اسید فسفریک

اسید فسفریک چیست؟

اسیدفسفریک ( Phosphoric acid ) یکی از پرکاربردترین مواد شیمیایی  در صنایع است که فرمول شیمیایی آن H3PO4 می‌باشد. اسید فسفریک انواع مختلفی دارد که پر کاربردترین آن‌ها ارتوفسفریک اسید است. از جمله کاربردهای اسید فسفریک میتوان گفت حدود 80% از اسید فسفریک تولید شده در بخش کشاورزی استفاده می شود و حدود 10% آن به عنوان افزودنی در پاک کننده‌ها ، تولید حشره‌ کش‌ها و به عنوان افزودنی خوراک دام و10% باقی مانده به صورت خوراکی (نوشابه های گاز دار) استفاده می‌شود.

 

ساختار مولکولی اسید فسفریک

 

ظاهر و رنگ و بوی اسید فسفریک

فسفریک اسید مایعی بی‌ رنگ، شفاف، بى بو و دارای طعم تند است.

اسید فسفریک به عنوان ماده افزودنی در نوشابه‌های گازدار، تولید کودهای شیمیایی، تصفیه آب، پاک‌‍کننده‌های صابونی و غیر صابونی ، خوراک دام و دارو سازی، مکمل‌های غذای دام و طیور (تولید دی و منو کلسیم فسفات DCP)، مواد فسفاته شوینده‌ها، تصفیه پساب‌ها، تولید کودهای فسفاته، ضد حریق کردن برخی سطوح و عوامل بازدارنده اشتعال و نیز جهت تمیز کردن و جرم گیری سطوح فلزی به کار می‌رود.

 

نام های دیگر اسید فسفریک

نام های دیگر اسید فسفریک :اسید غیر آلی ، اسید معدنی و اسید فسفر است.

 

مشخصات فیزیکی و شیمیایی اسید فسفریک

• غیر‌سمی
• غیر فرار
• غیرقابل اشتعال
• قابلانحلال در آب
• خورندگی کم

 

 

                            کاربردهای اسید فسفریک در صنعت :

هم اسید فسفریک صنعتی و هم اسید فسفریک خوراکی در صنایع مختلف غذایی، دارویی، کشاورزی و … کاربرد فراوانی دارند که از جمله این کاربردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

 

کاربرد اسیدفسفریک در صنایع غذایی

• تنظیم کننده اسیدیته (در مربا، میله های غلات، گوشت فرآوری شده، ژلاتین، مخمرها، لبنیات، ادویه جات، ترشی‌ها و کنسروها)
• نقش اسید فسفریک در تولید نوشابه و نوشیدنی‌ها
• به عنوان نگهدارنده و طعم دهنده در صنایع غذایی
• در تولید بیکینگ پودر

 

کاربرد اسیدفسفریک در تولید کودهای شیمیایی و کشاورزی

 

• صنعت کود و کود فسفاته (مونو آمونیوم فسفات، دی آمونیوم فسفات، سوپر فسفات تریپل، فسفات منیزیم)
• در کشاورزی برای جلوگیری از رشد قارچ و کپک و بهبود رشد گیاهان، تنظیم pH و تامین مواد مغذی

کاربرد اسیدفسفریک درتولید مواد شوینده

 

کاربرد اسیدفسفریک در تولید ضدزنگ

• حذف زنگ زدگی

• از بین بردن رسوبات معدنی
• بعنوان عامل ضد خوردگی سطح فلزات در ساخت هواپیما، ماشین‌آلات جنگی، کشتی و دیگر وسایل نقلیه
• رنگ و رنگدانه

کابرد اسیدفسفریک در صنایع آرایشی و بهداشتی

 

• داروسازی
• پزشکی
• دندانپزشکی
• دامپزشکی
• استخراج پنی سیلین
• در محصولات مراقبت شخصی

دیگر کاربردهای اسیدفسفریک

• صنایع دام و طیور
• تولید مواد شیمیایی
• ساخت اتیلن و تصفیه پراکسید هیدروژن
• تصفیه آب و فاضلاب
• عامل ضد رسوب سرب و مس در لوله های انتقال آب آشامیدنی
• تصفیه سطح فلز در صنعت متالورژی
• نساجی و چرم سازی
• سنتز لاستیک و افزودنی به واکس
• در صنعت شوینده برای رفع سختی آب
• در پالایش نفت و صنعت پتروشیمی به عنوان کاتالیزور
• اکسید کننده شیمیایی برای تولید محصولات کربن فعال
• مدار الکتریکی و دستگاه های الکترونیکی (صفحه نمایش رایانه ها، تلفن های هوشمند و تلویزیون های LCD)
• عامل ضد حریق در بعضی از سطوح و بازدارندگی اشتعال
• در کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC) به عنوان جزء فاز متحرک

 

خاصیت اسیدی فسفریک اسید

فسفریک اسید اسیدی معدنی، ضعیف، بی بو، بی رنگ، خورنده، غیر سمی و غیر فرار است که به اورتو فسفریک اسید نیز معروف است. اسید فسفریک خالص در دمای اتاق جامد است. این اسید به صورت محلول آبی 85 درصد در بازار به فروش می رسد. پس از اسید سولفوریک بیشترین تولید و مصرف جهان را دارد.

 

روش تولید و ساخت اسید فسفریک:

دو روش برای حاصل شدن فسفریک اسید وجود دارد:

• تولید اسید فسفریک با فرایند مرطوب (تر)

• تولید اسدفسفریک با فرایند حرارتی (خشک)

اسید فسفریک (H3PO4)، از سنگ فسفات توسط فرآیند مرطوب یا فرآیند حرارتی تولید می‌شود. 80 درصد از اسید فسفریک جهان، از طریق فرآیند مرطوب به دست می‌آید. در روش تولید اسید فسفریک فرآیند مرطوب، شامل مراحل واکنش، فیلتراسیون و غلظت است. در این روش، سنگ فسفات به صورت آسیاب درآمده و در ظرف راکتور، با اسید سولفوریک، اسیدی می‌شود.

 

۱ . تولید اسید فسفریک با فرایند مرطوب

با استفاده از کانی فسفات (هیدروکسی آپاتیت) و اضافه کردن اسید سولفوریک در راکتور موجب شده این مواد به خوبی ترکیب شوند. این عمل باعث ایجاد سولفات کلسیم (گچ) و سایر ناخالصی های نامحلول می شود. طبق معادله واکنش زیر، پس از رسوب سولفات کلسیم به عنوان محصول جانبی، سایر مواد نامحلول (سیلیس) به وسیله فیلتراسیون حذف می‌شوند.

Ca(PO4)3OH + 5H2SO4 → 3H3PO4 + 5CaSO4 + H2O

می‌توان خالص سازی اسید فسفریک سنتز شده با روش مرطوب را با فرآیندهای دیگری مثل شفاف سازی، حذف فلوئور، حذف فلزات سنگین، استخراج حلال-حلال، روش‌های فیزیکی-شیمیایی، فیلتراسیون (استفاده از فیلتر غشایی)، حذف سرب و آرسنیک، پیرولیز و رنگبری نیز انجام داد.

 

۲ . تولید اسید فسفریک با فرایند حرارتی

فسفر و هوا مواد اولیه برای فرآیند حرارتی است:

5O2 + P4(l) → 2P2O5(g)

طی این روش، فسفر به کوره اسپری شده و در حضور هوا در دمای حدود 1800 تا 3000 کلوین سوزانده و به اکسید فسفر تبدیل می‌گردد. در اکثر روندها هوای مرطوب کاربرد دارد و در بقیه موارد بخار به مشعل فسفر افزوده می‌شود تا فیلم اسید را به وجود بیاورند. کاربرد این فیلم ها محافظت از فولاد ضد زنگ است. در نهایت انتقال محصولاتی از برج مشعل به برج هیدراتاسیون صورت می‌گیرد تا واکنش زیر رخ دهد:

P2O5(g) + 3H2O(l) → 2H3PO4(l)

اگر فسفر در هوا سوزانده شود، شاهد تبدیل P2O5 به شکل پودر سفید و جداگانه به اسید خواهیم بود. این روش موجب می شود که حرارت بازیافت شده و مجددا استفاده شود. خلوص اسید فسفریک به دست آمده از این روش بیشتر است، اما به دلیل  صرف هزینه بیشتر در اسین روش، از آن تنها برای تولید اسید فسفریک خوراکی و اسید فسفریک مصرفی در صنایع غذایی و دارویی و محصولات پاک کننده که اهمیت زیادی برای سلامتی انسان دارند، استفاده می‌شود.

 

فرآیند استخراج اسید فسفریک با حلال

طی این فرآیند سنگ فسفات با اسید کلریدریک واکنش می دهد و محلول آبی اسید فسفریک و CaCl2 را ایجاد می‌کند:

Ca3(PO4)2 + 6HCl → 2H3PO4 + 3CaCl2

 

در ایران از کدام روش‌‌های تولید اسید فسفریک استفاده می‌شود؟

در کشور ما از اثر اسید سولفوریک بر کانی ها، اسید فسفر حاصل می‌شود. فسفر و آرسنیک در (گروه ۵) جدول تناوبی هستند و در کانی های مختلف نیز وجود دارند، اما درصد خلوص آنها مختلف است.

تولید اسید فسفریک به روش احتراق فسفر خالص اگرچه راه حلی مناسب بوده، اما گران قیمت است. فلوئور نیز دارای سمیت بوده و جزو کانی‌ های آپاتیت به شمار می‌رود.

 

پودر اسید فسفریک چیست؟

فسفریک اسید پودری، حالت جامد شفاف دارد که در صنایع غذایی بسیار پر کاربرد است. این اسید به این دلیل که می‌تواند pH محیط را به خوبی تنظیم کند به عنوان نگهدارنده مواد، کاربرد دارد.

اسید فسفریک 85 درصد:

اسید فسفریک 85 درصد به صورت مایع در کشور موجود است. از تولیدکنندگان اصلی این محصول باید به کشورهای ایران، چین، کره، بلژیک، اردن و قزاقستان اشاره کرد.

 

نمک اسید فسفریک:

نمک‌های فسفریک اسید شامل کلسیم هیدروژن فسفات، آمونیوم فسفات و مخلوطی از دیگر نمک‌ها هستند که کاربرد آن ها در کودهای شیمیایی است. کاربرد سایر نمک های پلی فسفات سدیم، دی فسفات تترا پتاسیم و فسفات های کلسیم در موارد غیر کودی است.

بیشترین کاربرد اسیدفسفریک در کدام صنعت میباشد؟

در میان انواع اسید از لحاظ میزان مصرف در صنایع گوناگون، فسفریک اسید بعد از اسید سولفوریک، بیشترین مصرف را در دنیا دارد. بیشترین کاربرد فسفریک اسید نیز به کشاورزی و تولید کودهای شیمیایی فسفاته (کود اسید فسفریک) برای افزایش رشد گیاهان و بهبود محصولات زراعی مربوط می‌شود.

 

روش ساخت و تولید اسید فسفریک :

از اثر اسید سولفوریک بر کانی‌های آپاتیتی اسید فسفریک تولید می‌شود. در اثر احتراق فسفر و هیدراسیون P4O۱۰ واکنشی صورت می‌گیرد که در آن مخلوط فسفر مایع و هوا به محفظه احتراق که شبیه برج است تزریق شده و با انجام واکنش اکسیداسیون، در نهایت اسید فسفریک تولید می‌شود.

 

انواع اسید فسفریک:

اسید فسفریک در دو نوع اسید فسفریک صنعتی و اسید فسفریک خوراکی وجود دارد.

1–  اسید فسفریک صنعتی

با توجه به درصد خلوص اسید در صنایع مختلفی از جمله تصفیه پساب ها، نساجی و تولید ظروف تفلون استفاده می شود. درصد خلوص این نوع اسید در حدود 85% می باشد. شاید برای شما جالب باشد که تولید بخش هایی از صفحه نمایش رایانه ها، تلفن های هوشمند و تلویزیون های  LCD نیز به این اسید وابسته می باشد.

2- اسید فسفریک خوراکی

این نمونه از اسیدها با درصد خلوص بالا و برای استفاده در صنایع غذایی و آرایشی استفاده می شوند

3-اسید فسفریک خام

هنگامی که اسید سولفوریک با خاک فسفات واکنش نشان می دهد فسفریک اسید خام به دست می آید که در واحدهای تصفیه به نوع فسفریک اسید خوراکی و  اسید فسفریک صنعتی تبدیل می شود. درصد خلوص اسید فسفریک خام بین 55 تا 85% می باشد.

تفاوت همه این اسیدها در درصد خلوص آنها می باشد.

 

تفاوت اسید فسفریک خوراکی واسید فسفریک صنعتی

اسید فسفریک برای مصارف خوراکی و صنعتی تهیه می شود. در تولید و تهیه این ماده شیمیایی برای استفاده در صنایع مختلف تفاوت هایی وجود دارد از جمله :

1- خلوص

اولین تفاوت به درجه بندی نمونه خوراکی و صنعتی وابسته است، اگر درصد خلوص آن کمتر از 85% باشد در کارهای صنعتی می توانیم استفاده کنیم. برای مصرف در صنایع بهداشتی و خوراکی باید درصد خلوص بالای 0 درصد باشد

2- قیمت

هر چه درصد خلوص اسید فسفریک بالاتر رود قیمت آن نیز بالاتر می رود و به همین دلیل اسید فسفریک صنعتی که درجه خلوص پایینتری دارد ارزانتر نیز می باشد.

 

نقش جهانی فسفریک اسید

در میان انواع اسید از لحاظ میزان مصرف در صنایع گوناگون، فسفریک اسید بعد از اسید سولفوریک، بیشترین مصرف را در دنیا دارد. بیشترین کاربرد فسفریک اسید نیز به کشاورزی و تولید کودهای شیمیایی فسفاته (کود اسید فسفریک) برای افزایش رشد گیاهان و بهبود محصولات زراعی مربوط می‌شود.

 

 

 

خطرات و نکات ایمنی اسید فسفریک (MSDS)

• قابل اشتعال در صورت تماس با مواد شیمیایی همچون مواد قلیایی
• خطر سوختگی و آسیب در صورت تماس با پوست، چشم و بدن. در صورت تماس اسید فسفریک با بدن ، آن را با آب فراوان بشویید.)
• خطر استنشاق اسید فسفریک در صورت گرم شدن و تحریک بینی و گلو. در صورت استنشاق فسفریک اسید، سریعا فرد را به هوای آزاد برده و در صورت حاد بودن به پزشک مراجعه شود.)
• در صورت بلع فسفریک اسید دهان را با آب شسته و سریعا به بیمارستان مراجعه شود.

موقع کار با این مواد حتما از لباس مناسب، دستکش و عینک استفاده شود.

 

شرایط نگهداری اسید فسفریک و بسته بندی آن

نگهداری فسفریک اسید در مکان خشک و دور از نور خورشید و با تهویه مناسب باشد.

اطمینان از بسته بودن در ظرف و حفظ این ترکیب از هر گونه آسیب فیزیکی

نگهداری در ظروف چند لایه مناسب (پلاستیک مخصوص) و یا فولاد ضد زنگ

بسته بندی و عرضه فسفریک اسید در بازار در گالن های 35 کیلوگرمی  و مخازن 1600 کیلو گرمی است.

روش های تهیه اسید فسفریک صنعتی  و خوراکی و تفاوت اسید فسفریک خوراکی و صنعتی

تولید کنندگان اسید فسفریک تولید صنعتی اسید فسفریک را به این صورت انجام میدهند که این ماده را به سنگ فسفات اضافه می‌کنند.

تهیه اسید فسفریک از سنگهای فسفاته به دو روش خشک و تر انجام می شود:

1- روش خشک (حرارتی)

در این روش با استفاده قوس الکتریکی و کربن  سنگ فسفات را احیا می کنند تا برای استفاده های بعدی آماده سازی شود.  درصد خلوص فسفریک اسید در این روش بسیار بالاتر است و برای صنایع مهمی مانند صنایع دارویی، بهداشتی،غذایی و نوشیدنی استفاده فراون دارد.

2- روش تر

اسید فسفریک صنعتی تولید شده  در این روش به این شکل است که با استفاده از اسید سولفوریک سنگ فسفات را حل کرده و اسید فسفریک تولید می کنند. این نمونه از اسید تولید شده ناخالصی زیادی دارد و برای استفاده در صنایع غذایی و  تولید شوینده ها مناسب نیست. اما به دلیل هزینه پایین تر تولید عنصر فسفر از این راه سعی می کنند که فسفر تولید شده خالص سازی شود و برای استفاده در صنایع استفاده شود.

 

انواع روش های بسته بندی اسید فسفریک

تولید کنندگان مواد شیمیایی این ماده را با  بسته بندی‌های بشکه و گالن به دست مصرف کنندگان ، صادر کنندگان و شرکت های بازرگانی مواد شیمیایی می رسانند .

 

کاربرد های مهم و خاص اسید فسفریک صنعتی

همانطور که گفته شد اسید فسفریک هم مصرف دارویی دارد و هم مصرف صنعتی و به همین دلیل به یک ماده شیمیایی مهم تبدیل شده است.

1- کاربرد اسیدفسفریک در کشاورزی و دامپروری

فسفر عنصری است که برای رشد گیاهان مهم است و برای سودآور شدن بخش کشاورزی و دامپروری مورد استفاده قرار می گیرد. کودهای فسفاته ای که در بخش کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد از اسید فسفریک با خلوص بالای 90% می باشد.

 

2-کاربرد اسیدفسفریک بعنوان از بین بردن زنگ زدگی

بسیاری از تجهیزات در گذر زمان دچار زنگ زدگی و خوردگی می شوند. برای از بین بردن زنگ آهن اسید فسفریک را روی زنگ  زدگی ها می ریزند و سطح فلز را پاک می کنند.

 

3- کاربرد اسید فسفریک در صنایع خوراکی

در صنایع غذایی باید از اسید فسفریک با درصد خلوص بالا استفاده شود. برای تولید انواع نوشیدنی های بدون الکل مانند نوشابه، نوشیدنی های ورزشی، چای های بسته بندی و نوشیدنی هایی که طعم و رایحه دارند مانند نوشابه ها، آب میوه ها. در حقیقت اسید فسفریک نقش تنظیم کننده PH در این ترکیبات را دارد.

 

4- استفاده از اسید فسفریک در لبنیات

از فسفریک اسید برای افزایش زمان ماندگاری و تنظیم PH در لبنیاتی مانند پنیر استفاده می شود. این اسید کمک می کند تا طعم و خواص لبنیات حفظ شود.

 

5- استفاده از اسیدفسفریک در شوینده ها

یکی مهمترین کاربرد اسید فسفریک صنعتی  استفاده از این اسید در شوینده ها باعث می شود تا سختی آب کاهش پیدا کند و از بوجود آمدن یون های کلسیم و منیزیم که باعث سختی آب می شوند جلوگیری شود.

 

6- تصفیه آب و فاضلاب

7-تهیه مکمل های خوراکی حیوانات

8- تولید الکترولیت های سلول های سوختی

9- تنظیم اسیدیته پاک کننده های صورت

 

 

نکات مهمی که در فروش اسید فسفریک  و  خرید اسید فسفریک خوراکی باید توسط فروشندگان و در کل شرکت های بازرگانی مواد شیمیایی رعایت شود:

1- ارائه محصول با کیفیت به خریدار مواد شیمیایی

2- ارسال کالا با ایمن ترین روش

3-بسته بندی مناسب محصول

4- قرار دادن برچسب استفاده از کالا

5- مشتری مدار بودن

6- توجه به زمان سفارش مشتری و زمان ارسال به موقع کالا

7- آنالیز محصول و ارائه مدارک معتبر از این آنالیز به خریدار

 

 نکات مهم در خرید اسید فسفریک:

1- بررسی اعتبار فروشنده

2- بررسی نوع بسته بندی اسید فسفریک

این مورد زمانی که  مواد اولیه و شیمیایی خورنده  یا سمی باشند بسیار اهمیت پیدا می کند

3-  دریافت نمونه برای بررسی کیفیت محصول

4- توجه به درجه  خلوص اسید فسفریک

۵ – برچسب ایمنی بسته بندی اسید فسفریک