مصنع إنتاج حمض الفوسفوريك

حمض الفوسفوريك (حمض الأرثوفوسفوريك، حمض أحادي الفوسفوريك أو حمض الفوسفوريك (V)) هو مركب صلب عديم اللون والرائحة يحتوي على الفوسفور، وهو مركب غير عضوي له الصيغة الكيميائية H.₃ص₄. يتم مواجهته بشكل شائع كمحلول مائي بنسبة 85٪، وهو سائل شراب عديم اللون والرائحة وغير متطاير.

حمض الفوسفوريك هو مادة كيميائية مهمة مع مجموعة واسعة من التطبيقات. يتم استخدامه بشكل شائع في الصناعات التالية:

• الزراعة: الاستخدام السائد لحمض الفوسفوريك هو للأسمدة (DAP، MAP، SPA، TSP، إلخ...)، مما يوفر الفوسفور الأساسي لنمو النبات.
• الأطعمة والمشروبات: يستخدم حمض الفوسفوريك كمادة حمضية في الأطعمة والمشروبات، كما أنه يعمل كمادة حافظة ومحسن للنكهة.
• المستحضرات الصيدلانية: يستخدم حمض الفوسفوريك في صناعة مجموعة متنوعة من المستحضرات الصيدلانية، بما في ذلك الفيتامينات والمعادن ومضادات الحموضة.
• علم المعادن: يستخدم حمض الفوسفوريك في صناعة المعادن لإزالة الصدأ والحجم من الأسطح المعدنية.
• الطاقة الجديدة: تعد بطارية ليثيوم فوسفات الحديد (LFP) إحدى بطاريات الطاقة الرئيسية لمركبات الطاقة الجديدة في الوقت الحاضر، ويعتبر حمض الفوسفوريك مادة خام رئيسية لإنتاج مواد الكاثود. ومع تطور الطاقة الجديدة، يتزايد الطلب على حامض الفوسفوريك والفوسفات بسرعة.
• تطبيقات أخرى: يستخدم حمض الفوسفوريك أيضًا في مجموعة متنوعة من التطبيقات الأخرى، بما في ذلك معالجة المياه وتصنيع المنظفات ومثبطات اللهب.

الطرق التجارية المستخدمة لإنتاج حامض الفوسفوريك (H₃ص₄) تشمل العملية الرطبة، والعملية الحرارية، وعملية الفرن الجاف. العملية الرطبة هي التكنولوجيا الأكثر تطبيقًا لإنتاج حمض الفوسفوريك.

في العملية الرطبة، تتم معالجة المعادن التي تحتوي على الفوسفات مثل هيدروكسيباتيت الكالسيوم والفلوراباتيت بحمض الكبريتيك. كبريتات الكالسيوم (الجبس، CaSO4) هي منتج ثانوي، والذي يتم إزالته على شكل جبس فسفوري. يتم تدفق غاز فلوريد الهيدروجين (HF) إلى جهاز غسيل رطب (ماء) ينتج عنه حمض الهيدروفلوريك. حدد ظروف التشغيل المناسبة، وسيتم ترسيب كبريتات الكالسيوم في شكل ثنائي هيدرات أو نصف هيدرات. حاليًا، بالنسبة لأكثر من 85% من أجهزة حمض الفوسفات بالطريقة الرطبة، فإن كبريتات الكالسيوم المترسبة في شكل ثنائي الهيدرات ومحلول حمض الفوسفوريك الخام يحتوي عادةً على 23-33% P₂O₅ (32–46% H₃ص₄). يمكن تركيزه لإنتاج حمض الفوسفوريك التجاري، والذي يحتوي على حوالي 54-62% P₂O₅ (75–85% H₃ص₄). ويتم تنقيته بشكل أكبر عن طريق إزالة مركبات الزرنيخ وغيرها من الشوائب السامة المحتملة، ويمكن استخدامه لإنتاج حمض الفوسفات من الدرجة الصناعية والغذائية.