BALANCE DE MATERIA DEL SUPERFOSFATO

SUPERFOSFATO NORMAL

Las rocas fosfóricas son insolubles en agua, no pueden ser empleadas en forma directa en la agricultura, en suelos neutros o básicos. En suelos ácidos se suele aplicar roca fosfórica finamente molida, el P2O5 entre lentamente en solución, en meses o años, de acuerdo a al pH del suelo.

Antes de usar la roca fosfórica como fertilizante es necesario aumentar la solubilidad del P2O5, pasando el ion PO4

-3 del fosfato tricálcico a su forma ácida, agregando hidrógeno.

El método mas usado es la acidulación de la roca mineral con ácido sulfúrico para obtener el superfosfato normal, de acuerdo a la ecuación:

2Ca5(PO4)3F + 7 H2SO4 + 3H2O 3Ca(H2PO4)2 H2O + 7CaSO4 + 2HF

El sulfato de calcio esta presente como anhidrita,CaSO4, solo una pequeña parte pasa a yeso o sulfato de calcio dihidratado, CaSO4 2H2O.

En la mayor de las rocas fosfóricas el flúor se encuentra formando fluorapatita, Ca 5(PO4)3F. El exceso de flúor forma fluoruro de calcio, CaF2. El fluoruro de calcio reacciona con el H2SO4, de acuerdo a:

CaF2 + H2SO4 CaSO4 + 2HF

4HF + SiO2 2H2O + SiF4 (gas)

SiF4 + (2+n)H2O 2H2SiF6 + SiO2 nH2O

El ácido fluorhídrico formado reacciona con la sílice presente formando tetrafluoruro de silicio, que es un gas. El SiF4 reacciona con agua formando ácido hexafluorsilícico. En los procesos industriales, solo la mitad del flúor presente en la roca pasa a HF y se desprende como SiF4 (gas), el resto permanece en el superfosfato.

La producción económica de superfosfatos está directamente asociada al empleo de la mínima cantidad de ácido sulfúrico requerida.

El fosfato monoácido de calcio, NaHPO4 2H2O es poco soluble en agua, es necesario emplear el suficiente H2SO4 para convertir la mayor parte del fosfato del mineral en fosfato diácido de calcio. Además del fosfato, se consume H2SO4 para descomponer los carbonatos y los fluoruros.

La velocidad de reacción aumenta cuando al tamaño de grano del mineral disminuye, por lo que es conveniente moler el mineral finamente. De esta manera se disminuye también la posibilidad de que los granos de mineral se recubran de capas de anhidrita, dificultando el contacto fosfato - ácido.

Concentraciones altas de H2SO4 dificultan la mezcla mineral - ácido y conducen a la formación de bloques sólidos que dificultan el contacto ácido - mineral. Si el ácido es muy diluido, el volumen es muy grande y la masa no se calienta lo suficiente para completar la reacción, el producto tiene mucha humedad, se dificulta su manipulación. La concentración óptima de H2SO4 se ubica en las cercanías del 70%.

Industrialmente, la mayor parte de los superfosfatos se hace de acuerdo al siguiente proceso:

La roca fosfórica se muela en un 90% bajo 100 mallas. La roca y el ácido dosificado se mezclan en un mezclador de paletas que funciona a varias revoluciones por minuto, por un tiempo de entre 1 y 3 minutos. De acuerdo a la composición de la roca y a la concentración del ácido, la razón roca a ácido varía de 0,82 a 0,95. Antes de que la masa solidifique, se descarga en un estanque o silo de concreto, en que la reacción continua, el calor de reacción hace que la temperatura aumente hasta 95 a 110oC, se desprende anhídrido carbónico, vapor de agua, compuestos volátiles de flúor. El material permanece en el depósito por un tiempo que va de 15 min. a varias horas.

El superfosfato formado se presenta como una masa seca y porosa, que contiene un porcentaje importante de ácido libre y trifosfato de calcio sin reaccionar.

ACIDO FOSFORICO POR VIA HUMEDA

V.7.1.-SOLUBILIZACIÓN DEL FOSFATO

El ácido fosfórico es producido industrialmente por dos procedimientos:

- Vía húmeda- Vía seca

El ácido producido por vía húmeda es barato, pero es impuro, se emplea preferentemente en la producción de fertilizantes y productos químicos de consumo no humano o animal.El ácido producido en hornos eléctricos es mas caro, pero es puro y en su producción puede emplearse minerales con bajo contenido de P2O5, se usa principalmente en la manufactura de reactivos, insumos para la industria alimenticia y productos de limpieza.