إنتاج سماد السوبر فوسفات الأحادي من الصخور الفوسفاتية المحمصة وبالطريقة الجافة

Abstract

الخلاصة إن سماد السوبر فوسفات الأحادي (SSP) كان من أوائل الأسمدة التجارية التي أدت إلى تطور صناعة الغذاء النباتي ويحتوي (SSP) على عناصر كل من الفوسفور والكبريت والكالسيوم. يعتبر الفوسفور عنصر أساسي في تغذية النبات لدوره الرئيس في الفعاليات البيولوجية (الحيوية) مثل تحرير الطاقة وتكوين الدهون. أما الكبريت فانه يشارك في تكوين الأحماض الأمينية بينما يدخل الكالسيوم في تركيب جدران الخلايا ويساعد في تكوين بروتين النبات. يحضر سماد (SSP) من تفاعل الصخور الفوسفاتية الجافة والمطحونة بحجم حبيبي اقل من (80) مايكررون مع حامض الكبريتيك المركز وبنسبة مولية صخور فوسفاتية : حامض الكبريتيك،(1 : 1.1) ونسبة التحول إلى الجاهز تساوي (92.5)% نتائج التحليل الكيميائي لسماد (SSP) أظهرت احتوائه على: Water soluble P2O5 : 13.8 % Available P2O5 : 18.5 % Total P2O5 : 20 % SO4: 25.8 % Phosphogypsum : 30.5 % Product quantity: 140.5 g Efficiency after 2 days: 92.5 % المفتاح: Single Super Phosphate

المقدمة يعتبر سماد السوبر فوسفات الأحادي حتى عام 1955 م الأساس للأسمدة الفوسفاتية وله مميزات كثيرة منها إن عملية إنتاجه سهلة ويعتبر الخيار الأمثل للترب التي تحتاج إلى عنصري الفوسفور والكبريت. وينتج هذا السماد من تفاعل الصخور الفوسفاتية الجافة والمطحونة مع حامض الكبريتيك المركز ويحتوي هذا السماد على نسبة 20))% P2O5 وذلك اعتمادا على النسبة المولية CaO/P2O5 اذ أن زيادة هذه النسبة يتطلب كمية اكبر من حامض الكبريتيك والذي يؤدي بدوره إلى زيادة كمية الجبسم CaSO4 في المنتج النهائي مما يقلل من نسبة P2O5. يحدث التفاعل بين الصخور الفوسفاتية وحامض الكبريتيك على مرحلتين: 1- يتفاعل حامض الكبريتيك مع جزء من الصخور الفوسفاتية مكونا حامض الفوسفوريك وكبريتات الكالسيوم. 2- يتفاعل حامض الفوسفوريك المنتج في المرحلة الأولى مع الصخور الفوسفاتية وينتج عنه فوسفات الكالسيوم الأحادية (Ca(H2PO4)2). ويكون تفاعل المرحلة الأولى بسرعة بينما تفاعل المرحلة الثانية لعدة أيام بعد اكتمال العملية الإنتاجية وتسمى (Curing). زيادة درجة التحميض عادة ما ينتج عنه زيادة في نسبة خامس اوكسيد الفوسفور الجاهز المنتج وعلى شكل ذائب في الماء. كفاءة عملية التحميض تتأثر ظاهريا إلى مدى ما بالتأثير المرافق لتركيب الصخور الفوسفاتية وفعالياتها. تفاعل حامض الكبريتيك مع صخور fluorapatite باعث قوي للحرارة وتصل إلى (90) kcal/kg وزيادة درجة الحرارة عادة ما يصاحب زيادة سرعة التفاعل. التوازن المثالي بين تركيز الحامض وفعالية الصخور الفوسفاتية وكمية الرطوبة المناسبة يجب أن يحدد لكل نوع من الصخور. بصورة عامة فان تركيز الحامض المرغوب يتراوح بين (60 ــ 75 ) % لتحميض الصخور الأقل فعالية و (75 – 93) للصخور الاكثر فعالية. النتائج المختبرية توضح بان زمن الإبقاء على درجة حرارة (100 ــ (120 ˚م خلال التجفيف يجب أن لا يزيد على 30)) دقيقة للمحافظة على اقل فقدان للفوسفور الذائب في الماء.

الجزء العملي 1- تطحن الصخور الفوسفاتية المركزة لتمر من منخل (80) مايكرون. 2- يؤخذ وزن (100)غرام من الصخور الفوسفاتية الجافة نسبة P2O5 فيها (30)%. 3- تفاعل الصخور الفوسفاتية مع ((40 مل من حامض الكبريتيك تركيز 70) ــ 72) %. 4- تترك المواد المتفاعلة لمدة 48)) ساعة. 5- تجفف في فرن على درجة حرارة (60) ˚م. 6- يقدر وزن (SSP) المنتج ونسبة الفوسفوجبسم , P2O5 الكلي والذائب في الماء والذائب في سترات الامونيوم Ammonium Citrate والكبريتات SO4.

المناقشة والاستنتاج 1- إن نسبة المتحول من الفوسفور الكلي إلى الفوسفور الجاهز بعد يومين من التنضيج هي( %92.5) تعتبر جيدة مقارنة مع الصخور الفوسفاتية الأردنية (%95.3) والصخور الفوسفاتية الباكستانية (%94.7). 2- ان المحافظة على رطوبة المنتج بعد نهاية عملية الخلط تزيد من إمكانية استمرار التفاعل أثناء عملية التنضيج مما يرفع من نسبة الفوسفور الجاهز في المنتج النهائي. 3- طحن الصخور الفوسفاتية إلى حجم اقل من 80 مايكرون يزيد من المساحة السطحية الذي بدورها تزيد من عملية التلامس مع حامض الكبريتيك مما يزيد من سرعة التفاعل. 4- إن عملية إنتاج سماد السوبر فوسفات الأحادي (SSP) سهلة ولا تتطلب تقانات معقدة. 5- زيادة كمية حامض الكبريتيك المستخدم في التفاعل يرفع من نسبة الفوسفوجبسم المتكون مما يقلل من نسبة الفوسفور في المنتج النهائي.

References 1- U. S Department of Agriculture and Tennessee valley Authority. 1964 Superphosphat: Its History, Chemistry, and manufacture, U. S Government printing office, Washington D.C. 2- Muhammad Ishaque, Ishtiaq Ahmed. Single super phosphate manufacture from Kakul phosphate rock. Fertilizer Research 14: 173-180 (1987). 3- International Fertilizer Development center, 1986, Sulfuric Acid-Based partially Acidulated phosphate rock, its production, cost, and use.