فرآیند مرطوب (تَر) فسفریک اسید

روش مرطوب متداول ترین روش تولید اسید فسفریک به شمار می رود. اسید تولیدی در فرآیند تَر مستقیماً از سنگ معدن تهیه می گردد و معمولاً در حجم زیاد و با هزینه زیاد و درجه خلوص نه چندان بالا تولید می شود. این نوع اسید عمدتاً برای تولید کودهای شیمیایی فسفاته به کار می رود. در صورتی که این اسید خالص شود، از آن می توان برای تولید ترکیبات شیمیایی تجاری فسفات ها نیز استفاده نمود.

در این فرآیند پس از خرد نمودن کانی فسفات توسط آسیاب های گلوله ای که حاوی مقداری اسید فسفریک رقیق می باشند، شیرابه حاصله با اسید سولفوریک 55 درصد به مخازن واکنش منتقل می شود. این مخازن مجهز به همزن های قوی می باشد و درجه حرارت واکنش به دقت کنترل می گردد.

گازهای خروجی از راکتور به برج های جذب منتقل شده و در آنجا اسید فلوسیلیسیک (H2SiF6) به وسیله آب می تواند بازیابی شود. واکنشی که در راکتور انجام می شود به صورت زیر می باشد. همان گونه که مشاهده می شود علاوه بر اسید فسفریک، نمک سولفات کلسیم نیز به دست می آید.

↑3Ca3(PO4)2.CaF2 + 10H2SO4 + 10H2O → 6H3PO4 + 10 CaSO4.2H2O + HF

سپس شیرابه حاصل از راکتور ها به فیلترهای خلا دورانی افقی منتقل شده و در آنجا اسید فسفریک از ماده جامد (کیک) جدا می شود. کیک به دست آمده گچ (ژیپس) می باشد. اسید به دست آمده از فیلترها به وسیله تبخیر کننده ها یی که دارای مبدل های حرارتی می باشند تغلیظ می شود.مواد غیر قابل استفاده ایجاد شده در حین فرآیند تولید اسید فسفریک به دو دسته تقسیم می شوند:

• پساب حاصل از شستشو و جداسازی کیک ژیپس (گچ)
• گازهای خروجی در مرحله هضم و تبخیر فرآیند تولید

اصلی ترین مواد آلاینده پساب را فسفات ها و فلوریدهای محلول تشکیل می دهند که پس از تخلیه پساب به حوضچه های بزرگ تصفیه، با اضافه نمودن آهک به صورت نمک های (فسفات و فلورید) کلسیم رسوب داده می شوند. البته با توجه به وسعت زیاد این حوضچه ها، مشکلات چندانی از نظر آلودگی آب وجود نخواهد داشت.

گازهای خروجی از فرآیند در هر دو مرحله عنوان شده شامل مقادیری P2O5 و فلوئور می باشند (از مقدار کل فلوئور موجود در کانی فسفات (3/5 درصد) حدود 30 درصد در محصول، 16درصد در گاز خروجی مرحله هضم و 24 درصد در گاز خروجی مرحله تبخیر و 30 درصد در کیک فیلتر ژیپس توزیع می شود). این گازها با استفاده از یک تله آبی (Scrubbing Wet) قابل جذب بوده و به صورت جریان های اسیدی دفع می شوند.

البته اسید فلوئوریک و اسید فلو سیلیسیک تولید شده در این مرحله در عملیات تکمیلی بعدی قابل بازیابی می باشند، اگرچه در بسیاری از واحدها این جریان های اسیدی نیز به حوضچه های بزرگ تصفیه منتقل می شوند. در صورتی که نیاز به تخلیه بخشی از آب این حوضچه ها باشد می بایستی حتماً جریان خروجی با افزودن آهک کنترل گردد.