磷是一种用途十分广泛的化工原料性产品，在国民经济中占有重要地位。黄磷性质活泼，化合性强，可生产出多种产品，目前全世界一半以上的黄磷主要用于制成磷酸和磷酸盐，应用于肥料工业、洗涤剂、食品工业、医药工业、农药和电子工业、纺织、玻璃、冶金和陶瓷等行业，对磷酸盐的需求也日益增加。此外，黄磷的化合物可制成燃烧弹和烟幕弹等，在国防上占有一定地位。
一、磷酸的生产工艺：
1. 热法：电炉制磷→黄磷燃烧→吸收并水解→磷酸
2. 湿法：
用无机酸分解磷矿制得：常用硝酸、盐酸、硫酸、氟硅酸
Ca5(PO4)3F+10HNO==3H3PO4+HF+5Ca(NO3)2
Ca5(PO4)3F+10HCl ==3H3PO4+HF+5CaCl2
Ca5(PO4)3F+5H2SO4==3H3PO4+HF+5CaSO4.nH2O
Ca5(PO4)3F+5H2SiF6==3H3PO4+HF+5CaSiF6.2H2O
由于硫酸钙溶解度很小，容易和磷酸分离，所以湿法磷酸实际上是指硫酸分解磷矿制得的磷酸。
1.电炉法黄磷生产原理
a. 磷矿石还原的主要反应：
2Ca5(PO4)3F+15C+6SiO2===3P2+15CO+3Ca3Si2O7+CaF2
6CaF2+7 SiO2===3SiF4+ 2Ca3Si2O7
b. 副反应：
Fe2O3+3C==2Fe +3CO 4Fe+P2==2Fe2P
CaCO3== CaO+CO2 CO2+C==2 CO
MgCO3＝＝MgO+ CO2 8CO2+P4==P4O8+8 CO
2.电炉法黄磷生产工艺条件
磷矿石品位、粒度：
我国磷矿石中五氧化二磷的含量 ：25％～33％ ，30～32
磷矿石粒度一般控制在4～35mm之间；
焦炭的用量、粒度：
1. 粒度：焦炭3540℃才汽化，所以电炉中是一种液固相反应过程，两相间接触面积是反应的控制因素，粒度小有利于反应，但过小使炉料透气性下降，部分焦炭富集，不利于电炉操作。一般控制为磷矿粒度的1/2～1/3，约4～15mm。
2. 用量：焦炭用量直接影响炉渣含磷量。炉渣含磷量小，所需焦炭就多。若过剩焦炭多，则会增加炉料导电性，电极上移，炉气温度上升，炉底温度下降，出渣困难，一般控制炉渣含磷量0.85～1.0％。
3. 硅石用量：硅石用作助溶剂，炉渣熔点为SiO2/ CaO的重量比所决定。
若>1.07称为酸性炉渣，若100min
4. 塔出口尾气温度：99％
5.磷的精制
1. 少数粉尘分散在冷凝下来的液体磷中，为满足黄磷产品质量标准，必须进一步精制。
2. 磷液体密度1.75g/cm3，大于杂质的密度，有足够的时间，就能使磷与杂质分开，也可加入适当助剂提高精制效率。（如硅藻土）
3. 精制时一般控制温度，破坏磷和杂质的胶状结构。
4. 精制时常采用间接蒸气加热，热水搅动(60~70 ℃)
5. 精制时间：60～80℃下，一般需要16小时以上。
热法黄磷生产工艺流程
6.热法磷酸生产工艺
1. 完全燃烧法：（一步法）
电炉出来的含元素磷的炉气直接燃烧，炉气中CO也一起燃烧：
P4+10CO+10O2==2P2O5+10CO2+△
2P2O5+2H2O == 4HPO3
HPO3+H2O == H3PO4
此法因热利用差（磷酸酐强腐蚀，大量反应热无法利用）工业上未被采用。
2. 液态磷燃烧法（二步法）
1. 工业常用流程，第一种：黄磷燃烧→五氧化二磷→水冷却、吸收→磷酸，又称水冷流程。
2. 第二种：黄磷燃烧→五氧化二磷→冷磷酸冷却、吸收→磷酸，又称酸冷流程。
3. 热法磷酸一般含>85％磷酸，浓度高、质量纯，是食品、医药工业用磷酸的主原料。
4. 热法磷酸用元素磷生产，1吨元素磷(可产1.38吨100％磷酸)，需耗电～KWH，属高能耗产业。
7.湿法磷酸生产工艺
随料浆温度、磷酸浓度、硫酸用量等条件不同，硫酸钙水合物有三种形态：CaSO4.2H2O、 CaSO4.1/2H2O、 CaSO4，生产流程有如下几种：
①.二水物流程：分多槽或单槽流程，无回浆和有回浆流程，真空冷却和空气冷却流程。产品一般含28～32％的P2O5，磷总回收率：93～97％。各国广泛应用
②.半水-二水物流程： 先使CaSO4形成半水物结晶，后再水化重结晶为二水物 磷总回收率：98～98.5％
③.二水-半水物流程：磷总回收率：99％左右
④.半水物流程：可得高浓度磷酸40～50％ P2O5，可直接生产磷酸铵或重钙，已建成1300T/d P2O5的大厂。
二、磷肥分类
2. 按化学组成分：单一、二元、三元磷肥(P、N、K)。
3. 按可溶性分：水溶性、枸溶性(柠檬酸铵、柠檬酸)。
4. 按有效物浓度分：低浓度(60％)，超高浓度(>100％)。
5. 二元、三元磷肥按生产方法可分为：
复合肥料、复混肥料、混合肥料。
复合肥料：原料一次化学加工而成，如磷酸铵、硝酸铵
混合肥料：由单一肥料通过机械掺混而成
磷肥主要品种
1. 水溶性磷肥：
①过磷酸钙〖Ca(H2PO4)2.H2O+CaSO4〗我国磷肥中占70％。
硫酸+磷矿粉制得，含有效P2O5 15～21％，水分8～14％
②重过磷酸钙〖Ca(H2PO4)2.H2O 〗：
磷酸+磷矿粉制得，含有效P2O5 41～45％，水分5～7％
③磷酸铵〖NH4H2PO4或(NH4)2HPO4 〗：
氨中和磷酸制得的二元复合磷肥，磷酸二铵类磷肥含有效P2O5 46％，占Gg外磷肥总量的70％，属高效复合肥。
④冷冻法硝酸磷肥：硝酸分解磷矿→冷冻分离硝酸钙→氨中和制得的二元复合磷肥，含有效P2O5 23％。
⑤偏磷酸铵〖NH4PO3〗：含有效P2O5 70％以上，是目前含N P有效成分较高的二元复合肥。
2. 枸溶性磷肥：
①碳化法硝酸磷肥： 〖CaHPO4+CaCO3+NH4NO3〗
硝酸分解磷矿→CO2和氨中和制得的二元复合磷肥，含有效P2O5 15％，含N 15 ％ 。
②钙镁磷肥：一定比例的磷矿粉、蛇纹石、焦炭经熔融、水淬制得。产品中含有效P2O5 12～20％，含水0.5 ％ 。
③钢渣磷肥：〖Ca3(PO4)2.Ca2SiO4 〗：含磷高的生铁在碱性炼钢炉中炼钢时的钢渣磨制而成，含有效P2O5 12～18％。
④脱氟磷肥：水蒸气存在下烧结和熔融磷矿粉制得，含有效P2O5 20～36％，含氟低可做饲料添加剂。
⑤矿粉肥：在水中几乎不溶，但在2％柠檬酸中可溶，所以在酸性土壤中有一定肥效，一般80～100目。
2. 其它磷酸盐－三聚磷酸钠
三聚磷酸钠(STPP：Na5P3O10)
①由于其对表面活性剂有良好的协和作用，能增强洗涤剂效果，对钙镁能很好的络合，消除水的硬度，能悬浮、分解、乳化油污，成为洗涤剂的优良助剂。在洗涤剂配方中用量：10～85％，是除磷肥外产量较大的磷酸盐。
②STPP：密度0.35～0.90g/cm3，熔点622℃
③STPP有三种结晶：1型450～600℃稳定，2型417℃时2型很快转为1型。
④第三种是Na5P3O10.6H2O在温度>100℃降解为焦磷酸盐和磷酸盐。
a.三聚磷酸钠生产流程
b.三聚磷酸钠工艺指标
化学反应方程：
中和反应：
3H3PO4+2.5Na2CO3+nH2O== 2Na2HPO4+ NaH2PO4+(n+2.5)H2O +2.5CO2↑
合成反应：2Na2HPO4+ NaH2PO4=＝=Na5P3O10+2H2O
中和度＝ ×100＝66.67％
1. 中和度< 66.67％ 表明NaH2PO4过剩会有偏磷酸钠生成：
NaH2PO4== NaPO3+3H2O
2. 中和度> 66.67％ 表明Na2HPO4过剩会有焦磷酸钠生成：
Na2HPO4 =Na4P2O7 + H2O
Na/P=5/3=1.67
3. 其它磷酸盐－磷酸氢钙
a. 磷酸氢钙又称磷酸二钙，含P2O5：52.5％
b. 是较好的饲料添加剂，占饲料磷酸盐总量的70％。
c. 以湿法磷酸为原料的二段中和法：
d. 因热法酸成本高，常采用湿法磷酸作为生产原料。
