Ekstraksi fosfor

The fosfor merupakan unsur yang sangat reaktif, sehingga perlu untuk menggunakan metode ekstraksi yang berbeda untuk mengekstrak itu dari senyawa yang aman. Kalsium fosfat digunakan sebagai bahan baku. Ada deposit besar senyawa ini di Florida tengah, atau di daerah seperti Sahara Maroko, atau pulau Nauru. Meskipun endapannya diketahui, asal mulanya tidak diketahui, tetapi diyakini bahwa hal itu mungkin karena interaksi antara kalsium karbonat yang ada di terumbu karang, dengan kotoran burung laut, yang kaya akan fosfat melalui perjalanan ratusan tahun.

Untuk mengolah batuan fosfat diperlukan energi listrik yang banyak , oleh karena itu bijih tersebut dikirim untuk diolah ke negara-negara yang memiliki energi listrik yang cukup dengan biaya yang murah. Konversi batu menjadi unsur dilakukan dalam tungku listrik yang sangat besar yang berisi elektroda karbon sekitar 60 ton. Dalam proses elektrotermal, tungku diisi dengan campuran bijih, pasir, dan kokas , di mana arus sekitar 500V (atau 180.000 A) diterapkan di antara elektrodanya. Pada suhu 1500ºC dalam tungku operasi, kalsium fosfat bereaksi dengan karbon monoksida untuk menghasilkan kalsium oksida, karbon dioksida dan tetrafosfat dalam bentuk gas:

2 Ca3 (PO4) 2 (s) + 10 CO (g) → 6 CaO (s) + 10 CO2 (g) + P4 (g)

Jadi, kokas mereduksi karbon dioksida menjadi monoksida:

CO2 (g) + C (s) → 2 CO (g) , saat menerapkan panas.

Sebagian gas digunakan lagi, tetapi sisanya keluar dari oven. Kalsium oksida yang bereaksi dengan silikon dioksida atau pasir, untuk menghasilkan kalsium silikat (juga dikenal sebagai terak):

CaO (s) + SiO2 (s) → CaSiO3 (l)

Karbon monoksida yang terlepas dibakar dan panas digunakan untuk mengeringkan bahan mentah:

2 CO (g) + O2 (g) → 2 CO2 (g)

Akhirnya, ketika gas tetrafosfat mengembun, kami memompanya ke menara yang akan disiram dengan air. Fosfor yang telah dicairkan dikumpulkan di bagian bawah menara tersebut, mengalir ke tangki di mana ia akan disimpan dan diakumulasikan. Sebuah kiln rata-rata akan menghasilkan sekitar 5 ton tetrafosfat per jam.

Bijih fosfat memiliki di antara komponennya, dua terutama pengotor. Yang pertama terdiri dari serangkaian jumlah yang sangat kecil dari fluorapatit (Ca5 (PO4) 3 F), yang bereaksi ketika mengalami suhu tinggi, menghasilkan silikon tetrafluorida, yang sangat beracun dan korosif. Polutan ini dihilangkan dari gas buang berkat perlakuan dengan larutan natrium karbonat. Proses tersebut akan menghasilkan natrium heksafluorosilikat (Na2SiF6), yang merupakan produk yang berguna secara komersial.
Pengotor kedua adalah besi (III) oksida, yang bereaksi dengan senyawa, tetrafosfat, menghasilkan pembentukan ferrofosfat, yang merupakan cairan berdensitas tinggi, yang diekstraksi dari bagian bawah tungku di bawah lapisan. terak cair yang terbentuk.

Ferrofosfat digunakan untuk membuat produk baja tertentu, seperti rem kereta api. Produk sampingan lain dari proses ini adalah terak, kalsium silikat, yang memiliki nilai kecil di luar kegunaannya untuk mengisi jalan.

Ini adalah proses yang sangat mahal, dan bukan hanya karena konsumsi energi yang jelas, tetapi juga karena massa total semua bahan yang terlibat di dalamnya.
Proses ini juga menghasilkan serangkaian polutan dalam debu, gas pembakaran, air dari menara pendingin, dan lumpur. Sebelumnya pabrik ekstraksi sangat buruk secara lingkungan, tetapi berkat perubahan besar dalam teknologi, pabrik baru yang lebih ramah lingkungan telah dibangun.

Permintaan dan kebutuhan fosfor menurun karena biaya tinggi yang terlibat, serta permintaan deterjen berbasis fosfat menurun, karena alasan ekologi. Namun, unsur fosfor masih lebih disukai untuk pembuatan senyawa fosfor murni yang berbeda, seperti insektisida, misalnya.

Scroll to Top