PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS I -...

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PROCESSOS QUMICOS INDUSTRIAIS I

FSFORO E CIDO FOSFRICO

FSFORO HISTRICO

O fsforo o primeiro elemento objeto de descoberta de que h registo histrico. Em 1669, um comerciante alemo de Hamburgo, chamado Henning Brand, alquimista, conseguiu obter fsforo elementar atravs da destilao da urina, tendo escrito uma carta a Leibniz para relatar a sua descoberta. bastante provvel que, j no sculo XII, os alquimistas rabes tenham obtido o elemento por este processo. No entanto, o respectivo crdito dado a Brand. O nome do fsforo tem origem grega e significa "possui brilho" devido sua propriedade de brilhar no escuro quando exposto ao ar (antigo nome do planeta Vnus).

FSFORO HISTRICO

Investigaes posteriores, levadas a cabo por experimentalistas contemporneos de Brand, revelaram que a adio de areia ou carvo urina ajudava a libertao do fsforo nela presente. Cerca de um sculo aps os originais trabalhos de Brand, descobriu-se que o fsforo um importante constituinte dos ossos, introduzindo-se ento um novo mtodo de produo industrial de fsforo. A reao dos ossos com cido ntrico ou cido sulfrico produz cido fosfrico que aquecido com carvo d fsforo elementar. Este foi o primeiro mtodo de produo comercial de fsforo.

FSFORO HISTRICO

Em finais do sculo XIX, James Readman desenvolveu o primeiro processo de produo do elemento com uma fornalha eltrica. Apesar de se terem feito muitos melhoramentos de design e operao das fornalhas eltricas, os princpios bsicos do mtodo de Readman para obter fsforo elementar mantm-se na tecnologia atual.

FSFORO ABUNDNCIA

Devido a sua reatividade, o fsforo no encontrado nativo na natureza, porm forma parte de numerosos minerais. A Apatita uma importante fonte de fsforo, existindo jazidas relevantes deste mineral em Marrocos, Rssia, EUA e em outros pases.

A forma alotrpica branca pode ser obtida de vrias maneiras. Uma delas a obteno do fosfato triclcico a partir das rochas. Aquecido em um forno a 1450C em presena de slica e carbono, o fosfato reduzido a fsforo, que se libera na forma de vapor.

2Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 +10 C 6CaSiO3 + 10 CO + P4

O fsforo branco obtido na forma de vapor ento

condensado em gua, evitando-se a presena de ar para que no inflame.

FSFORO PRECAUES

O fsforo branco extremamente venenoso - uma dose de 50 mg pode ser fatal - e muito inflamvel, por isso, deve ser armazenado submerso em gua. Em contato com a pele provoca queimaduras. A exposio contnua ao fsforo provoca a necrose da mandbula.

O fsforo vermelho se inflama espontaneamente em presena de ar e no txico, porm deve-se manuse-lo com cuidado, j que pode transformar-se em fsforo branco e produzir emisses de vapores txicos se aquecido.

FSFORO ROCHA FOSFTICA

So minerais constitudos por alguns compostos complexos de fsforo, como a fluropatita, CaF2.3Ca3(PO4)2.

Existem diversos processos para utilizao das rochas fosfticas, gerando diversoso produtos, principalmente fertilizantes.

FSFORO ROCHA FOSFTICA

Processo: Acidulao Matria-prima e reagentes: Rocha

fosftica, cido sulfrico, cido ntrico, cido fosfrico, cido clordrico, amnia, cloreto de potssio

Produtos principais: Superfosfato, cido fosfrico, , superfosfato tripo, fosfato de amnio, fosfato de potssio.

FSFORO ROCHA FOSFTICA

Processo: Reduo em forno eltrico Matria-prima e reagentes: Rocha

fosftica, silcio, coque, energia eltrica, gua para condensao

Produtos principais: Fsforo, cido fosfrico, superfosfato triplo, sais de Na, K, Ca e NH4, pentxido de fsforo e haletos de fsforo

FSFORO ROCHA FOSFTICA

Processo: Metafosfato de clcio Matria-prima e reagentes: Rocha

fosftica, fsforo, ar ou oxignio, combustvel

Produtos principais: Metafosfato de clcio CaF2.3Ca3(PO4)2 + 6P2O5 + 2HPO3 10Ca(PO3)2 + 2HF

FSFORO ROCHA FOSFTICA

Processo: Calcinao ou desfluorao Matria-prima e reagentes: Rocha

fosftica, gua ou vapor de gua, combustvel

Produtos principais: Fosfato desfluorado.

FSFORO ROCHA FOSFTICA

FSFORO ROCHA FOSFTICA

FSFORO SUPERFOSFATOS

So importantes fertilizantes. Mtodo de obteno: acidulao da rocha

fosftica. Reaes:

CaF2.3Ca3(PO4)2 + H2SO4 CaH4(PO4)2 + 2(CaSO4.2H2O)

CaH4(PO4)2 fosfato monoclcico CaSO4.2H2O gesso

FSFORO SUPERFOSFATOS

A fabricao do superfosfato envolve 4 etapas:

1. Preprao da rocha fosftica

2. Misturao com cido

3. Cura e secagem da lama graas ao trmino das reaes

4. Desmonte, moagem e ensacamento do produto acabado

FSFORO SUPERFOSFATOS

FSFORO SUPERFOSFATOS

SUPERFOSFATO TRIPLO Fertilizante que fornece o triplo de P2O5

solvel que o superfosfato. Reao:

CaF2.3Ca3(PO4)2 + 14H3PO4 10Ca(H2PO4)2 + 2HF

FSFORO SUPERFOSFATOS

FSFORO METAFOSFATO DE CLCIO

Fertilizante concentrado. muito insolvel e deve ser hidrolisado

para se tornar eficaz. Reao:

CaF2.3Ca3(PO4)2 + 6P2O5 +2HPO3 10Ca(PO3)2 + 2HF

FSFORO PURO Produzido pelo mtodo do forno eltrico. Reao:

CaF2.3Ca3(PO4)2 + 9SiO2 +15C CaF2 + 6P + 15CO

Ou, de forma mais simples:

2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C 6CaSiO3 + P4 + 10CO

FSFORO PURO

FSFORO PURO

FSFORO PURO

CIDO FOSFRICO Em pocas antigas, a maior parte do cido

fosfrico era obtida pela ao do cido sulfrico diludo, 50B (62% em peso) sobre rocha fosftica moda ou sobre ossos.

Esse mtodo foi suplantado pelo processo Dorr, a cido sulfrico concentrado, que leva produo de um cido concentrado barato. O equipamento deve ser revestido com chumbo, ou ao inox ou tijolo prova de cido. O cido obtido utilizado quase inteiramente na produo de fertilizantes, onde impurezas no tm importncia.

O cido fosfrico puro obtido a partir do fsforo elementa, no processo do forno eltrico.

CIDO FOSFRICO Reao:

CaF2.3Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 +6H2O 2H3PO4 + 3CaSO4.2H2O

CIDO FOSFRICO

CIDO FOSFRICO

CIDO FOSFRICO

CIDO FOSFRICO

ENXUGAMENTO DA TORTA

Filtro de bandeja basculante (a vcuo)