FÓSFORO: história e aplicação

HISTÓRICO

Em 1669, o fósforo foi isolado pela primeira vez pelo alquimista alemão Henning Brandt, ao evaporar grandes quantidades de urina humana, sendo o primeiro elemento químico objeto de descoberta de que há registro histórico. Cem anos mais tarde o químico sueco Gahn identificou fósforo nos ossos e dez anos depois em minerais. Em 1840 o químico alemão Justus Von Liebig formulou a base científica para produção do ácido fosfórico. Mais tarde, na Inglaterra, foi patenteado um processo de acidulação o qual originou o superfosfato.

Devido a sua reatividade, o fósforo não é encontrado livre na natureza, ocorre frequentemente em estruturas cristalinas hexagonais entre outras. O ânion PO43- combina-se com mais de vinte elementos químicos para formar minerais fosfatados, sendo que nestes minerais pode haver um grande número e variedade de substituições entre íons similares, por exemplo, temperaturas elevadas podem substituir fosfatos por silicatos. Desta forma, não é simples estabelecer uma única fórmula satisfatória para muitos dos minerais fosfatados.

O fósforo, elemento químico essencial à vida, apresenta-se heterogeneamente distribuído na crosta terrestre, em concentração de aproximadamente 0,12%. Estima-se que as reservas minerais são 80% de origem sedimentar. As reservas ígneas são mais raras, mas são importante fontes de fósforo para países como o Brasil. Nos jazimentos sedimentares predominam as apatitas do tipo francolita, carbonatoapatita e fluorapatita, enquanto nos jazimentos ígneos a fluorapatita, hidroxiapatita e cloroapatita prevalecem. As reservas brasileiras, em sua maioria, são constituídas por misturas entre fluorapatita e hidroxiapatita.

PRODUÇÃO DO ÁCIDO FOSFÓRICO

Na transformação das rochas fosfáticas até os produtos industrializados e a consequente aplicação, o fósforo segue vários caminhos em função da reatividade do minério, da composição química, da distribuição geográfica das jazidas e centros consumidores, dos produtos fabricados, do processo industrial, dos subprodutos que são associados a agentes causadores de impactos ambientais.

Inicialmente se processa o desmonte da mina, quando o material é friável (Tapira, Catalão) um processo de escavação geralmente é suficiente, já com minério menos friável (Cajati) o desmonte sempre é realizado com auxílio de explosivos. Após desmonte, são necessárias etapas de cominuição e minérios com baixo teor de fósforo necessitam passar por processos de concentração, como a flotação e a desmagnetização, para posterior fabricação do ácido fosfórico.

Na indústria, o ácido fosfórico pode ser produzido por três métodos, a via úmida, a via seca (térmica) e o processo Kiln. A via úmida é a rota preferencial para obtenção do ácido fosfórico, que utiliza predominantemente ácido sulfúrico. No entanto, os ácidos clorídrico e nítrico podem ser utilizados neste processo também.

Ácido fosfórico ou ácido ortofosfórico é um composto químico de fórmula molecular H3PO4, sendo classificado, dentre os ácidos minerais, como um ácido fraco, oxiácido derivado do anidrido fosfórico (P2O5). É o mais importante dos ácidos derivados do fósforo.

As moléculas do ácido ortofosfórico podem combinar-se entre si formando uma variedade de compostos, aos quais nos referimos genericamente como ácidos fosfóricos. A maioria das pessoas e químicos refere-se ao ácido ortofosfórico simplesmente como ácido fosfórico, nome este encontrado na International Union of Pure and Applied Chemistry, (IUPAC) para este composto. O prefixo orto é usado para distinguir o ácido dos outros ácidos fosfóricos, chamados polifosfóricos e metafosfóricos.

PRINCIPAIS APLICAÇÕES

De acordo com as características litológicas das jazidas fosfáticas, os ácidos fosfóricos carregam características químicas e físicas peculiares, como a presença de contaminantes indesejáveis, reatividade, coloração, matéria orgânica, entre outras. Dependendo da aplicação, a produção do ácido fosfórico pode necessitar de etapas posteriores de purificação e equilíbrio.

Destacam-se as principais aplicações para o ácido fosfórico:


• Indústria de fertilizantes
• Indústria de fosfatos na produção de sal mineral e rações
• Indústria de sucos e bebidas
• Usina de açúcar e chocolate
• Indústria farmacêutica e odontologia
• Indústria de cerâmicas e vidros
• Indústria de cosméticos
• Formulação de detergentes
• Polimento de metais
• Decapante, etc.

Em nutrição animal, o fósforo ajuda a manter o equilíbrio osmótico e ácido, e desempenha um papel vital em uma série de funções metabólicas, incluindo a utilização de energia e transferência através de AMP, ADP e ATP, com implicações para a glicogênese, o transporte de ácidos graxos, aminoácidos e síntese protéica e da atividade da bomba sódio/potássio (Na + / K). Em ruminantes, a maior dependente de fósforo é a microflora ruminal. A síntese de proteína microbiana pode ser prejudicada em ambientes com baixo teor deste mineral.

Para que haja absorção do fósforo, necessita-se que este mineral esteja na forma aniônica HPO42- e H2PO4-, que ligados ao cálcio formam o fosfato bicálcico e fosfato monocálcico. Rochas fosfáticas e farinha de ossos estão na forma de fosfato tricálcico PO43- podendo ser biodisponibilizado conforme a acidez do meio.

A maioria dos fertilizantes como o super simples, super triplo e MAP apresentam-se na forma H2PO4-, forma esta muito solúvel em água e muito reativa. Já o fosfato bicálcio é ligeiramente solúvel em água e solúvel em ácidos fracos como o ácido cítrico e ácido acético. Os fosfatos tricálcicos são os mais estáveis, menos reativos e insolúveis em água e é desta forma que se encontram na natureza mineral.

Entre todos os minerais essenciais ao crescimento e à saúde dos animais, o fósforo é o nutriente que mais desperta atenção na hora da suplementação mineral. Por ser o mineral que mais influencia no custo final do suplemento, abre espaço para fontes alternativas suplementares de fósforo, que se mal avaliadas, pode acarretar em prejuízos a saúde e desempenho animal e, consequentemente, reduzir a eficácia do sistema produtivo.

Para compararmos fontes alternativas de fósforo é necessário um entendimento de como o sistema interage, levando em consideração a fertilidade e manejo do solo, a forragem, a categoria animal, o estado de desenvolvimento, a dieta, a climatologia, o manejo animal, o manejo nutricional, a genética animal, entre outros fatores. É comum obsevarmos trabalhos comparando diferentes fontes de fósforo, no entanto, esta comparação restringe-se ao custo do ingrediente, dificilmente aponta para maximização dos resultados.

A quantidade de fósforo absorvida não depende apenas da fonte utilizada, devemos priorizar o entendimento integral dos fenômenos, em oposição ao procedimento analítico em que seus componentes são tomados isoladamente.

"Em nutrição animal, o fósforo ajuda a manter o equilíbrio osmótico e ácido, e desempenha um papel vital em uma série de funções metabólicas, incluindo a utilização de energia e transferência através de AMP, ADP e ATP, com implicações para a glicogênese, o transporte de ácidos graxos, aminoácidos e síntese protéica e da atividade da bomba sódio/potássio (Na + / K)." Julio Cesar Santin - Químico - Inovação, Qualidade de Produto e Assistência Técnica – Vale Fertilizantes

  • Julio Cesar Santin

    Julio Cesar Santin

    Químico - Inovação, Qualidade de Produto e Assistência Técnica – Vale Fertilizantes

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