Acido fosforico

PRODUCCIÓN DE ACIDO FOSFORICO

El hombre desde tiempos ancestrales ha tenido que buscar formas de alimentación para sobrevivir. Sin duda que la aparición de la agricultura como fuente de suministro de insumos alimenticios fue un gran acierto. Pero a medida que el tiempo transcurre, la población aumenta y los sitios aptos para cultivo requieren incrementar su producción para satisfacer lasnecesidades de la humanidad. El fósforo es uno de los tres elementos fundamentales involucrados en el crecimiento y metabolismo de las plantas y animales. El propio consumo en los suelos de este elemento por parte de los vegetales, provoca su agotamiento. Por ser insustituible, se debe proveer a los suelos de este elemento mediante fertilizantes y estos se fabrican a partir de acido fosfórico.Hay dos tipos básicos de procesos para la producción de ácido fosfórico; el proceso húmedo y el de horno (eléctrico o a presión). El eléctrico sigue vigente pero su función es producir azufre elemental y a partir de esto generar ácido fosfórico; esta vía térmica proporciona directamente un ácido fosfórico puro de alta calidad pero su principal desventaja es el alto consumo de energía. Elproceso húmedo no obtiene productos tan puros, pero puede ser sometido a sofisticados procesos de purificación, pudiendo alcanzar las calidades que se obtienen por vía térmica. Se usa para elaborar ácido fosfórico y generalmente el producto se destina a la fabricación de fertilizantes. Existen tres ácidos principalmente con los cuales se puede elaborar el ácido fosfórico, estos son el sulfúrico, elnítrico y el clorhídrico. Los procesos que usan nítrico se designan por "nitrofosfatos". Aquellos que usan clorhídrico no son competitivos en el mercado. Los procesos que usan ácido sulfúrico son los más comunes y por tanto se verán con mayor detalle.
PROCESO HUMEDO: El proceso húmedo produce ácido fosfórico por la acción de ácido sulfúrico sobre roca fosfórica acompañada por la precipitación desulfato de calcio. La solución resultante de ácido es separada del precipitado de yeso por filtración y luego se concentra mediante evaporación.
Reacción: Ca3(PO4)2(s) + 3 H2SO4(l) + 6H2O(l) → 2 H3PO4(l) + 3 Ca SO4·2H2O(s)

2P2O5 + 3H2O→ 2Η2Ο


Inicialmente la roca fosfórica es molida. La roca con tamaño adecuado se mezcla en uno o múltiples tanques donde se hace reaccionar con ácidosulfúrico diluido y con suficiente ácido fosfórico que se recicla de etapas posteriores de filtración y lavado para producir una solución de 55% de ácido sulfúrico. En los tanques múltiples el ácido es recirculado manteniendo así la temperatura uniforme en los distintos reactores. En el fondo de los reactores se agita por medio de propulsores o turbinas. El calor de la reacción es removido por medio deaire frío o por un evaporador flash bajo vacío. En ambos casos el vapor de agua y las impurezas gaseosas son llevadas a un absorbedor donde el ácido fluosilícico (H2SiF6) es recuperado rociando agua sobre los gases.
Usualmente la digestión del ácido necesita de 4 a 8 horas a 75 u 80°C. El propósito de una agitación adecuada (para tiempos de reacción uniformes) y un buen control detemperatura es lograr una producción uniforme de fácil filtración y de lavado simple para los cristales de sulfato de calcio(yeso).
Si la temperatura fuera muy alta, podría formarse anhidrita y después hidratarse tapando las tuberías. La pulpa del digestor pasa a un filtro horizontal, rotatorio de vacío, donde el ácido fosfórico de 30 a 35% de P2O5 es removido. Este tipo de filtro permite separar elacido fosfórico del precipitado. La precipitado de yeso se lava (dos o más veces) con agua residual y van a un estanque desde donde el agua se bombea de vuelta a la planta.
El ácido filtrado es evaporado hasta la concentración deseada, usualmente un 54% de P2O5. Evaporadores de circulación forzada provistos de intercambiadores de calor son los más comúnmente usados. El proceso es el...