Pembuatan Asam Fosfat dari Batu Fosfat dan Asam Sulfat, (Pembuatan Asam Fosfat dari Batuan Fosfat)

Asam fosfat adalah bahan kimia perantara yang penting yang digunakan terutama dalam industri pupuk. Selain itu juga dalam bidang teknologi kimia yang lain. Dalam produksi pupuk, merupakan perantara antara biji fosfat dan produk akhir seperti ammonium fosfat, tripel superfosfat, campuran pupuk cair, dan beberapa tipe nitrat fosfat.

       Dalam bidang teknologi kimia yang lain, asam fosfat merupakan bahan perantara dalam pembuatan detergent, bahan kimia pengolah air, dan pelengkap makanan binatang. Meskipun yang digunakan untuk tujuan ini jumlahnya jauh lebih sedikit dari pada untuk pupuk fosfat.

      Banyak negara dengan kecepatan pertumbuhan penduduknya melebihi kapasitas produksi pangan asli negara bersangkutan. Meskipun untuk mengatasi kelaparan, dilakukan dengan mengimpor hasil-hasil pertanian, tetapi kelangsungan hidupnya akan tak terelakkan lagi tergantung atas jumlah yang besar pada pertumbuhan domestik untuk mencukupi kebutuhan dasar pangan. Hal ini juga untuk menjamin ketahanan nasional negara tersebut.

   Tidak ada negara di dunia dengan keadaan tanahnya yang kaya, yang akan terus menerus menyediakan pangan yang memadai untuk pertumbuhan populasi tanpa pupuk untuk melengkapi persediaan nutrient alaminya. Untuk menyediakan kebutuhan ini, fosfat adalah kebutuhan penting, sama dengan nutrient utama yang lain.

REAKSI KIMIA

      Reaksi antara batuan fosfat (fluorapatite) dengan asam sulfat  sebagai berikut :

Ca₁₀(PO₄)₆.F₂ + 10 H₂SO₄ + 20 H₂O  ===>  2 HF + 6 H₃PO₄ + 10 CaSO₄.2H₂O

(batuan fosfat)                                                       (asam fosfat)          (gipsum)

Batuan fosfat adalah senyawa kompleks, kandungan mineral yang prinsip yaitu flourapatite, yang mengandung calsium, fosfat, flouride dan elemen atau grup yang lain dan terikat bersama-sama di dalam latice kristal.

Jika batuan direaksikan dengan asam mineral yang kuat, maka latice kristal dipecah dan kandungan fosfat akan terlarut sebagai asam fosfat. 

           

URAIAN PROSES

        Batuan fosfat dari gudang di haluskan di dalam ballmill sebelum direaksikan dengan larutan asam sulfat. Reaksi ini dijalankan di dalam reaktor alir tangki berpengaduk. Hasil reaksi yang berupa latutan asam fosfat dan  padatan gipsum dipisahkan di filter. Gipsum sebgai hasil samping disimpan di gudang, filtrat yang mengandung asam sulfat dipekatkan di evaporator sampai konsentrasi asam fosfat menjadi 75 %, dan cairan hasil pencucian cake di recycle ke reaktor. 

  

DATA UNTUK REAKTOR

Jenis: Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB / CSTR)

·      Kondisi operasi

                   Suhu                   :  75°C

                   Tekanan              :  1 atm

                   Sifat reaksi          :  eksotermis

                   Kondisi proses    :  isothermal, non adiabatis

·      Kinetika reaksi

               

           Kecepatan reaksi :

                     (-rA) = k1.CA - k2.CB

      
           dengan :

r_A        = kecepatan reaksi,  kmol/j.m³

k₁        = konstanta kec. reaksi ke kanan, 1/jam

         = 2.2404 1/jam

k₂        = konstanta kec. reaksi ke kiri,     1/jam

         = 0.0084 1/jam

C_A      = konsentrasi CaF2.3Ca3(PO4)2,   kmol/m³

C_B      = konsentrasi H₂PO₄,                  kmol/m³

            Harga konstanta kecepatan reaksi di atas dihitung berdasarkan data yang berasal dari literatur. 

Data US Patent untuk pembuatan Asam Fosfat dari Batuan fosfat adalah United States Patent No 4108957,  22 Agustus 1978 dengan label Method for manufacture of phosphoric acid from phosphate rock.

Download United States Patent 4108957

(http://simoehch.blogspot.com/2012/12/judul-skripsi-manufacture-of-phosphoric.html)