اسید فسفریک - بازار اسید فسفریک خاورمیانه

اسید فسفریک یا اسید اورتوفسفریک یک اسید تری پروتیک است که یک مایع متراکم است. این اسید باعث خوردگی و تحریک غشاهای مخاطی، پوست و چشم انسان می شود. این مایع بی رنگ، بی بو و شفاف است که در تماس با فلزات گاز هیدروژن قابل اشتعال آزاد می کند. اسید فسفریک خالص بلورهای جامد سفید رنگ با نقطه ذوب 42.35 درجه سانتیگراد است. این اسید در دمای 158 درجه سانتیگراد جوشانده شده و اجزای آن جدا می شود. هنگامی که اسید فسفریک غلظت کمتری دارد، بی رنگ، بی بو و مایعی چسبناک با چگالی 1685 گرم در میلی لیتر (در دمای اتاق) است.  با این حال، این چگالی زمانی که جامد برابر با 2.03 گرم در میلی لیتر است. این اسید غیر سمی و غیر قابل اشتعال است. بیشترین غلظت رایج اسید فسفریک در آب 85 درصد و کمترین آن برای فروش 50 درصد است. این اسید بهتر است در دمای زیر 30 درجه سانتیگراد نگهداری شود. در دمای زیر 20 درجه این اسید به مایع بسیار سرد تبدیل می شود و در بسیاری از موارد یخ نمی زند.

با وجود کاربردهای گسترده، مصرف بیش از حد اسید فسفریک می‌تواند اثرات مضری داشته باشد. در صنایع غذایی، مصرف مداوم نوشیدنی‌های حاوی این ماده ممکن است به کاهش تراکم استخوان و پوسیدگی دندان‌ها منجر شود. از نظر زیست‌محیطی نیز، تخلیه اسید فسفریک به منابع آبی می‌تواند باعث رشد بیش از حد جلبک‌ها و کاهش کیفیت آب شود. بنابراین، استفاده از این ماده باید با احتیاط و رعایت استانداردهای ایمنی همراه باشد. اسید فسفریک هر ماده شیمیایی است که از ترکیب سه عنصر یعنی فسفر، اکسیژن و هیدروژن (به نسبت های مختلف) ساخته شده باشد. رایج ترین نوع اسید فسفریک، اسید ارتوفسفریک با ترکیب شیمیایی H3PO4 است که معمولاً به عنوان اسید فسفریک ساده شناخته می شود. این اسید را می توان یکی از پرمصرف ترین اسیدها در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی، دارویی و به ویژه کشاورزی دانست. بنابراین، آشنایی با تاریخچه، خواص و کاربردهای آن به طور خاص برای تکنسین ها و علاقه مندان ضروری خواهد بود.

اسید فسفریک چیست؟, بیشتر بخوانید...

دقیقاً مشخص نیست که چه کسی برای اولین بار و چه زمانی اسید فسفریک را ساخته است، اما سوابق تاریخی اولین اختراع فسفر را به کار کیمیاگری آلمان مربوط می کنند. شواهد نشان می دهد که Hennig Brand (t)، کیمیاگر و بازرگان قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم (1730-1730) در هامبورگ آلمان، فسفر را در سال 1669 کشف کرد و مانند سایر کیمیاگران آن زمان، نام تجاری به دنبال کیمیاگری را حفظ کرد. کشف او یک راز بود (مانند کیمیاگران قبل از او)، او سعی کرد با استفاده از فسفر طلا بسازد (که مطمئناً موفق نشد). او با استفاده از یک لیتر ادرار حدود 120 گرم فسفر تولید کرد! تاریخچه اسید فسفریک به کشف و مطالعه فسفر بازمی‌گردد، عنصری که برای اولین بار در سال 1669 توسط یک شیمیدان آلمانی به نام هنیگ براند کشف شد. براند در تلاش برای یافتن "سنگ فیلسوف" از ادرار انسان، موفق به جداسازی فسفر شد. این کشف زمینه‌ساز مطالعات بیشتر بر روی ترکیبات فسفر، از جمله اسید فسفریک، شد. اولین تولید اسید فسفریک به شکل آزمایشگاهی، از سوزاندن فسفر و حل کردن آن در آب حاصل شد. این فرآیند ابتدایی، اولین گام در شناخت این ماده و خواص شیمیایی آن بود.

بنابر گفته منابع رسمی، تولید و کشف رسمی اسید فسفریک تا دهه 1770 به تعویق افتاد. تا اینکه دو شیمیدان سوئدی، یوهان گوتلیبگان و کارل ویلهلم شیل، کاملاً مستقل از نت های برند بودند و موفق به تولید اسید فسفریک از خاکستر استخوان شدند. شیل در سال 1774 موفق شد فسفر را از خاکستر استخوان جدا کند و در سال 1777 با افزودن اسید نیتریک به فسفر، اسید فسفریک تولید کرد. با این حال، برخی منابع تأیید کرده اند که تولید اولیه اسید فسفریک در سال 1694 توسط رابرت بویل با انحلال پنتوکسید فسفر در آب بوده است. در قرن 20، با افزایش تقاضا در صنایع غذایی، تولید نوشیدنی‌ها، داروسازی و کشاورزی، اسید فسفریک جایگاه ویژه‌ای پیدا کرد. امروزه این ماده به دلیل استفاده گسترده در تولید کودهای شیمیایی و به‌عنوان افزودنی غذایی، یکی از پرکاربردترین اسیدهای معدنی در جهان محسوب می‌شود. تاریخچه اسید فسفریک نشان‌دهنده تحول و پیشرفت دانش شیمی و نقش حیاتی این ماده در پیشرفت صنایع مختلف است.

تاریخچه اسید فسفریک, بیشتر بخوانید...

سنگ های فسفاته عموماً به شکل هیدروکسید و فلوراید در دسترس هستند. آپاتیت همچنین مهمترین سنگ فسفاتی است که برای تولید اسید فسفریک صنعتی و خوراکی استفاده می شود. ناخالصی های زیادی در این سنگ وجود دارد که می تواند کارایی اسید فسفریک را کاهش دهد. این ناخالصی ها نیز باعث خوردگی بیشتر مواد می شوند. در سال 1812 شرکت Quigent در لیون فرانسه راهی برای تولید فسفر خالص با افزودن اسید هیدروکلریک به استخوان کشف کرد که تا سال 1872 به طور کامل توسط دولت فرانسه تولید می شد و از آن اسید فسفریک همراه با سایر محصولات فسفر تولید می شد. .

در این سالها (1840) بود که اهمیت استفاده از اسید فسفریک در صنعت کشاورزی به عنوان کود و کاربردهای آن در کشاورزی و فیزیولوژی توسط یوستوس ون لیبیگ در کتابی به نام شیمی آلی مورد بحث قرار گرفت. این دانشمند در همین کتاب به فسفات نامحلول در استخوان ها و مواد معدنی اشاره کرد و گفت که با واکنش این فسفات با اسید سولفوریک می توان یک ترکیب مغذی برای گیاهان به دست آورد. هنگامی که در سال 1896 تمام استخوان‌های گاومیش به دلیل تولید فسفر، اسید فسفریک و سایر محصولات فسفر از دشت‌های آمریکا ناپدید شدند ، شرکت‌ها به فکر جایگزینی استخوان با منبع مطمئن‌تر هستند و به همین دلیل به سنگ‌های معدنی فسفات روی می‌آورند. اما قبل از آن بسیاری از آنها به دلیل افزایش قیمت استخوان ورشکست شدند. امروزه اسید فسفریک از سنگ های فسفاته به دو روش عمومی و خشک تهیه می شود.

تولید اسید فسفریک, بیشتر بخوانید...

اسید فسفریک در طیف وسیعی از صنایع به کار می‌رود و یکی از پرمصرف‌ترین اسیدهای معدنی در جهان به شمار می‌آید. یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن در صنعت کشاورزی است، جایی که از اسید فسفریک برای تولید کودهای شیمیایی نظیر دی‌آمونیوم فسفات (DAP)، مونوآمونیوم فسفات (MAP) و سوپرفسفات‌ها استفاده می‌شود. این کودها به دلیل تأمین فسفر، که یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان است، نقش حیاتی در کشاورزی مدرن دارند. اسید فسفریک در این صنعت به دلیل تولید انبوه و هزینه پایین، ماده‌ای کلیدی محسوب می‌شود. در صنایع غذایی نیز اسید فسفریک به‌عنوان یک افزودنی پرکاربرد استفاده می‌شود. این اسید برای تنظیم اسیدیته و بهبود طعم در نوشیدنی‌های گازدار مانند نوشابه‌های کولا به کار می‌رود. همچنین در فرآوری مواد غذایی به‌عنوان نگهدارنده، عامل تنظیم pH و حتی در تولید برخی محصولات لبنی و فرآورده‌های گوشتی استفاده می‌شود. از آنجا که این ماده خاصیت ضدباکتریایی نیز دارد، به ماندگاری بیشتر محصولات غذایی کمک می‌کند.

از دیگر کاربردهای اسید فسفریک می‌توان به استفاده در صنعت ساخت‌وساز اشاره کرد، جایی که در تولید برخی سیمان‌های خاص و مصالح ساختمانی به کار می‌رود. همچنین در صنایع نفت و گاز برای جلوگیری از تشکیل رسوبات معدنی در تجهیزات حفاری کاربرد دارد. بنابراین، اسید فسفریک به دلیل خواص شیمیایی متنوع خود، در بسیاری از صنایع نقش اساسی ایفا می‌کند و تقاضای بالایی در بازار جهانی دارد. در صورت اکسیده شدن ابزارهای فولادی می توان از اسید فسفریک برای رفع زنگ زدگی آهن و از آهن در فسفات های محلول در آب استفاده کرد. پس از رفع این مشکل، فسفات آهن تولید شده به ترکیب آهن سیاه تبدیل می شود که خود می تواند عاملی برای جلوگیری از خوردگی باشد.

چه صنایعی از اسید فسفریک استفاده می کنند؟, بیشتر بخوانید...

بازار اسید فسفریک در خاورمیانه به دلیل منابع غنی فسفات و موقعیت استراتژیک این منطقه، یکی از بخش‌های مهم در صنعت جهانی اسید فسفریک محسوب می‌شود. کشورهای خاورمیانه، به‌ویژه اردن، مراکش، عربستان سعودی و مصر، به عنوان بازیگران کلیدی در تولید و صادرات اسید فسفریک و مشتقات آن شناخته می‌شوند. این کشورها دارای ذخایر قابل توجه سنگ فسفات هستند که ماده اولیه اصلی برای تولید اسید فسفریک است. نزدیکی به بازارهای مصرفی بزرگ در اروپا و آسیا نیز این منطقه را به یکی از مراکز مهم در تجارت جهانی این ماده تبدیل کرده است.

با توجه به تولید کم اسید فسفریک در خاورمیانه، نیاز به این محصول از طریق واردات تامین می شود. اسید فسفریک وارداتی به صورت مهر و موم در بسته بندی های 20 لیتری (35 کیلوگرم) و مخازن ذخیره سازی 1000 لیتری (1650 کیلوگرم) وارد شده است. قراردادهای جدیدی برای ساخت کارخانه های اسید فسفریک منعقد شده است اما تا سال 2025 این واحدها به بهره برداری نخواهند رسید. به عنوان مثال 250 میلیون یورو توسط شرکت ملی صنایع مس ایران در این زمینه سرمایه گذاری خواهد شد. شرکت ملی مس ایران برای تولید کود فسفاته سالانه به ۱.۲ میلیون تن خاک فسفاته نیاز دارد.

بازار اسید فسفریک در خاورمیانه, بیشتر بخوانید...