Kwas fosforowy(V), czyli H₃PO₄, w przemyśle najczęściej otrzymuje się metodą mokrą. Polega ona na rozkładzie surowców fosforanowych, np. fosforytów lub apatytów, za pomocą kwasu siarkowego(VI). Jest to ważny proces w produkcji nawozów fosforowych.
Główna idea procesu
Surowiec fosforanowy reaguje z kwasem siarkowym(VI), w wyniku czego powstaje kwas fosforowy(V) oraz trudno rozpuszczalny siarczan wapnia, czyli gips. Proces prowadzi się w układzie aparatów, które umożliwiają mieszanie, reakcję, oddzielanie faz i zatężanie produktu.
Uproszczony zapis reakcji można przedstawić jako:
Ca₃(PO₄)₂ + 3 H₂SO₄ → 2 H₃PO₄ + 3 CaSO₄
W praktyce surowce naturalne mają bardziej złożony skład, dlatego mieszanina poreakcyjna zawiera ciecz, osady i zanieczyszczenia.
Typowe etapy technologiczne
W procesie występują m.in.:
- przygotowanie i rozdrobnienie surowca fosforanowego,
- reakcja z kwasem siarkowym(VI),
- ekstrakcja kwasu fosforowego(V),
- oddzielanie gipsu od roztworu kwasu,
- zatężanie kwasu w wyparkach.
Transport mieszaniny poreakcyjnej
Mieszanina po reakcji i ekstrakcji może być zawiesiną o właściwościach korozyjnych. Dlatego do jej przemieszczania między aparatami nie stosuje się przenośników przeznaczonych dla materiałów sypkich. Właściwym rozwiązaniem jest użycie pompy dobranej do cieczy agresywnych i zawiesin, np. pompy zanurzeniowej.
Znaczenie wyparki
Wyparka służy do usuwania części wody z roztworu i zwiększania stężenia kwasu fosforowego(V). Jest to etap zatężania, ważny dla uzyskania produktu o wymaganych parametrach technologicznych.