Acido Fosfórico

Acido Fosfórico:


El ácido fosfórico es un ácido triprótico. Esto significa que puede disociarse en agua hasta tres veces





















Materia prima roca fosfórica: Las rocas fosfóricas son la materia prima inicial para la fabricación del ácido fosfórico, que aparece en la naturaleza en yacimientos de distintos tipos. Los que se explotan preferentemente son depósitos sedimentarios deorigen fósil en grandes capas horizontales de 3 a 10 metros de potencia situados a poca profundidad y están constituidos por pequeños nódulos que se disgregan como arena. Su explotación se lleva a cabo con excavadoras gigantes que desmontan el material estéril que los cubre, luego se extrae el mineral, bien en seco con máquinas rozadoras, bien en húmedo con cañones de agua, y se transporta a lasplantas de concentración en las que se separan los inertes que acompañan a la fosforita, que es el mineral rico. En otros tipos de yacimiento la fosforita aparece, junto con silicatos y carbonatos de calcio y otros metales, formando grandes piedras duras en oclusiones irregulares del terreno.
El ácido fosfórico es producido industrialmente por dos procedimientos:
Vía húmeda.
Vía seca.
VIA HUMEDA: Elproceso por vía húmeda más usual es el que utiliza ácido sulfúrico para el ataque de la roca fosfórica, más que los que emplean ácido clorhídrico o nítrico, pues el sulfato cálcico formado es mucho más insoluble y, por tanto, fácil de separar que el cloruro y el nitrato.
Según la temperatura de la reacción de ataque, que es fuertemente exotérmica:
Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 → 3 H3PO4 + 5 CaSO4 ↓ + HF↑
Se han diseñado diferentes procesos de fabricación de ácido fosfórico, que pretenden una máxima recuperación de P2O5 y una máxima concentración del producto.
PROCESO HIDRATO: Más del 75% de las plantas que producen ácido fosfórico operan mediante este proceso
El proceso convencional consta de tres secciones principales: el ataque, donde tiene lugar la reacción sólido-líquido; la filtración, paraseparar el yeso del ácido producido; y la concentración, en la que se lleva ésta al 52-54%, con la que se almacena y expide en cisternas y/o en buque-tanques. El ataque se lleva a cabo en contínuo en uno o varios reactores agitados, en los que se dosifica el fosfato roca con la granulometría adecuada (previamente debe ser molido, hasta conseguirla). También se dosifica el ácido sulfúrico,previamente diluido hasta una concentración conveniente. La temperatura debe mantenerse alrededor de 75 ºC y la concentración del ácido fosfórico resultante en el 30% P2O5, con lo que se forma el dihidrato. El enfriamiento necesario para eliminar el calor de reacción se consigue mediante evaporación “flash” de parte del agua que diluye el ácido, laminando un fuerte caudal de ácido desde una presiónligeramente superior a la atmosférica hasta un cierto vacío que se consigue con una bomba. De esta manera se puede incorporar a la cuba de ataque el agua de lavado de la torta del filtro, manteniendo el imprescindible balance de agua.
Para asegurar que no quede parte de la roca sin atacar (los núcleos de los granos), no basta con mantener la temperatura en los 75 ºC (que proporciona una rápidavelocidad de reacción), sino que debe cuidarse que la difusión no resulte controlante; es decir, hay que mantener un alto nivel de agitación, el tamaño de las partículas debe ser pequeño y la viscosidad del medio reducida. Además debe operarse con un ligero exceso de ácido sulfúrico.

Materiales:
En estas condiciones la corrosión y la erosión son muy fuertes. Las paredes de las cubas de ataque serevisten de ladrillos de grafito, que aguantan muy bien ambas solicitaciones.
Los agitadores deben ser de materiales especiales, pero además su diseño debe ser muy cuidado para que proporcionen el alto nivel deseado de agitación en la masa reaccionante, sin velocidades periféricas excesivas. No deben producirse zonas muertas donde sedimenten los sólidos en suspensión y el tiempo de residencia debe...