اولین بار که برای شناخت مواد اولیه اسید فسفریک تحقیق میکردم، تصورم این بود که سنگ فسفات بعد از استخراج، به صورت مستقیم وارد خط تولید میشود؛ اما فرآیند به این سادگی نیست. کیفیت سنگ، روش فرآوری و میزان ناخالصی در محصول نهایی نقش دارند. سنگ فسفات، ماده معدنی یکی از مهمترین منابع فسفر و ماده اولیه برای تولید محصولاتی مانند اسید فسفریک و کودهای فسفاته است. سنگ استخراجشده پس از خردایش، شستشو و تغلیظ، برای ورود به فرآیندهای شیمیایی آماده میشود. در این بخش، مسیر استخراج و فرآوری سنگ فسفات را بررسی میکنیم و به نقش خاک فسفات سوریه در تولید اسید فسفریک میپردازیم.
سنگ فسفات چیست؟
سنگ فسفات مادهای طبیعی است که بخش قابل توجهی از ترکیبات آن را کانیهای فسفاته، به ویژه آپاتیت، تشکیل میدهند. این سنگ از مهمترین منابع تامین فسفر برای صنایع شیمیایی، تولید کود و ساخت ترکیبات فسفاته به حساب میآید.
سنگ فسفات استخراج شده پیش از مصرف، تحت فرآیندهایی مانند خردایش، دانه بندی، شستشو و تلغیظ قرار میگیرد. محصول این مراحل با توجه به نوع فرآوری به صورت خاک فسفات یا کنسانتره فسفات برای ورود به فرآیندهای بعدی آماده میشود.
ترکیبات اصلی سنگ فسفات
ترکیب شیمیایی سنگ فسفات با توجه به منبع و محل استخراج متفاوت است، اما چند ماده در بررسی کیفیت آن اهمیت بیشتری دارند:
- کانیهای فسفاته؛ آپاتیت مهمترین کانی فسفاته موجود در بسیاری از ذخایر فسفات است.
- کلسیم؛ این ماده بخش قابل توجهی از ساختار کانیهای فسفاته را تشکیل میدهد.
- سیلیس؛ یکی دیگر از ترکیبات، سیلیس است که مقدار متفاوتی از آن در سنگهای مختلف وجود دارد.
- آهن و آلومینیوم؛ این عناصر از ناخالصهایی هستند که در ارزیابی کیفیت خوراک فسفاته و فرآیند تولید اسید فسفریک مورد توجه قرار میگیرند.
- منیزیم و فلوئور؛ این ترکیبات با توجه به منشا سنگ فسفات در مقادیر متفاوت وجود دارند.
سنگ فسفات چه کاربردهایی دارد؟
سنگ فسفات کاربردهای متعددی دارد که در ادامه به مهمترین آنها میپردازیم:
تولید اسید فسفریک
یکی از مهمترین کاربردهای فسفات در تولید اسید فسفریک است که در فرآیند تر، خوراک فسفاته با اسید سولفوریک واکنش داده و پس از مراحل جداسازی و تصفیه، اسید فسفریک تولید میشود.
تولید کودهای فسفاته
فسفر یکی از عناصر مهم مورد نیاز گیاهان محسوب میشود و ترکیبات حاصل از سنگ فسفات در تولید انواع کودهای فسفاته مورد استفاده قرار میگیرند.
تولید ترکیبات شیمیایی فسفاته
اسید فسفریک و سایر مواد حاصل از فرآوری فسفات، خوراک تولید طیف مختلفی از ترکیبات و مواد شیمیایی فسفاته هستند که در صنایع مختلف کاربرد دارند.
سنگ فسفات چگونه استخراج میشود؟
استخراج سنگ فسفات با توجه به عمق ذخیره، شرایط زمین شناسی و ویژگیهای معدن به روشهای مختلفی انجام میشود. در بسیاری از معادن، ذخایر فسفات در نزدیکی سطح زمین قرار دارند؛ درنتیجه استخراج روباز برای برداشت آنها مورد استفاده قرار میگیرد.
پیش از شروع استخراج، محدوده معدن از نظر زمینشناسی و کیفیت ذخیره مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه، لایههای پوشاننده کنار میروند و سنگ فسفاته استخراج میشود.
اکتشاف و شناسایی ذخایر فسفات
اولین مرحله در استخراج سنگ فسفات، شناسایی و بررسی ویژگیهای آن است. نتایج بررسیهای زیر، در انتخاب روش استخراج و برنامهریزی برای فرآورده ماده معدنی اهمیت دارد:
- مطالعات زمینشناسی؛ بررسی ساختار زمین و شناسایی مناطق دارای پتانسیل ذخایر فسفاته
- نمونه برداری و حفاری؛ برداشت نمونه از بخشهای مختلف برای بررسی ترکیب و کیفیت سنگ
- تعیین عیار و کیفیت ذخیره؛ اندازهگیری میزان P₂O₅ و بررسی ترکیبات همراه
خاک فسفات سوریه؛ یکی از منابع خوراک تولید اسید فسفریک
انتخاب ماده اولیه مناسب، بخش مهمی از فرآیند تولید اسید فسفریک است؛ چراکه P₂O₅ و میزان ناخالصیهای موجود در خوراک فسفاته بر مراحل بعدی فرآوری و تصفیه اثر میگذارد. خاک فسفات سوریه نیز یکی از منابع خوراک فسفاته است که مشخصات آن باید پیش از مصرف از طریق آنالیز بررسی شود.
مشخصات خاک فسفات سوریه
| پارامتر | مقدار نمونه |
| P₂O₅ | 29.3 تا 30.2 درصد |
| CaO | 48 تا 50 درصد |
| Fe₂O₃ | 0.10 تا 0.20 درصد |
| Al₂O₃ | 0.10 تا 0.15 درصد |
| MgO | 0.5 تا 0.8 درصد |
| SiO₂ | 7.5 تا 9 درصد |
| رطوبت | 5 تا 7 درصد |
شیمی کانه ایرانیان و تولید اسید فسفریک شفاف
کیفیت خوراک معدنی فقط بخشی از مسیر تولید اسید فسفریک است و کنترل فرآیند، فیلتراسیون و مراحل خالصسازی نیز در مشخصات محصول نهایی اهمیت دارند. شیمی کانه ایرانیان به عنوان تنها تولیدکننده اسید فسفریک شفاف در ایران فعالیت میکند. درواقع، تولید و کنترل کیفیت اسید فسفریک در شرکت دانش بنیان شیمی کانه ایرانیان از خاک فسفات سوریه انجام می شود.
سید فسفریک صنعتی با استفاده از خاکه معدنی فسفات و مراحل فیلتراسیون و کنترل آزمایشگاهی تولید می شود. تولید صنعتی اسید فسفریک شفاف با خلوص بالا در شیمی کانه ایرانیان نیز از جمله موارد قابل توجه است. این محصول برای کاربردهایی از جمله صنایع کودسازی، تصفیه آب، فلزکاری و صنایع شیمیایی عرضه میشود.
جمع بندی
تولید محصولات فسفاته از سنگ فسفات شروع میشود و اسید فسفریک یکی از محصولات مهم است که کیفیت خوراک و کنترل مراحل تولید را تعیین میکند. خاک فسفات سوریه نیز یکی از خوراکهای مورد استفاده در این زنجیره است که مشخصات آنالیزی آن پیش از مصرف باید مورد بررسی قرار بگیرند. شیمی کانه ایرانیان، اسید فسفریک شفاف را در غلظتهای مختلف تولید و عرضه میکند.
