用酸(硫酸、硝酸、盐酸等)分解磷矿制得的磷酸统称湿法磷酸，而用硫酸分解磷矿制取磷酸的方法是湿法磷酸生产中最主要的方法。即用硫酸处理天然磷矿[主要成分为3Ca（PO4）2•CaF2 ]分解，生成磷酸溶液及难溶性的硫酸钙沉淀。其总化学反应式如下：

    Ca5F(PO4)3＋5H2SO4＋5nH2O===3H3PO4＋5CaSO4·nH2O＋HF 

    实际上，反应分两步进行。第一步是磷矿和循环料浆(或返回系统的磷酸)进行顶分解反应，循环的料浆中含有磷酸且循环量很大，磷矿首先溶解在过量的磷酸溶液中生成磷酸一钙：

    Ca5F(PO4)3＋7H3PO4===5Ca(H2PO4)2＋HF↑ 

    这一步称为预分解。预分解是防止磷矿粉直接与浓硫酸反应，避免反应过于猛烈而使生成的硫酸钙覆盖于矿粉表面，阻碍磷矿进一步分解，同时也防止生成难于过滤的细小硫酸钙。

    第二步为上述的磷酸一钙料浆与稍过量的硫酸反应生成硫酸钙结晶与磷酸溶液：

    Ca(H2PO4)2＋5H2SO4＋5nH2O===5CaSO4·nH2O＋10H3PO4

    硫酸钙可以三种不同的水合结晶形态从磷酸溶液中沉淀出来，其生成条件主要取决于磷酸溶液中的磷酸浓度、温度以及游离硫酸浓度。根据生产条件的不同，可以生成二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)、半水硫酸钙(CaSO4·2 1 H2O)和无水硫酸钙(CaSO4)三种，故上述CaSO4·nH2O中的n可以等于2、1/2或0。相应地生产中有三种基本方法即二水物法、半水物法和无水物法。反应中生成的HF即与磷矿中带入的SiO2生成H2SiF6。

    6HF＋SiO2===H2SiF6＋2H2O 

    H2SiF6又与SiO2反应生成SiF4气体。

    2H2SiF6＋SiO2===3SiF4↑＋2H2O

    可见，气相中的氟主要以SiF4的形式存在，用水吸收后生成氟硅酸水溶液并析出硅胶沉淀

    3SiF4＋(n＋2)H2O===2H2SiF6＋SiO2·nH2O↓

    磷矿中的铁、铝、钠、钾等杂质将发生下述反应：

    (Fe,Al)2O3＋2H3PO4===2(Fe,Al)PO4↓＋3H2O

    (Na,K)2O＋H2SiF6===(Na,K)2SiF6↓＋H2O 

    镁主要存在于碳酸盐中，磷矿中的碳酸盐，如白云石、方解石等首先被硫酸分解并放出CO2。 

    CaCO3＋H2SO4===CaSO4＋H2O＋CO2↑ 

    CaCO3·MgCO3＋2H2SO4===CaSO4＋MgSO4＋2H2O＋2CO2↑ 

    生成的镁盐全部进入磷酸溶液中，对磷酸质量和后加工将带来不利的影响。