روش های تولید اسید فسفریک؛ صنعتی و آزمایشگاهی

اسید فسفریک (Phosphoric Acid) یکی از پرکاربردترین اسیدهای معدنی در جهان است که در صنایع مختلفی مانند تولید کودهای شیمیایی، داروسازی، صنایع غذایی، تصفیه فلزات و کشاورزی به کار می رود. با توجه به گستردگی کاربردهای آن، روش های تولید این ماده در مقیاس صنعتی و آزمایشگاهی با اهداف متفاوتی انجام می شود. در ادامه، هر دو روش را با جزئیات بررسی می کنیم.

تولید صنعتی اسید فسفریک

تولید اسید فسفریک در مقیاس صنعتی به دو روش اصلی انجام می شود:

• روش تر (Wet Process)
• روش حرارتی (Thermal Process)

هر یک از این روش ها ویژگی ها، مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند.

الف) روش تر (Wet Process)

این روش متداول ترین و اقتصادی ترین شیوه ی تولید اسید فسفریک در جهان است. حدود ۹۰٪ از کل تولید جهانی با این روش انجام می شود.

در این فرآیند، سنگ فسفات طبیعی (آپاتیت یا فلوئوروآپاتیت) با اسید سولفوریک (H₂SO₄) واکنش می دهد و محصول نهایی اسید فسفریک به همراه گچ (کلسیم سولفات) تولید می شود.

واکنش شیمیایی:

Ca5​(PO4​)3​F+5H2​SO4​+10H2​O→3H3​PO4​+5CaSO4​⋅2H2​O+HF

در این واکنش، گچ تولید شده به صورت جامد ته نشین می شود و محلول اسید فسفریک خام باقی می ماند.

مراحل اجرای روش تر:

خردایش سنگ فسفات: سنگ فسفات ابتدا به ذرات بسیار ریز تبدیل می شود تا سطح تماس آن با اسید افزایش یابد.

واکنش با اسید سولفوریک: در راکتور مخصوص، اسید سولفوریک به سنگ فسفات افزوده می شود و واکنش تولید اسید فسفریک انجام می گیرد.

تفکیک گچ از محلول: گچ تولید شده توسط فیلترهای صنعتی جدا می شود.

تغلیظ و تصفیه: محلول خام حاوی ناخالصی ها (مانند فلورین و ترکیبات آلی) است؛ با استفاده از تبخیر و فیلتراسیون، خالص سازی انجام می شود تا غلظت نهایی به حدود ۵۰ تا ۵۵ درصد برسد.

ب) روش حرارتی (Thermal Process)

در این روش، اسید فسفریک با خلوص بسیار بالا (تا ۹۹٪) تولید می شود و برای مصارف حساس مانند صنایع غذایی و داروسازی مورد استفاده قرار می گیرد.

اگر قصد خرید اسید فسفریک برای استفاده از موارد غذایی، آرایشی و بهداشتی، پزشکی میتوانید به لینک زیر مراجعه کنید:

اسید فسفریک

مراحل تولید در روش حرارتی

سوزاندن فسفر سفید (P₄):
فسفر سفید در حضور اکسیژن خالص سوزانده می شود تا پنتاکسید فسفر (P₄O₁₀) تولید شود:

P4​+5O2​→P4​O10

حل کردن پنتاکسید فسفر در آب:

در نتیجه، اسید فسفریک بسیار خالص و شفاف حاصل می شود.

مقایسه دو روش صنعتی تولید اسید فسفریک

ویژگی	روش تر (Wet Process)	روش حرارتی (Thermal Process)
نوع ماده اولیه	سنگ فسفات + اسید سولفوریک	فسفر سفید (P₄)
خلوص محصول	متوسط (50–55%)	بسیار بالا (تا 99%)
هزینه تولید	پایین	بالا
مصرف انرژی	کمتر	بیشتر
کاربرد اصلی	کود شیمیایی	صنایع دارویی و غذایی

کنترل کیفیت و خلوص اسید فسفریک تولیدی

پس از تولید، خلوص اسید فسفریک با روش های مختلفی بررسی می شود؛ از جمله:

• تیتراسیون شیمیایی برای اندازه گیری غلظت واقعی H₃PO₄
• آنالیز ICP یا AAS برای شناسایی فلزات سنگین
• اندازه گیری pH و چگالی برای تعیین خلوص نهایی

در صنایع غذایی و دارویی، میزان ناخالصی ها باید بسیار پایین باشد (کمتر از ppm)، در حالی که در مصارف صنعتی، وجود مقداری ناخالصی قابل قبول است.