انواع روش های سرد و گرم تولید اسید فسفریک

شکل خالص این اسید ارزشمند، به صورت پودری سفید رنگ ظاهر می‌شود، اما گرید خوراکی آن حالت مایع شربت مانندی را دارد که با خلوص ۸۵ درصد، توسط شرکت‌های معتبری چون شرکت پرسال، با قیمت رقابتی و کیفیت تضمین شده به فروش می‌رسد. اسید فسفریک عموما به یکی از دو روش؛ سرد و گرم تولید می‌شود که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. اطمینان از اینکه کدام روش اثربخشی بیشتری دارد به عواملی مانند: خلوص مورد نظر محصول، هزینه‌های عملیاتی و اثرات زیست محیطی آن وابسته است که در ادامه، توضیحات بیشتری در این باره خواهیم داد.

روش سرد یا فرآیند مرطوب تولید اسید فسفریک

اسید سولفوریک، سنگ فسفات و گچ (سولفات کلسیم)، سه عنصر اصلی در ساخت و تولید اسید فسفریک به روش سرد یا مرطوب هستند. در این فرآیند، دو مورد اول به عنوان محصول اصلی و گچ، به عنوان محصول جانبی شناخته می‌شود. در روش سرد سنگ فسفات را با اسیدهای قوی مانند اسید سولفوریک مخلوط می‌کنند تا بتوانند به اسید فسفریکی خالص و مرغوب دست یابند. البته در این فرآیند گچ و گاز هیدروژن فلوراید نیز به عنوان محصول جانبی ناخواسته تولید می‌شوند. در کل فرآیند مرطوب روش ملایم‌تری است که در دماهای پایین‌تری عمل نموده و اسید فسفریکی با غلظت‌های معمولی بین ۳۲ تا ۴۶ درجه تولید می‌کند. به همین علت، بازار فروش و خرید اسید فسفریک به روش سرد، بیشتر در حوزه کشاورزی و ساخت کودهای شیمیایی متمرکز است.

مزایای روش سرد:

• در روش سرد، به طور چشم‌گیری از اتلاف انرژی به خصوص نیروی برق جلوگیری می‌شود که این مسأله از نظر زیست محیطی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.

• از آنجاییکه سنگ فسفات و اسید سولفوریک، دو ماده صنعتی ارزشمندی هستند که دسترسی به آن‌ها آسان است، در تولید اسید فسفریک به روش سرد چالش‌های کمتری برای تهیه مواد خام وجود دارد. در نتیجه، هزینه‌های تولید نیز کاهش می‌یابد.

• حدود ۸۰ درصد اسید فسفریک جهان، صرف تولید کودهای فسفاته می‌شود. باتوجه به این آمار، اسید فسفریک تولید شده به روش سرد را می‌توان مستقیما برای تولید کودهای فسفاته مانند: مونو آمونیوم فسفات و دی آمونیوم فسفات استفاده کرد.

معایب روش سرد:

• همانطور که قبلا هم گفتیم، گچ و گاز هیدروژن فلوراید به عنوان محصولات جانبی ناخواسته‌ای شناخته می‌شوند که برای حذف یا درمان آن‌ها نیاز به عملیات‌های اضافه است. بنابراین، مدیریت زباله‌های گچی و تولید آلودگی‌های زیست محیطی ناخواسته، جزو معایب مهم فرآیند سرد است.

• اگرچه با این روش نیز می‌توان اسید فسفریکی با خلوص بالا تولید کرد، اما برای رسیدن به این محصول نیاز به انجام مراحل تصفیه خاص برای از بین بردن ناخالصی‌هایی مانند: آهن، منیزیم، آرسنیک، آلومینیوم و ... است.

• در فرآیند مرطوب از مواد شیمیایی اسیدی و خورنده‌ای مانند اسید سولفوریک استفاده می‌شود که این امر منجر به خوردگی تجهیزات عملیاتی شده ‌و هزینه‌های نگهداری وسایل و تأسیسات را افزایش می‌دهد.

روش گرم یا فرآیند حرارتی تولید اسید فسفریک

روش حرارتی که عموما با نام «وولهر» نیز شناخته می‌شود، پروسه‌ای انرژی‌بر و البته کمی پیچیده‌تر از روش سرد دارد که طی آن، ابتدا فسفر سفید و سپس اسید فسفریک تولید می‌گردد. این فرآیند حاصل واکنش‌های سنگ فسفات با کربن و سیلیس در دماهای بسیار بالا (حدود ۱۵۰۰ تا ۱۶۰۰ درجه سانتی‌گراد) است که در نهایت منجر به تولید اکسیدهای فسفر می‌شود. این اکسیدها طی واکنش‌های اضافه با آب و اکسیژن، به اسید فسفریک تبدیل می‌گردند. در روش گرم معمولا غلظت بالاتری از کریستال اسید فسفریک با خلوص حدود ۸۵ درصد بدست می‌آید. از این نوع اسید فسفریک بیشتر در حوزه تولید دارو، فرآوری غذاها و نوشیدنی‌ها و محصولات حساس‌تر استفاده می‌کنند. شما می‌توانید برای خرید اسید فسفریک خوراکی با خلوص بالا و کیفیت ممتاز، از طریق شماره تلفن ۷۹۸۸۵_۰۲۱ با کارشناسان فروش شرکت پرسال در ارتباط باشید. این هلدینگ جزو برترین واردکنندگان فرآورده‌ های شیمیایی اعم از: کربنات پتاسیم، آدیپیک اسید و ... در ایران است.

مزایای روش گرم:

• در این روش می‌توان به اسید فسفریکی بسیار خالص‌تر از روش سرد دست یافت.

• در روش گرم چالش‌های دفع و مدیریت زباله وجود ندارد. بنابراین، در مقایسه با فرآیند سرد، از نظر زیست محیطی پایدارتر است و هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد.

• محققین تلاش می‌کنند تا با استفاده از روش‌های نوین کاتالیستی و الکتروشیمیایی، نرخ مصرف انرژی را در این روش کاهش داده و خطرات زیست محیطی را به حداقل ممکن برسانند. به همین علت، می‌توان گفت که فرآیند حرارتی آینده نویدبخش‌تری را به ارمغان خواهد آورد.

معایب روش گرم:

• روش حرارتی نیاز به دماهای بسیار بالا دارد که برای رسیدن به این نقطه، برق زیادی مصرف می‌شود و البته مقادیر قابل توجهی کربن نیز تولید می‌گردد‌. مجموع این چالش‌ها باعث شده تا هزینه‌های تولید افزایش یافته و نگرانی‌های زیست محیطی همچنان پابرجا باشند.

• فرآیند گرم عملیات پیچیده‌تری نسبت به روش سرد دارد. بنابراین، نیازمند سیستم‌های کنترل پیشرفته‌تری برای مدیریت دماها و فشارهای بالا است.

فارغ از اینکه اسید فسفریک به کدام یک از روش‌های نام برده تولید می‌شود، این ماده شیمیایی با ارزش را در صنایع گوناگون اعم از: ساخت صابون‌ و مواد شوینده، چراغ‌های الکتریکی، تصفیه آب، عملیات حکاکی عکس، افزودنی در مواد غذایی تجاری، پولیش الکتریکی و ... استفاده می‌کنند. به همین علت، اسید فسفریک خوراکی و صنعتی جایگاه ویژه‌ای در صنعت دارد.