تولید اسید فسفریک - این ناخالصی ها نیز باعث خوردگی بیشتر مواد می شوند

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. .

تولید اسید فسفریک به دو روش اصلی انجام می‌شود: روش مرطوب و روش حرارتی. هر یک از این روش‌ها دارای فرآیندها، ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی هستند و بسته به نیازهای صنعتی، یکی از این دو روش انتخاب می‌شود. روش مرطوب به دلیل مقرون‌به‌صرفه بودن و استفاده گسترده در تولید کودهای شیمیایی، کاربرد بیشتری دارد، در حالی که روش حرارتی بیشتر برای تولید اسید فسفریک با خلوص بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. در روش مرطوب، اسید فسفریک از واکنش سنگ فسفات (که حاوی کلسیم فسفات است) با اسید سولفوریک تولید می‌شود. این فرآیند شامل ترکیب سنگ فسفاته با اسید سولفوریک در مخازن بزرگ واکنش است که منجر به تولید اسید فسفریک و گچ (کلسیم سولفات) به عنوان محصول جانبی می‌شود. اسید فسفریک به دست آمده از این روش معمولاً برای تولید کودهای شیمیایی مانند دی‌آمونیوم فسفات (DAP) و سوپرفسفات‌ها استفاده می‌شود. این روش اقتصادی بوده و امکان تولید مقادیر زیادی از اسید فسفریک را فراهم می‌کند، اما خلوص اسید تولید شده نسبت به روش حرارتی کمتر است.

در روش حرارتی، اسید فسفریک از سوزاندن فسفر عنصری در حضور اکسیژن برای تولید فسفر پنتااکسید (P₂O₅) و سپس حل کردن آن در آب تولید می‌شود. این فرآیند نیازمند فسفر خالص است که معمولاً از سنگ فسفات از طریق فرآیندهای پیچیده‌ای استخراج می‌شود. اسید فسفریک تولید شده از این روش خلوص بالایی دارد و بیشتر در صنایع غذایی، داروسازی و تولید مواد شیمیایی خاص به کار می‌رود. با این حال، هزینه تولید در این روش بیشتر است، زیرا فرآیندهای استخراج فسفر و سوزاندن آن انرژی‌بر هستند. هر دو روش تولید اسید فسفریک با چالش‌هایی همراه هستند. در روش مرطوب، تولید گچ به عنوان محصول جانبی می‌تواند منجر به مشکلات زیست‌محیطی شود، زیرا دفع یا مدیریت آن نیازمند برنامه‌ریزی دقیق است. در روش حرارتی نیز مصرف انرژی بالا و نیاز به فسفر خالص از جمله موانع اصلی هستند. با این وجود، اسید فسفریک یکی از مهم‌ترین مواد شیمیایی صنعتی محسوب می‌شود و تولید آن نقشی کلیدی در تأمین نیازهای کشاورزی، غذایی و صنعتی جهان ایفا می‌کند.

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.