粗磷酸后,再通过化学沉淀、溶剂萃取、精馏、吸附等多种方法组合,来制取食品添加剂磷酸(湿法)。具体工艺如下:
湿法粗磷酸制备
生产湿法粗磷酸,将符合要求的磷精矿与硫酸在反应槽中反应,再经过过滤、洗涤、浓缩即制得湿法粗磷酸,硫酸分解磷精矿的主要化学反应为:
钙与硫酸结合生成硫酸钙通过过滤分离除去。反应中生成的HF与SiO2作用生成H2SiF6:
H2SiF6一部分留在磷酸溶液中,另一部分分解成气体逸出。
在湿法粗磷酸制备过程中,绝大部分的钙、氟杂质离子通过过滤或尾气吸收被排除,但酸中还含有少量的硫、铁、砷杂质,为了保证产品质量达到国家标准要求,还需要进一步净化来制取食品添加剂磷酸(湿法)。
食品添加剂磷酸(湿法)制备
为了将湿法粗磷酸进一步进行提纯,将湿法粗磷酸依次通过预处理工序、萃取工序、后处理工序进行三级纯化处理。
预处理工序
主要采用化学沉淀法,将湿法粗磷酸中的硫酸根、氟离子、砷等杂质除去。
(1)脱硫
在湿法粗磷酸中按要求加入磷精矿浆与湿法粗磷酸中富余硫酸发生化学反应,反应生成半水石膏CaSO4·1/2H2O,半水石膏通过过滤最终从系统中脱除。
Ca5F(PO4)3+5H2SO4→5CaSO4·1/2H2O↓+3H3PO4 +HF↑
(2)脱氟
在脱氟槽中加入SiO