Παραγωγή Φωσφορικών Ενώσεων στα Λιπάσματα

Οι φωσφορικές ενώσεις στα λιπάσματα παράγονται από φωσφορικά ορυκτά (κυρίως από φθοριοαπατίτη Ca5(PO4)3F).
Στο παρελθόν,  φωσφορικά ορυκτά κατάλληλα λειοτριβιμένα χρησιμοποιήθηκαν κατευθείαν σαν λιπάσματα που παρείχαν φώσφορο (P) στους αγρούς. Γρήγορα όμως κρίθηκαν ως αναποτελεσματικά και καταργήθηκαν λόγω της χαμηλής περιεκτικότητάς τους σε φώσφορο, του μεγάλου κόστους μεταφοράς και της μικρής ωφέλειας που παρείχαν στα φυτά σε τέτοιες αραιές συγκεντρώσεις (περιείχαν περίπου 0,2% P κατά βάρος).
Τα φωσφορικά λιπάσματα που τα αντικατέστησαν παράγονται με την μέθοδο που παρουσιάζεται στο Σχήμα 1.
Η βιομηχανική παραγωγή των περισσοτέρων φωσφορικών λιπασμάτων συνδέεται με την παραγωγή φωσφορικού οξέος. Το φωσφορικό οξύ παράγεται με δύο τρόπους: i) την ξηρά μέθοδο και ii) την υγρή μέθοδο.
Στην ξηρά μέθοδο (ηλεκτροθερμική μέθοδο) τα φωσφορικά ορυκτά θερμαίνονται παρουσία άνθρακα (κώκ) και χαλαζία (SiO2) μέσα σε ηλεκτρικό φούρνο. Με την μέθοδο αυτή παράγεται αρχικά στοιχειακός λευκός φώσφορος (P4) και με κατάλληλη επεξεργασία καθαρό και γενικά ακριβότερο φωσφορικό οξύ (Η3PO4) που χρησιμοποιείται στην χημική βιομηχανία και στην βιομηχανία τροφίμων. Οι σχετικές αντιδράσεις είναι:

4Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C → 18CaSiO3  + 2CaF2 + 30 CO + 3P4   (1)

P4 + 5O2  → 2P2O5      (2)

P2O5 + 3 H2O → 2H3PO4    (3)

 Λιπάσματα που παράγονται με βάση αυτό το καθαρό φωσφορικό οξύ είναι ποιο ακριβά λόγω του μεγαλύτερου κόστους παραγωγής.
Η υγρή μέθοδος περιλαμβάνει επεξεργασία των φωσφορικών ορυκτών με φωσφορικό οξύ και θειικό ασβέστιο (CaSO4). Το φωσφορικό οξύ που παράγεται έχει χρώμα πράσινο ή μαύρο λόγω των προσμείξεων.
Τα φωσφορικά λιπάσματα που παράγονται και από τις δύο παραπάνω μεθόδους παραγωγής περιέχουν ως κύριο συστατικό το ορθοφωσφορικό οξύ που είναι η μορφή φωσφορικών που μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα φυτά.
Το φωσφορικό που παράγεται είτε από την ξηρά είτε από την υγρή μέθοδο συνήθως θερμαίνεται ώστε να απομακρυνθεί το νερό και μετατρέπεται σε υπερφωσφορικό οξύ. Η περιεκτικότητα του υπερφωσφορικού οξέος σε φωσφορικά κυμαίνεται από 72 έως 76%. Ο P στο υπερφωσφορικό οξύ βρίσκεται και στην μορφή των ορθοφωσφορικών και των πολυφωσφορικών. Τα φυτά μπορούν να προσλάβουν φωσφορικά μόνο στην μορφή των ορθοφωσφορικών αλλά δεν παρουσιάζεται πρόβλημα καθώς τα πολυφωσφορικά μετατρέπονται σε μονοφωσφορικά στο έδαφος.