طرح توجیهی مطالعات امکان سنجی مقدماتی طرح تولید تری کلسیم فسفات

خلاصه طرح 

معرفی محصول

·  مقدمه

املاح فسفاتی اغلب عناصر شناخته شده در طبیعت شناسائی شده اند. املاحی که جنبه تجاری بیشتری دارند شامل فسفاتهای فلزات قلیائی، قلیائی خاکی، فلزات سنگین و نمک های فسفاتی آمونیوم می باشند.

فسفات سدیم و پس از آن املاح فسفات کلسیم، آمونیوم و پتاسیم با توجه به دامنه کاربردی وسیع آنها مهمترین این نمکها محسوب میگردند. فسفات های سدیم شامل مونو سدیم فسفات، دی سدیم فسفات و تری سدیم فسفات است.

عمده ترین کاربرد مونو سدیم فسفات استفاده از آن بعنوان یک اسید جامد محلول در آب و یک ماده تمیز کننده اسیدی است.

بالاترین مصرف و تنها کاربرد دی سدیم فسفات، استفاده از آن بعنوان مایه (Emulsifier) در تولید پنیر پاستوریزه میباشد. این ماده در تولید محصولات گوشتی، نشاسته و شیر خشک، همچنین در صنایع سرامیک، لعاب کاری، چرمسازی، پارچه بافی، رنگ سازی و شوینده ها به مصرف میرسد.

تری سدیم فسفات، نمکی است به شدت قلیائی که از آن بعنوان تمیز کننده ای بسیار قوی و برطرف کننده رنگ استفاده میگردد.

کمپلکس هیپوکلریت– تری سدیم فسفات، بعد از سدیم تری پلی فسفات بین تمام املاح فسفاتی بیشترین حجم کاربرد را بخود اختصاص می دهد.

املاح فسفاتی پتاسیم شامل مونو پتاسیم فسفات، دی پتاسیم فسفات و تری پتاسیم فسفات می باشند. این نمکها کمترین کاربرد نمکهای فسفاتی را بخود اختصاص داده اند.

مونو پتاسیم فسفات در صنعت بعنوان پیزو الکتریک در صنایع صوتی و الکترونیکی کاربرد دارد. همچنین در صنایع کاغذسازی بعنوان مخمر بکار می رود.

دی پتاسیم فسفات در صنعت ضد یخ سازی مورد استفاده قرار میگیرد.

نمک های فسفات کلسیم بعد از املاح فسفاتی سدیم، پرمصرف ترین املاح فسفاتی را تشکیل میدهند.

از مونو کلسیم فسفات، به عنوان مایه خمیر در نان پزی و کیک پزی استفاده میگردد، همچنین در تهیه قرصهای جوشان و نیز صنایع سرامیک کاربرد دارد.

مهمترین مصرف دی کلسیم فسفات، کاربرد آن بعنوان مکمل خوراک دام و طیور میباشد. دی کلسیم فسفات در ساختن خمیر دندان نیز بکار میرود. دیگر موارد مصرف دی کلسیم فسفات استفاده از آن به عنوان مخمر و نیز کاربرد آن در صنایع شیشه سازی، پلاستیک سازی و داروسازی است.

تری کلسیم فسفات، نمکی است که از آن به عنوان خشک کننده و رطوبت گیر موادی نظیر شکر و نمک استفاده میشود. همچنین بعنوان سفید کننده و براق کننده در صنایع سرامیک بکار میرود.

آلومینیوم فسفات اسید (Aliminum Acid phosphate) پلیمرهای پیچیدهای را تشکیل میدهد و بعنوان ماده سفت کننده در سیمان و نسوزها بکار می رود. آلومینیوم فسفات بشدت نامحلول و سخت و واکنش ناپذیر و مقاوم در برابر حرارت میباشد. نقطه ذوب آن ۰۰۸۱ درجه سانتیگراد میباشد و بعنوان ماده ای نسوز بکار می رود. مونو آلومینیوم فسفات در ساختن ترانسفورماتور بکار گرفته میشود.

نمک فسفات بر BPO4 دارای کاربردی محدود بوده و فقط بعنوان کاتالیست در سرامیک و نسوز بکار میرود.

نمک فسفات آهن دارای کاربردی محدود در تولید شیشه هایی با کاربرد ویژه میباشد.

نمک های فسفات فلزات سنگین در آب به شدت نامحلول بوده و کاربرد تجاری آنها بسیار محدود است.

فسفات روی Zn3 (PO4)2 در ساختن سیمان دندانسازی بصورت ماده اولیه اصلی بکار میرود.

فسفات کروم در صنایع فلزی و جهت افزایش مقاومت فلزات در مقابل خورندگی بکار میرود.

فسفات کبالت به عنوان رنگدانه (پیگمنت) در صنایع رنگ و سرامیک مورد استفاده دارد.

فسفات مس، در صنایع حشره کش مصرف می گردد.

فسفات جیوه و سرب، در شیشه سازی و جهت ساختن شیشه های مخصوص بکار می روند.

ترکیبات فسفر و کلسیم که در ساختن استخوان و رشد آن و نیز شیرسازی ضروری می باشند، بعنوان مکمل غذای حیوانات استفاده میشوند. تا قبل از ۰۴۹۱ انواع ترکیبات طبیعی یا آلی از جمله گوشت، استخوان و پودر آن، خوراک ماهی و سنگ فسفات خام نیازهای فوق را مرتفع می ساختند. لکن کمبود منابع طبیعی کلسیم و فسفر و افزایش روزافزون تقاضا برای غذای حیوانات انگیزه ابداع و تهیه مواد غذایی مصنوعی گردید.

از آنجا که مقدار فلوئور موجود در سنگهای فسفاتی در حد مسمومیت زایی بالا بود، ابداع روشهای اقتصادی حذف فلوئور از سنگ فسفات و اسید فسفریک گام مهمی در پیشرفت این صنعت بحساب می آمد .مقدار فلوئور موجود در غذاهای فسفردار می بایست از PPM ۰۰۰۲ بیشتر نباشد. دی کلسیم فسفات DCP) 18

تا ۲۱ درصد P و ۴۲ تا ۹۲ درصد .(Ca منو کلسیم فسفات MCP) 22 تا ۴۲ درصد P و ۲۱ تا ۸۱ درصد (Ca و فسفات فلوئور زدایی شده phosphate Defluorinated: DFP) 18 تا ۰۲ درصد فسفر، ۱۳ تا

۴۳ درصد کلسیم) سه جزﺀ اصلی مواد غذایی فسفردار میباشند.

قبل از بحران انرﮊی در سال ۳۷۹۱ بیشتر غذاهای حیوانات با استفاده از اسید فسفریک حرارتی (Thermal process)که بسیار خالص است تهیه میشد. اما با افزایش قیمت انرﮊی، استفاده از اسید فسفریک مرطوب

(Wet Process) بهمراه فرآیندهای خالص سازی که فلوئور، ارسنیک و فلزات سنگین را از آن می زداید، از نظر اقتصادی بیشتر مقرون به صرفه گردید.DCP از طریق اسیدی کردن (Acidulation) منبع خالص و ارزانی از کلسیم مثل آهک، بوسیله اسید فسفریک خالص تهیه میگردد. گاهی نیز DCP بعنوان محصول فرعی هنگام ساختن ﮊلاتین از استخوان بدست میآید.

MCP ماده غذایی غنی از فسفر میباشد که موارد استفاده خاصی دارد این ماده از طریق اسیدی کردن

DCP و )TCPفسفات تری کلسیم) با اسید فسفریک خالص بدست می آید. MCP سهم کوچکی در بازارهای اروپایی دارد. اما در آمریکا بندرت استفاده میشود. DFP حدود یک سوم بازار مواد غذایی فسفردار امریکا را بخود اختصاص میدهد، اما در اروپا به این وسعت استفاده نمی شود. این ماده از طریق کلسینه کردن فسفات تهیه شده و نسبت فلوئور به فسفر آن بیش از DCP و MCP میباشد.

مصرف اصلی DFP در تغذیه ماکیان و حیوانات کوچکی است که مقادیر فلوئور بیشتری را می توانند تحمل کنند. سنگ فسفات خام نیز با محتوای فلوئور کم، بعنوان مکمل غذایی مورد استفاده قرار میگیرد.

·  معرفی تری کلسیم فسفات

تری کلسیم فسفات عبارت است از مخلوط متغیری از فسفات کلسیم که ترکیب آن تقریبا برابر است با

10CaO, 3P2O5.H2O و بطور اساسی مرکب از تری کلسیم دی ارتو فسفات Ca3(PO4)2 همراه با

فسفاتهای کلسیم با خاصیت اسیدیتر یا قلیائیتر میباشد. تری کلسیم فسفات به صورت گرد سفید بدون مزه و پایدار در هوا میباشد. در الکل نا محلول است. در آب تقریبا نامحلول است ولی در اسیدهای رقیق کلریدریک یا نیتریک به آسانی حل میشود.