磷酸氢二铵

无机化合物

磷酸氢二铵

磷酸氢二铵（英文名Diammonium hydrogen phosphate），别名磷酸二铵或DAP（商品名），是一种无机磷酸盐和铵盐，是磷酸的二铵盐。[0]呈无臭白色结晶或粉末状，无味或有淡氨气味，清凉咸味。不溶于乙醇、丙酮，易溶于水。[0]DAP养分含量高，物理性质和化学性质优良，既可作肥料直接施用，也是复混肥和液体肥料的重要磷源。[1]DAP有很多种用途，包括但不限于用作培养酵母的养料、饲料添加剂、制备磷化肥、废水处理和化工制药。[2]工业磷酸氢二铵主要由从磷矿中提取的磷酸制备。[3]

磷酸氢二铵ǎn（英文名Diammonium hydrogen phosphate），别名磷酸二铵或DAP（商品名），是一种无机磷酸盐和铵盐，是磷酸的二铵盐。[1]呈无臭白色结晶或粉末状，无味或有淡氨气味，清凉咸味。不溶于乙醇、丙酮，易溶于水。[1]DAP养分含量高，物理性质和化学性质优良，既可作肥料直接施用，也是复混肥和液体肥料的重要磷源。[2]DAP有很多种用途，包括但不限于用作培养酵母的养料、饲料添加剂、制备磷化肥、废水处理和化工制药。[3]

矿产分布范围

工业磷酸氢二铵主要由从磷矿中提取的磷酸制备。[4]

世界上几乎所有的国家都有磷矿床分布，其中80%以上的磷矿资源集中分布在摩洛哥和西撒哈拉、南非、美国、中国、约旦和俄罗斯。[5][6]

中国是世界上主要产磷国之一，磷矿资源相当丰富，资源总量接近500亿吨，仅次于摩洛哥，居世界第二位，但高品位磷矿储量低，云南、贵州、四川、湖北是我国磷矿最为丰富的4个省份。其磷矿的资源特点是资源储量大，分布比较集中；低品位磷矿多，富矿资源少。[7][6]

物质结构

分子式为(NH4)2HPO4。磷酸氢根离子由磷氧四面体构成，其外通过离子键与两个铵根离子连在一起。[8][9]

在磷酸分子中P原子是sp3杂化的，3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键，另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-p配键组成的。σ配键是磷原子上的一对孤对电子向氧原子的空轨道配位而形成。d←p配键是氧原子的py、pz轨道上的两对孤对电子和磷原子的dxz、dyz空轨道重叠而成。由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多，组成的分子轨道不是很有效的，所以P—O键从数目上来看是三重键，但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。[9]

物理性质

磷酸氢二铵为无色透明和无臭的单斜晶体或白色粉末。相对密度1.619。熔点100℃，熔解时分解。味咸，且有薄荷凉味。易溶于水，水溶液呈碱性，不溶于醇和丙酮。[8]

酸碱度

1%水溶液的PH约为8，0.1mol/L溶液的pH值为7.8。[8]

分解反应

磷酸氢二铵放置空气中逐渐失去约8%氨NH3，变为磷酸二氢铵(NH4)H2PO4。[10]

磷酸氢二铵加热至155℃分解，但在室温下也有可能逐渐地分解释放出氨气，而形成磷酸二氢铵。[10]

高温条件下分解生成偏磷酸铵。[10]

与酸反应

磷酸氢二铵可以和酸反应，如和盐酸反应。[1]

与碱反应

磷酸氢二铵可以和碱反应，能与氨水反应生成磷酸三铵。[8]

与盐反应（复分解反应）

磷酸氢二铵能与某些金属盐类产生复分解反应。例如重量法测定铁矿石中镁含量时，就是在氨性溶液中用它把氯化镁变成磷酸铵镁沉淀。[9]

实验室制备

磷酸中通入氨气生成磷酸氢二铵。[11]往磷酸中加入NH4OH溶液，直到酚酞呈明显碱性，进行煮沸和过滤，处理后将析出的结晶(NH4)H2PO4放在布氏漏斗上抽滤并吸干得到成品。[12]

工业制备

利用磷矿加工生产磷酸及其磷酸盐有两种路线，即热法路线（磷酸和液氨反应）和湿法路线（萃取磷酸与液氨反应的中和法）。[7]

热法路线与湿法路线相比较，前者产品生产的磷酸氢二铵纯度高、工艺过程较简单；后者利用湿法萃取磷酸，成本低廉。[11]

热法路线（磷酸中和液氨法）

热法路线是采用黄磷为原料，通过氧化、水合得到工业磷酸或生产磷酸盐。[7]

将磷酸用水稀释(水：磷酸=1.3：1）成稀磷酸，经计量后加入带有搅拌和夹套的糖瓷反应罐中，在搅拌下，由圆管氨气分布器通入氨气进行中和反应，待中和至反应液pH为8～9时趁热过滤，然后送入冷却结晶器，经冷却析出结晶，离心分离母液后经干燥制得磷酸氢二铵成品。[11]

该路线优点是纯度高、工艺过程较简单，主要问题是能耗高、污染严重、成本高。[7]

湿法路线（萃取磷酸中和液氨法）

湿法路线则是先将中低品位磷矿经选矿使P2O5含量达到30%以上，再用硫酸分解得到粗磷酸，经萃取反萃得到精制磷酸。但该路线主要问题是选矿成本较高、环境污染严重，而且磷矿分解率低，生产的磷酸质量较难达到工业磷酸的要求。[7]

萃取磷酸加入一定量的过氧化氢，使磷酸溶液中的二价铁氧化，将磷酸送入管式混合反应器中与氨气进行中和反应，经二段反应使pH达8.0左右，经压滤机过滤后，滤液送入精调罐中调节pH至7.8~8，送入蒸发器蒸发浓缩至相对密度1.3，放入冷却结晶器，冷却后的结晶液经离心分离、干燥，制得磷酸氢二铵成品。[11]

用磷酸分解中低品位磷矿

矿粉以一定的摩尔比(以P2O5计)在恒温加热套中恒速搅拌反应，一段时间后将反应液过滤，得到滤饼（未参加反应的硅渣）和磷酸二氢钙溶液。向磷酸二氢钙溶液中加入一定量的浓硫酸，反应后过滤得到硫酸钙和湿法磷酸液。该酸一部分作为原料制备磷酸二铵，一部分则作为循环酸用来分解矿粉。所得粗磷酸和三聚氰胺(Mel)，以一定的摩尔比在室温下恒速搅拌反应，真空抽滤得到滤饼Mel·H3PO4。加入饱和(NH4)2HPO4溶液中恒温油浴密闭反应，并向反应液中不断通入氨气，直至pH值到达一定范围。反应完成后趁热抽滤，滤饼为三聚氰qíng胺，洗水返回氨化反应器中；滤液冷却时继续通入氨气，将冷却结晶后的溶液抽滤，滤液为饱和(NH4)2HPO4溶液，烘干后即为产品(NH4)2HPO4。[13]

采用大阴大阳离子沉淀原理使磷与其他杂质离子分离而得到工业级磷酸二铵。可减轻中低品位磷矿利用率低、环境污染等问题。[7]

磷酸一铵母液为原料

用磷酸一铵母液为原料与氨水进行中和反应，直至中和料浆的pH值为6~9，反应后得到全水溶性磷酸氢二铵产品。[14]

工业方面

工业级用于浸渍木材及织物以增加其耐久性；可作干粉灭火剂，荧光灯用的磷素；还用于印刷制版，电子管、陶瓷、塘瓷等的制造，废水生化处理，军工用作火箭发动机马达隔热材料的阻燃剂。[15]

农业方面

肥料级主要用作高浓度氮磷复合肥料。[15]磷酸氢二铵（DAP）养分含量高，物理性质和化学性质优良，既可作肥料直接施用，也是复混肥和液体肥料的重要磷源，被众多农业生产者所喜爱。[16]饲料级用作反急动物的饲料。[15]

食品方面

食品添加剂磷酸氢二铵在食品加工中可用作缓冲剂、面团调和剂、酸度调节剂、膨松剂、酵母食品、酿造的发酵助剂[17]。

其他方面

除上述应用外，磷酸氢二铵还在临床上用作利尿剂，在药剂中充当缓冲剂和泡腾剂，以及在实验室中用作分析试剂、缓冲剂等。[18]

消防相关

磷酸氢二铵不可燃烧，其周围环境着火时允许使用包括干粉、泡沫等各种灭火剂灭火。另外在救火过程中应预防粉尘扩散，避免粉尘爆炸。[19]

健康相关

吸入磷酸氢二铵粉末后可能造成咳嗽及呼吸短促，应提前进行室内排气或个人呼吸防护，不慎吸入多呼吸新鲜空气，适当休息并寻求医疗帮助[19]。

接触磷酸氢二铵应提前佩戴防护手套以及安全护目镜等防护装备，如不慎被试剂接触皮肤或眼睛可能会导致发红疼痛，应脱去污染的衣服，然后用水和肥皂冲洗皮肤，并寻求医疗护理；或者用大量水冲洗眼睛几分钟（如方便请取下隐形眼镜），然后就医。[19]

为防止不慎摄入试剂，从事磷酸氢二铵相关生产工作时不得进食、饮水或吸烟，不慎摄食可能导致腹部痉挛、恶心、咽喉痛或呕吐，应立即漱口，并就医。[19]

化学危险

加热至100摄氏度以上时，该物质发生分解生成有毒或腐蚀性蒸汽（氮和氮氧化物与磷氧化物）。磷酸氢二铵可与一些强氧化剂发生剧烈反应（特别是氯酸钾），引起火灾和爆炸危险。另外其可与强碱发生反应，生成有毒气体（氮）。[19]

运输储存

磷酸氢二铵应与强氧化剂、强碱分开存放，并置于通风良好的室内。[19]

附：溢漏处理

将溢漏物质清扫入容器中，用大量水冲掉残余物。[19]

参考资料 19

  1. Diammonium hydrogen phosphate — PubChem
  2. 参考 2
  3. 参考 3
  4. 参考 4
  5. 2023-2028年中国磷矿及磷化工产业发展预测及投资分析报告 — 中国行业报告研究中心
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 磷酸CAS#:7664 — Chemical book
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 0217 磷酸氢二铵 — 国际化学品安全卡
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