تصفیه اسید فسفریک صنعتی

اهمیت تولید اسید فسفریک در صنعت چیست؟

اسید فسفریک از نظر میزان تولید در جهان، رتبه دوم را پس از اسید سولفوریک به خود اختصاص داده است. فسفریک اسید به عنوان یک ماده اولیه برای تولید انواع فرآورده های غذایی، خوراک دام، کود کشاورزی و برخی از سموم شیمیایی به کار می رود. در صنعت، دو روش برای تولید اسید فسفریک وجود دارد؛ روش مرطوب و روش حرارتی.

اسید فسفریک صنعتی که به روش حرارتی در صنعت تولید می شود معمولاً دارای درصد خلوص حدود 75% تا 85% است. این نوع فسفریک اسید، خالص است؛ بنابراین ارزش زیادی دارد، گران تر است و برای کاربردهای غذایی و دارویی مورد استفاده قرار می گیرد.

اسید فسفریک که در روش مرطوب در صنعت تولید می شود، 90% تولید جهانی را به خود اختصاص داده است و طی فرآیندهای شیمیایی از واکنش مستقیم سنگ فسفات با اسید سولفوریک تولید می شود؛ در این واکنش، فسفات کلسیم و سولفوریک اسید با یکدیگر واکنش می دهند و دو ترکیب سولفات کلسیم و اسید فسفریک تولید می شوند.

اهمیت تصفیه اسید فسفریک صنعتی چیست؟

با توجه به مباحث فوق، در تولید اسید فسفریک به روش مرطوب، با نظر به اینکه از سنگ معدن فسفات به عنوان ماده اولیه استفاده می شود، ناخالصی هایی نظیر کادمیم، آهن، منیزیم، سرب، فلوئور و اورانیوم در سنگ فسفات یافت می شود که وارد فسفریک اسید نهایی می گردند. وجود این ناخالصی ها در فسفریک اسید زمانی اهمیت پیدا می کند که میزان آن ها بیش از حد مجاز باشد. لطفاً به مثال زیر توجه کنید:

اسید فسفریک صنعتی برای تولید کود شیمیایی دی آمونیوم فسفات و مکمل غذایی دام و طیور (دی کلسیم فسفات) استفاده می شود؛ اگر میزان ناخالصی های اسید فسفریک در این محصولات بیش از حد استاندارد باشد، این مواد در گیاهان و گوشت دام یا طیور تجمع پیدا می کند و پس از مصرف توسط انسان، وارد بدن فرد می گردد. بسیاری از این ناخالصی ها می توانند سلامتی فرد را تهدید کنند و برخی نیز موجب مسمومیت ها می شوند.

با توجه به مثال فوق، دستیابی به روش مؤثر برای تصفیه اسید فسفریک صنعتی که به شیوه مرطوب تولید می شود، لازم و ضروری است. با این اقدام، غلظت عناصر آلاینده مانند سرب، کادمیوم، فلوئور و منیزیم را می توان در ترکیب اسیدی محصول نهایی کاهش داد. میزان استاندارد برای ناخالصی های اسید فسفریک مصرفی در کودهای کشاورزی برای فلوئور برابر با 1000 ppm، برای کادمیوم و سرب برابر با 5 ppm و برای منیزیم، حداکثر برابر با 100 ppm گزارش شده است.

برای تصفیه اسید فسفریک صنعتی از چه حلال هایی استفاده می شود؟

همان طور که می دانید طیف وسیعی از حلال های آلی و معدنی در حوزه مواد شیمیایی وجود دارند که می توان از آن ها برای استخراج استفاده کرد؛ اما باید دانست که یک حلال خاص، بازدهی متفاوتی بر تصفیه اسید فسفریک خواهد داشت. حلال هایی نظیر نفت سفید، سدیم دو دسیل فسفونات، تری نرمال بوتیل فسفات، دی نونیل فنیل فسفریک اسید، متیل ایزو بوتیل کتون و ایزو آمیل الکل معمولاً برای استخراج ناخالصی های اسید فسفریک و تصفیه آن به کار می روند.

روش های تصفیه اسید فسفریک به روش استخراج مایع- مایع و جامد – مایع انجام می شود. برخی از تحقیقات نشان داده اند که برای این کار می توان از روش های فیزیکی نظیر اسمز معکوس و نانو فیلتراسیون با استفاده از غشاهای متداول نیز استفاده کرد.