4 - Fosforo e Acido Fosforico

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PROCESSOS QUPROCESSOS QUÍÍMICOS MICOS 
INDUSTRIAIS IINDUSTRIAIS I
FFÓÓSFORO E SFORO E ÁÁCIDO CIDO 
FOSFFOSFÓÓRICORICO
FFÓÓSFOROSFORO
HISTHISTÓÓRICORICO
•• O fO fóósforo sforo éé o primeiro elemento objeto de o primeiro elemento objeto de 
descoberta de que hdescoberta de que háá registoregisto histhistóórico. Em rico. Em 
1669, um comerciante alemão de Hamburgo, 1669, um comerciante alemão de Hamburgo, 
chamado chamado HenningHenning BrandBrand, alquimista, , alquimista, 
conseguiu obter fconseguiu obter fóósforo elementar atravsforo elementar atravéés da s da 
destiladestilaçção da urina, tendo escrito uma carta a ão da urina, tendo escrito uma carta a 
Leibniz para relatar a sua descoberta. Leibniz para relatar a sua descoberta. ÉÉ
bastante provbastante prováável que, jvel que, jáá no sno sééculo XII, os culo XII, os 
alquimistas alquimistas áárabes tenham obtido o elemento rabes tenham obtido o elemento 
por este processo. No entanto, o respectivo por este processo. No entanto, o respectivo 
crcréédito dito éé dado a dado a BrandBrand. O nome do f. O nome do fóósforo tem sforo tem 
origem grega e significa "possui brilho" origem grega e significa "possui brilho" 
devido devido àà sua propriedade de brilhar no escuro sua propriedade de brilhar no escuro 
quando exposto ao ar (antigo nome do planeta quando exposto ao ar (antigo nome do planeta 
Vênus). Vênus). 
FFÓÓSFOROSFORO
HISTHISTÓÓRICORICO
•• InvestigaInvestigaçções posteriores, levadas a cabo por ões posteriores, levadas a cabo por 
experimentalistasexperimentalistas contemporâneos de contemporâneos de BrandBrand, , 
revelaram que a adirevelaram que a adiçção de areia ou carvão ão de areia ou carvão àà
urina ajudava a libertaurina ajudava a libertaçção do fão do fóósforo nela sforo nela 
presente. Cerca de um spresente. Cerca de um sééculo apculo apóós os s os 
originais trabalhos de originais trabalhos de BrandBrand, descobriu, descobriu--se que se que 
o fo fóósforo sforo éé um importante constituinte dos um importante constituinte dos 
ossos, introduzindoossos, introduzindo--se então um novo mse então um novo méétodo todo 
de produde produçção industrial de fão industrial de fóósforo. A reasforo. A reaçção ão 
dos ossos com dos ossos com áácido ncido níítrico ou trico ou áácido sulfcido sulfúúrico rico 
produz produz áácido fosfcido fosfóórico que aquecido com rico que aquecido com 
carvão dcarvão dáá ffóósforo elementar. Este foi o sforo elementar. Este foi o 
primeiro mprimeiro méétodo de produtodo de produçção comercial de ão comercial de 
ffóósforo. sforo. 
FFÓÓSFOROSFORO
HISTHISTÓÓRICORICO
•• Em finais do sEm finais do sééculo XIX, James culo XIX, James 
ReadmanReadman desenvolveu o primeiro desenvolveu o primeiro 
processo de produprocesso de produçção do elemento com ão do elemento com 
uma fornalha eluma fornalha eléétrica. Apesar de se trica. Apesar de se 
terem feito muitos melhoramentos de terem feito muitos melhoramentos de 
design e operadesign e operaçção das fornalhas ão das fornalhas 
eleléétricas, os princtricas, os princíípios bpios báásicos do sicos do 
mméétodo de todo de ReadmanReadman para obter fpara obter fóósforo sforo 
elementar mantêmelementar mantêm--se na tecnologia se na tecnologia 
atual. atual. 
FFÓÓSFOROSFORO
ABUNDÂNCIAABUNDÂNCIA
•• Devido a sua reatividade, o fDevido a sua reatividade, o fóósforo não sforo não éé encontrado encontrado 
nativo na natureza, pornativo na natureza, poréém forma parte de numerosos m forma parte de numerosos 
minerais. A minerais. A ApatitaApatita éé uma importante fonte de fuma importante fonte de fóósforo, sforo, 
existindo jazidas relevantes deste mineral em existindo jazidas relevantes deste mineral em 
Marrocos, RMarrocos, Rúússia, EUA e em outros passia, EUA e em outros paííses.ses.
•• A forma alotrA forma alotróópica branca pode ser obtida de vpica branca pode ser obtida de váárias rias 
maneiras. Uma delas maneiras. Uma delas éé a obtena obtençção do fosfato ão do fosfato trictricáálcicolcico
a partir das rochas. Aquecido em um forno a 1450a partir das rochas. Aquecido em um forno a 1450°°C em C em 
presenpresençça de sa de síílica e carbono, o fosfato lica e carbono, o fosfato éé reduzido a reduzido a 
ffóósforo, que se libera na forma de vapor.sforo, que se libera na forma de vapor.
2Ca2Ca33((POPO44))22 + 6 + 6 SiOSiO22 +10 C +10 C →→ 6CaSiO6CaSiO33 + 10 CO + + 10 CO + PP44
•• O fO fóósforo branco obtido na forma de vapor sforo branco obtido na forma de vapor éé então então 
condensado em condensado em áágua, evitandogua, evitando--se a presense a presençça de ar a de ar 
para que não inflamepara que não inflame..
FFÓÓSFOROSFORO
PRECAUPRECAUÇÇÕESÕES
•• O fO fóósforo branco sforo branco éé extremamente venenoso extremamente venenoso --
uma dose de 50 mg pode ser fatal uma dose de 50 mg pode ser fatal -- e muito e muito 
inflaminflamáável, por isso, deve ser armazenado vel, por isso, deve ser armazenado 
submerso em submerso em áágua. Em contato com a pele gua. Em contato com a pele 
provoca queimaduras. A exposiprovoca queimaduras. A exposiçção contão contíínua nua 
ao fao fóósforo provoca a necrose da mandsforo provoca a necrose da mandííbula.bula.
•• O fO fóósforo vermelho se inflama sforo vermelho se inflama 
espontaneamente em presenespontaneamente em presençça de ar e não a de ar e não éé
ttóóxico, porxico, poréém devem deve--se manusese manuseáá--lo com lo com 
cuidado, jcuidado, jáá que pode transformarque pode transformar--se em se em 
ffóósforo branco e produzir emissões de vapores sforo branco e produzir emissões de vapores 
ttóóxicos se aquecido.xicos se aquecido.
FFÓÓSFOROSFORO
ROCHA FOSFROCHA FOSFÁÁTICATICA
•• São minerais constituSão minerais constituíídos por alguns dos por alguns 
compostos complexos de fcompostos complexos de fóósforo, como sforo, como 
a a fluoropatitafluoropatita, , CaFCaF22.3Ca.3Ca33((POPO44))22..
•• Existem diversos processos para Existem diversos processos para 
utilizautilizaçção das rochas fosfão das rochas fosfááticas, ticas, 
gerando diversos produtos, gerando diversos produtos, 
principalmente fertilizantes.principalmente fertilizantes.
FFÓÓSFOROSFORO
ROCHA FOSFROCHA FOSFÁÁTICATICA
Mina da Serrana em Mina da Serrana em CajatiCajati -- SP, de onde se extrai SP, de onde se extrai 
rocha fosfrocha fosfáática tica íígneagnea
FFÓÓSFOROSFORO
ROCHA FOSFROCHA FOSFÁÁTICATICA
Processo: AcidulaProcesso: Acidulaççãoão
•• MatMatéériaria--prima e reagentes: Rocha prima e reagentes: Rocha 
fosffosfáática, tica, áácido sulfcido sulfúúrico, rico, áácido ncido níítrico, trico, 
áácido fosfcido fosfóórico, rico, áácido clorcido cloríídrico, drico, 
amônia, cloreto de potamônia, cloreto de potáássiossio
•• Produtos principais: Produtos principais: SuperfosfatoSuperfosfato, , áácido cido 
fosffosfóórico, , rico, , superfosfatosuperfosfato tripotripo, fosfato , fosfato 
de amônio, fosfato de potde amônio, fosfato de potáássio.ssio.
FFÓÓSFOROSFORO
ROCHA FOSFROCHA FOSFÁÁTICATICA
Processo: ReduProcesso: Reduçção em forno elão em forno eléétricotrico
•• MatMatéériaria--prima e reagentes: Rocha prima e reagentes: Rocha 
fosffosfáática, siltica, silíício, coque, energia cio, coque, energia 
eleléétrica, trica, áágua para condensagua para condensaççãoão
•• Produtos principais: FProdutos principais: Fóósforo, sforo, áácido cido 
fosffosfóórico, rico, superfosfatosuperfosfato triplo, sais de triplo, sais de 
Na, K, Na, K, CaCa e e NHNH44, , pentpentóóxidoxido de fde fóósforo e sforo e 
haletoshaletos de fde fóósforosforo
FFÓÓSFOROSFORO
ROCHA FOSFROCHA FOSFÁÁTICATICA
Processo: Processo: MetafosfatoMetafosfato de cde cáálciolcio
•• MatMatéériaria--prima e reagentes: Rocha prima e reagentes: Rocha 
fosffosfáática, ftica, fóósforo, ar ou oxigênio, sforo, ar ou oxigênio, 
combustcombustíívelvel
•• Produtos principais: Produtos principais: MetafosfatoMetafosfato de de 
ccáálciolcioCaFCaF22.3Ca.3Ca33((POPO44))2 2 + 6P+ 6P22OO55 + 2HPO+ 2HPO33 �������� 10Ca(10Ca(POPO33))22 + 2HF+ 2HF
FFÓÓSFOROSFORO
ROCHA FOSFROCHA FOSFÁÁTICATICA
Processo: CalcinaProcesso: Calcinaçção ou ão ou desfluoradesfluoraççãoão
•• MatMatéériaria--prima e reagentes: Rocha prima e reagentes: Rocha 
fosffosfáática, tica, áágua ou vapor de gua ou vapor de áágua, gua, 
combustcombustíívelvel
•• Produtos principais: Fosfato Produtos principais: Fosfato 
desfluoradodesfluorado..
FFÓÓSFOROSFORO
ROCHA FOSFROCHA FOSFÁÁTICATICA
FFÓÓSFOROSFORO
ROCHA FOSFROCHA FOSFÁÁTICATICA
FFÓÓSFOROSFORO
ROCHA FOSFROCHA FOSFÁÁTICATICA
PROCESSO DE TRATAMENTO PROCESSO DE TRATAMENTO 
DE ROCHA FOSFDE ROCHA FOSFÁÁTICATICA
Processo utilizado pela empresa Serrana e descrito no Processo utilizado pela empresa Serrana e descrito no sitesite::
http://www.serrana.com.http://www.serrana.com.br/nutricaoanimal/processodeproducaobr/nutricaoanimal/processodeproducao..aspasp
MineraMineraçção: desmonte da rocha fosfão: desmonte da rocha fosfáática (apatita) com explosivostica (apatita) com explosivos
PROCESSO DE TRATAMENTO PROCESSO DE TRATAMENTO 
DE ROCHA FOSFDE ROCHA FOSFÁÁTICATICA
Processo utilizado pela empresa Serrana e descrito no Processo utilizado pela empresa Serrana e descrito no sitesite::
http://www.serrana.com.http://www.serrana.com.br/nutricaoanimal/processodeproducaobr/nutricaoanimal/processodeproducao..aspasp
BritagemBritagem primprimáária, desmagnetizaria, desmagnetizaçção e ão e flotaflotaççãoão
PROCESSO DE TRATAMENTO PROCESSO DE TRATAMENTO 
DE ROCHA FOSFDE ROCHA FOSFÁÁTICATICA
Processo utilizado pela empresa Serrana e descrito no Processo utilizado pela empresa Serrana e descrito no sitesite::
http://www.serrana.com.http://www.serrana.com.br/nutricaoanimal/processodeproducaobr/nutricaoanimal/processodeproducao..aspasp
Cura e secagemCura e secagem
PROCESSO DE TRATAMENTO PROCESSO DE TRATAMENTO 
DE ROCHA FOSFDE ROCHA FOSFÁÁTICATICA
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Ensacamento e expediEnsacamento e expediççãoão
FFÓÓSFOROSFORO
SUPERFOSFATOSSUPERFOSFATOS
•• São importantes fertilizantes.São importantes fertilizantes.
•• MMéétodo de obtentodo de obtençção: ão: 
acidulaacidulaçção da rocha fosfão da rocha fosfáática.tica.
•• ReaReaçções:ões:
CaFCaF22.3Ca.3Ca33((POPO44))2 2 + + HH22SOSO44 �������� CaHCaH44((POPO44))22 + 2(+ 2(CaSOCaSO44.2H.2H22O)O)
•• CaHCaH44((POPO44))22�������� fosfato fosfato monocmonocáálcicolcico
•• CaSOCaSO44.2H.2H22O O �������� gessogesso
FFÓÓSFOROSFORO
SUPERFOSFATOSSUPERFOSFATOS
•• A fabricaA fabricaçção do ão do superfosfatosuperfosfato envolve 4 envolve 4 
etapas:etapas:
1.1. PrepraPrepraççãoão da rocha fosfda rocha fosfááticatica
2.2. MisturaMisturaççãoão com com áácidocido
3.3. Cura e secagem da lama graCura e secagem da lama graçças ao as ao 
ttéérmino das rearmino das reaççõesões
4.4. Desmonte, moagem e ensacamento do Desmonte, moagem e ensacamento do 
produto acabadoproduto acabado
FFÓÓSFOROSFORO
SUPERFOSFATOSSUPERFOSFATOS
FFÓÓSFOROSFORO
SUPERFOSFATOSSUPERFOSFATOS
•• SUPERFOSFATO TRIPLOSUPERFOSFATO TRIPLO
•• Fertilizante que fornece o triplo de Fertilizante que fornece o triplo de PP22OO55
solsolúúvel que o vel que o superfosfatosuperfosfato..
•• ReaReaçção:ão:
CaFCaF22.3Ca.3Ca33((POPO44))2 2 + 14H+ 14H33POPO44 �������� 10Ca(10Ca(HH22POPO44))22 + 2HF+ 2HF
FFÓÓSFOROSFORO
SUPERFOSFATOSSUPERFOSFATOS
FFÓÓSFOROSFORO
METAFOSFATO DE CMETAFOSFATO DE CÁÁLCIOLCIO
•• Fertilizante concentrado.Fertilizante concentrado.
•• ÉÉ muito insolmuito insolúúvel e deve ser hidrolisado vel e deve ser hidrolisado 
para se tornar eficaz.para se tornar eficaz.
•• ReaReaçção:ão:
CaFCaF22.3Ca.3Ca33((POPO44))2 2 + 6P+ 6P22OO55 +2HPO+2HPO33 �������� 10Ca(10Ca(POPO33))22 + 2HF+ 2HF
FFÓÓSFORO PUROSFORO PURO
•• Produzido pelo mProduzido pelo méétodo do forno todo do forno 
eleléétrico.trico.
•• ReaReaçção:ão:
CaFCaF22.3Ca.3Ca33((POPO44))2 2 + 9SiO+ 9SiO22 +15C +15C �������� CaFCaF22 + 6P + 15CO+ 6P + 15CO
Ou, de forma mais simples:Ou, de forma mais simples:
2Ca2Ca33((POPO44))22 + 6SiO+ 6SiO22 + 10C + 10C �������� 6CaSiO6CaSiO33 + + PP44 + 10CO+ 10CO
FFÓÓSFORO PUROSFORO PURO FFÓÓSFORO PUROSFORO PURO
FFÓÓSFORO PUROSFORO PURO ÁÁCIDO FOSFCIDO FOSFÓÓRICORICO
•• Em Em éépocas antigas, a maior parte do pocas antigas, a maior parte do áácido cido 
fosffosfóórico era obtida pela arico era obtida pela açção do ão do áácido cido 
sulfsulfúúrico dilurico diluíído, 50do, 50ººBBéé (62% em peso) sobre (62% em peso) sobre 
rocha fosfrocha fosfáática motica moíída ou sobre ossos.da ou sobre ossos.
•• Esse mEsse méétodo foi suplantado pelo processo todo foi suplantado pelo processo 
DorrDorr, a , a áácido sulfcido sulfúúrico concentrado, que leva rico concentrado, que leva àà
produproduçção de um ão de um áácido concentrado barato. O cido concentrado barato. O 
equipamento deve ser revestido com chumbo, equipamento deve ser revestido com chumbo, 
ou aou açço inox ou tijolo o inox ou tijolo àà prova de prova de áácido. O cido. O áácido cido 
obtido obtido éé utilizado quase inteiramente na utilizado quase inteiramente na 
produproduçção de fertilizantes, onde impurezas não ão de fertilizantes, onde impurezas não 
têm importância.têm importância.
•• O O áácido fosfcido fosfóórico puro rico puro éé obtido a partir do obtido a partir do 
ffóósforo sforo elementaelementa, no processo do forno , no processo do forno 
eleléétrico.trico.
ÁÁCIDO FOSFCIDO FOSFÓÓRICORICO
•• ReaReaçção:ão:
CaFCaF22.3Ca.3Ca33((POPO44))2 2 + 3H+ 3H22SOSO44 +6H+6H22O O ��������
2H2H33POPO44 + 3CaSO+ 3CaSO44.2H.2H22OO
ÁÁCIDO FOSFCIDO FOSFÓÓRICORICO
ÁÁCIDO FOSFCIDO FOSFÓÓRICORICO ÁÁCIDO FOSFCIDO FOSFÓÓRICORICO
ÁÁCIDO FOSFCIDO FOSFÓÓRICORICO
ENXUGAMENTO 
DA TORTA
Filtro de bandeja basculante (a vFiltro de bandeja basculante (a váácuo)cuo)
Planta de Planta de ÁÁcido Fosfcido Fosfóóricorico
na empresa Serrana.na empresa Serrana.
ÁÁCIDO FOSFCIDO FOSFÓÓRICORICO