در این مقاله به بررسی توليد اسيد فسفريك بلژيكي پرداخته شده است.اسید فسفریک یکی از مواد افزودنی و مواد غذایی محبوب در اکثر کشورهاست.به آن اسید ارتو فسفریک نیز گفته می شود، یک اسید تری پروتیک است که به صورت مایع متراکم وجود دارد.به طور گسترده ای در دندانپزشکی و ارتودنسی به عنوان محلول اچ، وسایل و مواد پر کننده دندان استفاده می شود. اسید فسفریک با درجه غذایی برای اسیدی کردن غذاها و نوشیدنی ها مانند انواع کولاها و مربا استفاده می شود. همچنین به عنوان یک ماده ضدعفونی کننده در صنایع لبنی، غذایی و جوش استفاده می شود. طیف گسترده ای دیگر از کاربردها به عنوان تنظیم کننده pH در محصولات آرایشی و بهداشتی و مراقبت از پوست است.

تولید اسید فسفریک

اسید فسفریک با دو فرآیند ساخته می شود:

(الف) فرآیند مرطوب

اسید فسفریک از فلوراپاتیت، معروف به سنگ فسفات، 3Ca 3 (PO 4 ) 2 .CaF 2  با افزودن اسید سولفوریک غلیظ (93٪) در یک سری از راکتورهای خوب هم زده، تولید می شود. این منجر به تولید اسید فسفریک و سولفات کلسیم (گچ) به علاوه سایر ناخالصی های محلول می شود. آب اضافه می شود و گچ با فیلتراسیون همراه با سایر مواد نامحلول (به عنوان مثال سیلیس) خارج می شود. فلوراید، به عنوان H 2 SiF 6، در مرحله بعدی با تبخیر حذف می شود.

محصول حاصل از اسید “فرآیند مرطوب” تمیز نیست، اما می تواند بدون تصفیه بیشتر، برای تولید کود استفاده شود. متناوباً می توان آن را تا حدود 70٪ P 2 O 5، یک محلول به نام اسید سوپرفسفریک که به طور مستقیم به عنوان کود دفع مایع استفاده می شود، تبخیر کرد.

ب) فرآیند حرارتی

مواد اولیه این فرآیند فسفر و هوا هستند:

در ابتدا، فسفر به داخل کوره پاشیده می شود و در هوا در حدود 1800-3000 K سوزانده می شود.

اکثر فرآیندها از هوای خشک نشده استفاده می کنند و بسیاری از آنها شامل افزودن بخار به مشعل فسفر برای تولید و نگهداری یک فیلم از اسیدهای پلی فسفریک متراکم است که از برج مشعل فولاد ضد زنگ محافظت می کند (با آب خنک شده در خارج). محصولات حاصل از برج مشعل مستقیماً به یک برج هیدراتاسیون منتقل می شوند که در آن اکسید فسفر گازی در اسید فسفریک بازیافت شده جذب می شود که این از فواید و مضرات اسید فسفریک است.

روش حرارتی به طور معمول محصولی متمرکز و خالص تر تولید می کند، اما انرژی زیادی دارد (به دلیل تولید خود فسفر ).

اسید تولید شده توسط مسیر “مرطوب” خلوص کمتری دارد، اما در ساخت کودها استفاده می شود.

تولید اسید فسفریک بلژیکی

در بلژیک، از حدود سال 1920 صنعت فسفات یک فعالیت مهم صنعتی محسوب می شود. این مکان اساساً در فلاندر، قسمت شمالی بلژیک واقع شده است و به طور عمده اسید فسفریک، کود و غذای گاو تولید می کند. بین سال های 1980 و 1990، بین 1.5 تا 2.0 میلی لیتر سنگ فسفات با منشا متفاوت در سال فرآوری کرد. در کل، بیش از 60 تن سنگ معدن استفاده شد که حاوی حدود 72 TBq 226Ra و 3.5 TBq 232Th بود. سه روش مختلف پردازش در شش سایت تولید بزرگ باعث به وجود آمدن 50 تن فسفوژيپس و 2.7 تن لجن فلورايد كلسيم شد كه همگی عمدتاً در ذخایر بزرگ انبار می شوند.

توليد اسيد فسفريك بلژيكي با استفاده از فرآیند مرطوب دی هیمیدرات تولید می شود که فرآیند Central Prayon  نیز نامیده می شود صورت میگیرد. هر دو درجه اسید فسفریک کود و درجه های خالص شده ارزیابی می شود. مشخصات این نیروگاه برجسته شده و بهبود فرآیند از نظر انرژی و امکانات در طی سال ها به عنوان مزایای زیست محیطی کمی تعیین می شود. اجرای در محل دو تأسیسات تولید اسید سولفوریک و ادغام انرژی آنها امکان کاهش تأثیر 80٪ تغییرات آب و هوا را فراهم می کند.

تولید

در سال 2015، تولید اسید فسفریک در جهان حدود 83 میلیون تن بود و در 10 سال گذشته 20 میلیون تن افزایش داشت.

بزرگترین تولیدکنندگان اسید فسفریک در جهان شامل چین (35 میلیون تن)، ایالات متحده (14 میلیون تن)، مراکش (8،5 میلیون تن)، روسیه (5 میلیون تن)، هند (3 میلیون تن) ، اتحادیه اروپا (2 میلیون و 500 هزار تن)، عربستان سعودی (2 میلیون تن) و برزیل (2 میلیون میلیون تن). سایر تولیدکنندگان کوچکتر اسید فسفریک شامل اردن، تونس و اسرائیل هستند.

تولید اسید فسفریک در اتحادیه اروپا

اتحادیه اروپا حدود 5/5 میلیون تن اسید فسفریک تولید کرد که بیشتر در لیتوانی، فنلاند، لهستان، بلژیک و بلغارستان وجود داشت. اگرچه اتحادیه اروپا حداقل مقادیر اسید فسفریک صادر کرد، اما با واردات 1.5 میلیون MT در سال 2015 (عمدتا از مراکش و اسرائیل)، بیشتر وارد کننده است. کشورهای اصلی وارد کننده اتحادیه اروپا فرانسه، هلند، اسپانیا و بلژیک بودند. این اتحادیه حدود 3،8 میلیون تن اسید فسفریک مصرف می کند، عمدتا در کشورهایی که آن را تولید یا وارد می کنند، مانند لیتوانی، لهستان، بلژیک، فنلاند، فرانسه، هلند، اسپانیا و بلغارستان. اینها کشورهایی هستند که در اتحادیه اروپا کودهای فسفاته تولید می کنند.