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1
H
Hydrogène
15
P
Phosphore
Produit minéral

L’acide phosphorique est préparé à partir de phosphates naturels, par attaque à l’acide sulfurique. Il est principalement destiné à la fabrication d’engrais phosphatés.

Données physico-chimiques

Données atomiques

Formule Masse molaire Structure cristalline
H3PO4 98,00 g.mol-1 monoclinique

Données physiques

Masse volumique Température de fusion Température d’ébullition (décomposition) Solubilité dans l’eau froide
1,834 g.cm-3  42,35°C  213°C 548 g/100 g d’eau

Données chimiques

pKa : H3PO4/H2PO4 pKa : H2PO4/HPO42-
pKa : HPO42-/PO43-
pKs : Ag3PO4 pKs : Ca3(PO4)2 pKs : Pb3(PO4)2
2,12 7,2 12,37 16 26 42,1

Potentiels standards :

  • H3PO4 + 2H+ + 2e = H3PO3 + H2O                            E° = -0,28 V
  • PO43- + 2H2O + 2e = HPO32- + 3OH                        E° = -1,12 V
  • H3PO3 + 2H+ + 2e = H3PO2 + H2O                            E° = -0,50 V
  • HPO32- + 2H2O + 2e = H2PO2 + 3OH                     E° = -1,57 V
  • H3PO2 + H+ + e = 1/4P4(s) + 2H2O                             E° = -0,51 V
  • H2PO2 + e = 1/2P4(s) + 2OH                                      E° = -2,05 V

Données thermodynamiques

Acide phosphorique cristallisé :

  • Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : -1 279,5 kJ.mol-1
  • Enthalpie libre molaire standard de formation à 298,15 K : -1 119,6 kJ.mol-1
  • Entropie molaire standard à 298,15 K : S° = 110,5 J.K-1mol-1
  • Capacité thermique molaire sous pression constante à 298,15 K : Cp° = 106,1 J.K-1mol-1
  • Enthalpie molaire standard de fusion à la température de fusion : 10,5 kJ.mol-1

Acide phosphorique liquide :

  • Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : -1 267,4 kJ.mol-1

Données industrielles

Les statistiques concernant l’acide phosphorique H3PO4 et les divers phosphates élaborés à partir de l’acide sont exprimées en P2O5, sachant qu’une tonne de H3PO4 à 100 % correspond à 0,725 t de P2O5.

Matières premières

Voir le chapitre concernant les engrais phosphatés.

Principaux minerais : ce sont des phosphates calciques naturels, principalement des fluorapatites de formule Ca10(PO4)6F2. 80 % des apatites extraites dans le monde sont utilisées pour fabriquer H3PO4. Le minerai marchand a une concentration comprise entre 26 et 34 % en P2O5. Pour plus de précisions voir le chapitre sur les engrais phosphatés.

Production minière de phosphates, en 2019. Monde : 240 millions de t, Union européenne (Finlande) : 1 million de t.

en milliers de t
Chine 110 000 Vietnam 5 500
Maroc 36 000 Brésil 5 300
États-Unis 23 000 Égypte 5 000
Russie 14 000 Pérou 3 700
Jordanie 8 000 Israël 3 500
Arabie Saoudite 6 200 Tunisie 3 000
Source : USGS

Hors Chine, la capacité mondiale de production est de 147 millions de t/an. La production chinoise ne serait que de 80 à 85 millions de t au lieu des 140 millions de t annoncées officiellement par les autorités.

Après la mise en production en Arabie Saoudite du complexe de Waad Al Shammal alimenté par la mine de Al Khabra, exploité par Saudi Arabian Mining (Ma’aden), en association avec Mosaic à 25 % et Sabic à 15 %, la capacité de production du pays a été portée pour 2019, de 5 millions de t/an à 10,5 millions de t/an.

La seule mine de phosphates en activité dans l’Union européenne, exploitée par Yara, est située en Finlande, à Siilinjärvi. Sa production, en 2018, a été de 989 000 t.

Réserves, en 2019. Monde : 69 000 millions de t.

en millions de t
Maroc 50 000 Afrique du Sud 1 400
Chine 3 200 Égypte 1 300
Algérie 2 200 Australie 1 200
Syrie 1 800 Jordanie 1 000
Brésil 1 700 États-Unis 1 000

Source : USGS

Commerce international : en 2019.

Principaux pays exportateurs : sur un total de 27,126 millions de t, en 2018.

en milliers de t de produit
Maroc 9 495 Togo 1 037
Jordanie 4 179 Kazakhstan 623
Égypte 3 074 Sénégal 587
Russie 2 558 Pérou 447
Algérie 1 136 Afrique du Sud 437

Source : ITC

Les exportations du Maroc sont principalement destinées à l’Inde à 21 %, au Mexique à 18 %,  au Brésil à 10 %.

Principaux pays importateurs :

en milliers de t de produit
Inde 7 388 Pologne 1 364
Brésil 2 369 Turquie 1 031
États-Unis 2 168 Belgique 908
Mexique 1 817 Serbie 663
Indonésie 1 757 Biélorussie 605

Source : ITC

Les importations de l’Inde proviennent principalement de Jordanie à 39 %, du Maroc à 27 %, d’Égypte à 18 %.

Matière première nécessaire à la fabrication de l’acide phosphorique : le soufre qui donne l’acide sulfurique.

Fabrication industrielle

Principalement par voie humide par attaque du phosphate naturel par l’acide sulfurique, à 80°C, selon la réaction :

Ca10(PO4)6F2 + 10 H2SO4 + 10x H2O = 6 H3PO4 + 10 CaSO4,xH2O + 2 HF

avec x = 0,5 pour l’obtention de l’hémihydrate et x = 2 pour l’obtention du dihydrate.

On obtient 2 phases principales : liquide (solution de H3PO4) et solide (sulfate de calcium appelé phosphogypse). Les rendements par rapport au phosphate sont de 90 à 98,5 %. Les rendements supérieurs ou égaux à 98 % sont obtenus par un procédé de recristallisation de l’hémi ou du dihydrate avec double filtration.

L’acide fluorhydrique réagit, en partie, avec la silice présente dans le minerai pour donner de l’acide fluosilicique (H2SiF6), le reste est fixé pour éviter son rejet dans l’atmosphère. L’acide fluosilicique est utilisé pour produire des fluosilicates et des fluorures. Chaque semaine, les unités de production doivent être arrêtées pendant environ 16 h pour éliminer, par lavage à l’eau, l’acide fluosilicique et les fluosilicates déposés dans les installations.

La capacité des unités de production est de 600 à 1000 t P2O5/jour.

On distingue deux procédés (dihydrate et hémihydrate) selon l’état d’hydratation du sulfate de calcium CaSO4.

Procédé dihydrate : c’est le procédé le plus courant (Rhône-Poulenc, Prayon, Nissan, Mitsubishi). La moitié des sites de production utilise la technologie Prayon.

Après broyage du phosphate naturel, celui-ci est attaqué par l’acide sulfurique concentré (à 98,5 %), en présence d’eau. Une filtration à l’aide d’un filtre rotatif permet de séparer l’acide phosphorique (contenant en moyenne 29 % de P2O5) du phosphogypse. L’acide phosphorique est ensuite concentré par évaporation de l’eau afin d’obtenir un acide à 54 % de P2O5, soit un acide à 75 % de H3PO4.

Ce procédé présente l’inconvénient de produire un acide relativement peu concentré (de 26 à 32 % de P2O5) qui nécessite une importante consommation d’énergie pour sa concentration par évaporation d’eau. Le rendement par rapport au phosphate est de 94 à 96 %, une partie du phosphate co-cristallisant avec le sulfate de calcium qui contient jusqu’à 0,75 % de P2O5.

Procédé hémihydrate : donne directement de l’acide à plus de 40 % de P2O5 et ne nécessite pas de broyage préalable du minerai, mais le procédé est plus délicat à maîtriser. Par ailleurs, le rendement est plus faible, de 90 à 94 % par rapport au phosphate, l’hémihydrate contenant jusqu’à 1,1 % de P2O5.

Problème du phosphogypse coproduit  :

  • L’élimination du gypse (sulfate de calcium, CaSO4,2H2O, appelé dans ce cas phosphogypse) est effectuée par filtration. La quantité de phosphogypse formé est très importante : 5 t pour 3 t de phosphates naturels donnant 1 t de P2O5. Dans les années 1980, la production française, aujourd’hui nulle, était d’environ 6 millions de t de phosphogypse/an (900 000 t dans chacune des unités de Grand Quevilly, Grand Couronne et Le Havre). Cette production était du même ordre de grandeur que celle du gypse naturel.
  • Afin de valoriser ce sous-produit, il a été construit en 1975, à Grand Quevilly une usine de fabrication de carreaux de plâtre de 300 000 t de capacité. Cette production a été arrêtée dès 1979, car le coût du séchage (pour éliminer l’eau absorbée par le phosphogypse) rendait la production non rentable. Par contre, la récupération du phosphogypse est considérée rentable au Japon qui récupère ainsi 3 millions de t/an (voir le chapitre sulfate de calcium).
  • En France, jusqu’en 1974, le phosphogypse était déversé dans la Seine. De 1974 à 1984 (pour Grand Quevilly) et à 1987 (pour Grand Couronne), il était immergé à 10 km au large, dans la Manche. A compter de 1984 et jusqu’à l’arrêt de la production, le phosphogypse de Grand Quevilly a été déposé à terre à l’aide de 13 km de gypsoduc. Celui de Grand Couronne était, depuis 1987, déposé à terre à l’aide de 7 km de gypsoduc. En 1991, 65 % du phosphogypse produit par l’usine Hydro Azote du Havre était rejeté en mer, après dilution et 35 % déposé à terre. Depuis 2004, avec l’arrêt de l’usine de Grand-Quevilly, il n’y a plus d’usine de production d’acide phosphorique, en France.

Consommations : pour une tonne de P2O5 produit sous forme d’acide à 54 % de P2O5.

Phosphate 2,6 à 3,5 t Électricité 120 à 180 kWh
H2SO4 à 100 % 2,4 à 2,9 t Vapeur 1,9 à 2,4 t

Coûts de fabrication : par exemple, pour Potash Corp, en 2014, le minerai de phosphate représente 29 % des coût de production, le soufre, 25 %.

Voie thermique : l’acide phosphorique très pur destiné au traitement de surfaces métalliques, à la microélectronique ou à l’acidification des boissons peut être élaboré par voie thermique par réduction du phosphate naturel, en présence de coke et de silice, au four électrique vers 1200-1500°C selon la réaction :

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

Les consommations, pour 1 t de P2O5 à 100 %, sont de 3,9 t de phosphate à 29 % de P2O5, 1,3 t de silice, 0,6 t de coke et de 13 000 à 15 000 kWh d’électricité.

Le phosphore obtenu sous forme de vapeur est condensé sous eau pour obtenir du phosphore blanc qui est ensuite oxydé en P2O5 puis hydraté en acide. Cette voie qui donne un acide de très haute pureté est peu à peu abandonnée au profit de la voie humide suivie d’une purification par extraction liquide-liquide. En 2007, en Europe, 95 % de la production d’acide était assuré par la voie humide.

En Europe, production par Lanxess, en France, à Epierre (73) qui a repris, en septembre 2013, l’usine du groupe néerlandais ThermPhos International, Fosfa, en République tchèque avec 50 000 t/an, Alventa, à Alwernia, en Pologne, avec 40 000 t/an. Par ailleurs, Febex, société de CECA, filiale d’Arkema, produit selon cette voie, de l’acide ultra pur, à Bex, en Suisse et à Shanghai, en Chine.

Conditionnement : livré en solutions à 54 % de P2O5 soit des solutions aqueuses d’acide à 75 %, dans des cuves revêtues d’élastomères.

Productions

En 2018. Monde : 46,357 millions de t de P2O5, Union européenne, en 2019 : 3,642 millions de t de P2O5.

en milliers de t de P2O5 sous forme d’acide phosphorique
Asie de l’Est (Chine…) 19 667 Amérique Latine (Brésil…) 1 857
Afrique (Maroc, Tunisie, Afrique du Sud…) 7 814 Asie du Sud (Inde…) 1 687
Amérique du Nord (États-Unis…) 6 923 Europe de l’Ouest 475
Europe de l’Est et Asie Centrale (Russie…) 4 493 Océanie 367
Proche Orient (Arabie Saoudite, Israël, Jordanie…) 3 262 Europe Centrale 291
Source : IFA

En 2017, la capacité mondiale annuelle de production d’acide phosphorique est de 61,1 millions de t exprimées en P2O5, celle des États-Unis de 8,5 millions de t, celle du Maroc de 6,1 millions de t.

Les principaux pays producteurs sont, en ordre décroissant : la Chine, les États-Unis, le Maroc (6,1 millions de t de P2O5, en 2018), la Russie, la Tunisie, l’Inde, le Brésil, l’Afrique du Sud, Israël, la Jordanie…

Aux États-Unis, en 2017, il y a 11 usines de production d’acide phosphorique, avec une capacité de production de 8,489 millions de t de P2O5/an (elles étaient au nombre de 20, en 2000, avec une capacité de production de 12,3 millions de t de P2O5/an) : 5 sont exploitées par Mosaic avec 61 % des capacités de production, 3 par Nutrien avec 22 % des capacités, 2 par Simplot, à Rock Springs dans le Wyoming et Pocatello dans l’Idaho, avec 11 % des capacités, 1 par Itafos, à Conda dans l’Idaho, avec 4 % des capacités.

Dans l’Union européenne, en 2019, la production d’acide phosphorique de la Finlande est de 696 696 t exprimées en P2O5, celle de la Lituanie est de 466 190 t exprimées en P2O5, celle de l’Allemagne de 20 375 t. La production belge est confidentielle.

Évolution de la production : les phosphates naturels, produits pondéreux à environ 30 % de P2O5 ont pendant longtemps été importés et traités dans les pays consommateurs d’engrais, en particulier la France, afin de produire les divers engrais phosphatés. Cela n’est plus le cas actuellement, les pays producteurs valorisant en grande partie leurs ressources en produisant eux-même les produits dérivés. Ceux-ci exportent directement de l’acide phosphorique à 75 % (54 % de P2O5), du superphosphate triple (46 % de P2O5) ou du phosphate d’ammonium. La part prise, dans la production et le marché de l’acide phosphorique et des engrais phosphatés, par le Maroc et la Tunisie est de plus en plus importante (l’Afrique représente 54 % du total des exportations d’acide phosphorique, en 2018). Les productions de l’Union européenne et de la France (qui était en 1990 le 1er producteur de la CEE) sont en diminution constante ou ont disparu. De 1980 à 1992, alors que les capacités mondiales annuelles sont passées de 29 à 34,4 millions de t, celles de la France ont chuté de 1,1 à 0,21 million de t pour devenir nulles en 2004.

Commerce international : en 2019.

Principaux pays exportateurs :

en milliers de t de produit
Maroc 2 092 Belgique 280
Jordanie 667 Tunisie 267
Chine 537 Afrique du Sud 175
Sénégal 518 Pays Bas 145
États-Unis 499 Finlande 126

Source : ITC

Les exportations du Maroc sont principalement destinées à l’Inde à 45 %, au Pakistan à 20 %, à la Turquie à 8 %.

Principaux pays importateurs : sur un total de 6,134 millions de t.

en milliers de t de produit
Inde 2 692 Allemagne 265
Pays Bas 390 Pakistan 224
Belgique 315 France 222
États-Unis 288 Brésil 197
Espagne 284 Canada 125

Source : ITC

Les importations de l’Inde proviennent principalement du Maroc à 39 %, de Jordanie à 23 %, du Sénégal à 20 %.
Les importations de l’Union européenne ont été, en 2018, de 721 661 t de P2O5 sous forme d’acide phosphorique avec des exportations de 80 488 t.

Producteurs : les principaux producteurs sont les producteurs d’engrais phosphatés.

  • L’Office Chérifien des Phosphates (OCP) produit de l’acide phosphorique au Maroc, à Jorf Lasfar et Safi, avec, en 2018, une production de 6,1 millions de t de P2O5 sous forme d’acide phosphorique, dont une grande partie est utilisée sur place pour produire divers engrais destinés principalement à l’exportation. En 2016, la production de Jorf Lasfar a été de 3,42 millions de t de P2O5, celle de Safi de 1,51 million de t de P2O5. Par ailleurs, l’OCP, est le premier exportateur mondial d’acide phosphorique avec, en 2018, 2,1 million de t de P2O5, soit une part de marché de 47 %. Une partie de la production d’acide phosphorique est réalisée par des joint ventures situées sur le site de Jorf Lasfar : Imacid (33,33 % OCP, 33,33 % Chambal Fertilizers and Chemical (Inde), 33,33 % Tata Chemicals (Inde)) qui a produit, en 2015, 353 000 t de P2O5, Pakistan Maroc Phosphore (50 % OCP, 50 % Fauji (Pakistan)), qui a produit, en 2015, 425 000 t de P2O5, Emaphos (33,33 % OCP, 33,33 % Prayon (Belgique), 33,33 % Chemishe Fabrik Budenheim (Allemagne)), qui a produit, en 2015, 117 000 t de P2O5, sous forme d’acide purifié.
  • Mosaic, possède, en 2018, des capacités de production de 6,5 millions de t de P2O5/an, aux États-Unis, avec 5,3 millions de t de P2O5/an, en Floride à New Wales, avec 1,74 million de t/an en P2O5, Bartow, avec 0,95 million de t/an en P2O5, Riverview, avec 0,9 million de t/an en P2O5, Plant City, avec 0,95 million de t/an en P2O5 et en Louisiane à Uncle Sam, avec 0,78 million de t en P2O5 et au Brésil, depuis début 2018, avec 1,2 million de t/an de P2O5, après l’acquisition des activités de Vale dans les engrais. En 2016, la production d’acide a été de 4,5 millions de t comptées en P2O5. Par ailleurs, participe, à hauteur de 25 %, avec Ma’aden (60 %) et Sabic (15 %), à la production du projet de Wa’ad Al Shamal, en Arabie Saoudite, de 1,5 million de t/an de capacité.
  • Yuntianhua est le principal producteur chinois avec une capacité annuelle de production de 2,7 millions de t/an de P2O5 sous forme d’acide phosphorique. A formé avec le groupe israélien ICL, une joint venture, Yunnan Phosphate Haikou.
  • PhosAgro est le principal producteur russe avec une capacité annuelle de production de 2,3 millions de t/an de P2O5 sous forme d’acide phosphorique, à Balakovo et Cherepovets.
  • Nutrien, issu, fin 2017, du regroupement des deux principaux producteurs d’engrais canadiens, Potash Corp et Agrium, possède, en 2018, une capacité de production de 2,0 millions de t/an de P2O5 sous forme d’acide phosphorique, aux États-Unis, en Caroline du Nord à Aurora avec 1,2 million de t/an, en Floride à White Spring avec 0,46 million de t/an et au Canada, dans l’Alberta, à Redwater avec 0,3 million de t/an. En 2018, la production est de 1,85 million de t/an de P2O5.
  • Wengfu Group, possède, en Chine, une capacité de production de 1,6 million de t/an de P2O5 sous forme d’acide phosphorique.
  • ICL, groupe israélien possède une capacité de production de 1,3 million de t/an de P2O5 sous forme d’acide phosphorique dont 600 000 t/an en Israël, à Mishor Rotem, dans le désert du Negev et 700 000 t, en Chine, dans la province du Yunnan, près de Kunming, au travers d’une joint venture avec Yuntianhua depuis octobre 2015 et de 15 % de cette société chinoise. En 2018, la production est de 1,195 million de t de P2O5 contenu dans de l’acide et de 289 000 t de P2O5 contenu dans d’acide de haute pureté.
  • Eurochem, groupe russe, possède une capacité de production de 1,27 million de t/an de P2O5 sous forme d’acide phosphorique, en Russie et en Lituanie avec la société AB Lifosa.
  • Le Groupe Chimique Tunisien (GCT) avec une capacité annuelle de production de 1,16 million de t de de P2O5 possède des unités de production à Gabès avec 1210 t/jour de P2O5, Sfax avec 360 t/jour de P2O5, Skhira avec 1100 t/jour de P2O5 et M’Dhilla avec 500 t/jour de P2O5.

En Europe, principaux producteurs :

  • Grupa Azoty, en Pologne, possède une capacité annuelle de production de 400 000 t/an de P2O5.
  • AB Lifosa, filiale du groupe russe Eurochem, produit de l’acide phosphorique à Kédainiai, en Lituanie, avec une capacité de production de 350 000 t/an de P2O5.
  • Yara a produit, en 2018, à Siilinjärven, en Finlande, 989 000 t de minerai de phosphate. A produit également 343 000 t au Brésil.
  • Prayon, Belgique, détenu à 50 % par l’OCP, est le n°1 européen de production d’acide phosphorique purifié destiné, en particulier à l’élaboration de phosphates alimentaires. L’acide est produit en Belgique, à Engis et Puurs avec une capacité de production de 250 000 t/an de P2O5 et au Maroc, à Jorf Lasfar, par la société Emaphos détenue à 33,33 % par Prayon avec une capacité de 150 000 t/an de P2O5.

Situation française

En 2019.

Production : arrêt, en 2004, de la dernière usine française de production d’acide phosphorique, celle de Grand Quevilly.

Commerce extérieur :

Les exportations, exprimées en P2O5 étaient de 2 824 t avec comme principaux marchés à :

  • 36 % l’Italie,
  • 33 % le Royaume-Uni,
  • 7 % l’Espagne.

Les importations, exprimées en P2O5 s’élevaient à 132 923 t en provenance principalement à :

  • 27 % de Belgique,
  • 27 % du Maroc,
  • 21 % de Tunisie,
  • 10 % de Finlande.

L’acide importé sert principalement à la production de phosphates alimentaires, en particulier par Prayon dans son usine des Roches de Condrieu à Saint Clair du Rhône (38).

Utilisations

Consommations : en 2018. Monde : 46,839 millions de t de P2O5, Union européenne : 1,978 million de t de P2O5.

en milliers de t de P2O5 contenu dans l’acide phosphorique
Asie de l’Est (Chine…) 19 544 Proche Orient 2 954
Amérique du Nord (États-Unis) 6 646 Amérique Latine 2 067
Afrique (Maroc…) 5 006 Europe de l’Ouest 1 062
Asie du Sud (Inde…) 4 406 Océanie 381
Europe de l’Est et Asie Centrale 4 501 Europe Centrale 313
Source : IFA

La consommation de la Chine représente, en 2015, 39 % de la consommation mondiale.

L’acide phosphorique est principalement directement consommé par les producteurs d’engrais.

Secteurs d’utilisation : dans le monde, en 2014.

DAP 38 % Autres engrais 15 %
MAP 29 % Agroalimentaire et industrie 5 %
TSP 8 % Alimentation animale 5 %
Source : Potash Corp

DAP : phosphate d’ammonium diammonique (NH4)2HPO4, MAP : phosphate d’ammonium monoammonique NH4H2PO4, TSP : superphosphate triple à 46 % de P2O5.

90 % des utilisations concerne l’industrie des engrais. Les autres utilisations nécessitent, en général, une purification de l’acide ou son obtention par voie thermique.

Utilisations diverses :

  • Pour fabriquer du tripolyphosphate de sodium (Na5P3O10) utilisé dans la formulation de lessives : il joue un rôle d’adoucissant en formant des complexes solubles avec le calcium et le magnésium par échange des ions Na+ par les ions Ca2+ ou Mg2+. Il permet également de maintenir un pH basique de l’eau et a un pouvoir synergique avec les tensioactifs. Il est utilisé, depuis le milieu des années 50, en remplacement du carbonate de sodium qui rendait l’eau de lavage trop alcaline et les tissus rêches (par précipitation de carbonate de calcium). Il est fabriqué, à 300-500°C selon la réaction suivante :

2 Na2HPO4 + NaH2PO4 = Na5P3O10 + 2 H2O

L’hydrogéno et le dihydrogéno phosphate de sodium sont préparés par neutralisation de solution de H3PO4 par NaOH ou Na2CO3 (voir ci-dessous).
En 2015, la production mondiale est de plus de 3 millions de t dont, en 2018, 144 915 t exprimées en P2O5 dans l’Union européenne.
Afin de lutter contre l’eutrophisation des lacs, des rivières et des zones côtières qui se traduit par une prolifération anormale d’algues (voir le chapitre pollution des eaux) son utilisation est interdite dans les laves-linge, en France, depuis le 1er juillet 2007 et dans les laves-vaisselle depuis le 1er janvier 2017, en lien avec un règlement européen qui limite son utilisation à 0,3 g de phosphore par cycle de lavage.

  • Les phosphates mono et diammoniques utilisés principalement comme engrais sont également employés comme retardateur de flamme dans la lutte contre les feux de forêt.
  • L’ajout d’acide phosphorique dans l’eau de consommation réduit les risques de corrosion des canalisations et, lorsque les canalisations sont en plomb, favorise la formation d’un dépôt sur la surface interne des tuyaux et évite la libération de plomb dans l’eau de consommation.
  • Comme additif alimentaire (E338) pour acidifier des boissons comme les colas.
  • Dans les traitements de surface des métaux par phosphatation avant peinture ou émaillage.
  • Dans l’alimentation du bétail sous forme de phosphates de calcium, sodium ou magnésium.
  • La fabrication de phosphate de fer lithié (LiFePO4) destiné aux cathodes des batteries électriques est en plein développement.

Phosphates alimentaires : ce sont des phosphates de sodium, de potassium ou de calcium.

Ils sont élaborés, pour les phosphates de sodium, par neutralisation par NaOH ou Na2CO3 d’acide phosphorique de haute pureté. Si l’acide est obtenu par voie humide, il est purifié par extraction liquide-liquide à l’aide de tributylphosphate ou de divers autres solvants : méthylisobutylcétone, éther isopropylique et tributylphosphate, isopropanol, éther isopropylique. Un entraînement à la vapeur permet de défluorer l’acide.

En jouant sur le rapport molaire Na/P et la température de neutralisation, on obtient les différents phosphates de sodium.

Conditions de fabrication des phosphates de sodium (certains peuvent être hydratés) :

Phosphates Formule Rapport molaire
Na/P
Température
(°C)
Monosodique NaH2PO4 1 25 à 100
Pyrophosphate acide Na2H2P2O7 1 < 270
Métaphosphate (NaPO3)n 1 600 à900
Pentapolyphosphate Na7P5O16 1,4 750
Tripolyphosphate Na5P3O10 1,66 400 à 500
Disodique Na2HPO4 2 35 à 100
Pyrophosphate neutre Na4P2O7 2 400 à 500
Trisodique Na3PO4 3 25 à 100

 

En 2018, la production des phosphates de sodium mono et disodiques, dans l’Union européenne, a été de 115 094 t. Celle d’hydrogénophosphate de calcium de 180 101 t.

Utilisations : ces phosphates sont, pour la plupart, très hygroscopiques et ont donc un fort pouvoir de rétention de l’eau. Ils ont aussi des qualités antibactériennes. Ils sont employés :

  • Comme agent tampon, séquestrant et émulsifiant dans les charcuteries-salaisons, les fromages fondus, le lait, les entremets… En restauration rapide ils entrent dans la composition des fish et chicken burgers.
  • Comme agent acide (pour Na2H2P2O7) dans les levures chimiques utilisées en biscuiterie et pâtisserie industrielle.
  • Comme source de phosphore dans l’alimentation animale.
  • Dans des produits pharmaceutiques.

Bibliographie

Engrais

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