ફૉસ્ફરસ-ઉદ્યોગ

ફૉસ્ફરસ, ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ, ફૉસ્ફેટ લવણો, કૃત્રિમ ખાતરો અને ફૉસ્ફરસનાં વ્યુત્પન્નોનાં ઉત્પાદન સાથે સંકળાયેલો ઉદ્યોગ. ફૉસ્ફરસ-રસાયણો વિશિષ્ટ ગુણધર્મો ધરાવે છે. તેનાં રસાયણો ખાતર ઉપરાંત ઘણી જૈવ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. ફૉસ્ફરસયુક્ત એસ્ટર-સંયોજનો કેટલાંક ધાતુ-કેટાયનો સાથે સંકીર્ણક્ષાર બનાવી તેમનું અલગીકરણ કરવા માટે વપરાય છે. કાર્બનિક અને અકાર્બનિક બહુલકોની બનાવટમાં પણ ફૉસ્ફરસનો ઉપયોગ થાય છે.

ફૉસ્ફરસની શોધ અને તેનું અલગીકરણ થાય તે પહેલાં ફૉસ્ફેટિક દ્રવ્યોનો ખાતર તરીકેનો ઉપયોગ અજાણતાં બ્રાન્ડ નામનાં જર્મન કીમિયાગરે 1669માં કર્યા હતો. હાડકામાં ફૉસ્ફરસ રહેલો છે તેનો ઉલ્લેખ ઘાન નામના વૈજ્ઞાનિકે 1771માં કર્યો હતો. તે જ વર્ષે શીલેએ હાડકાંની રાખમાંથી ફૉસ્ફરસ બનાવવાની રીત શોધી  હતી. 1777માં લેવોઇઝિયરે ફૉસ્ફરસ એક તત્વ છે એમ સાબિત કર્યું હતું. 1842માં હાડકાંની રાખ ઉપર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની પ્રક્રિયા અંગેની બ્રિટિશ પેટન્ટ અપાયા પછી ઍસિડ ફૉસ્ફેટ ઉદ્યોગની શરૂઆત થઈ. 1845માં લાલ ફૉસ્ફરસની શોધ થઈ હતી.

ફૉસ્ફરસ અતિ સક્રિય તત્વ હોઈ કુદરતમાં તે મુક્ત અવસ્થામાં પ્રાપ્ય નથી. સંયોજિત સ્થિતિમાં તે વિવિધ સંયોજનો રૂપે ખનિજોમાં મળી આવે છે. આમાં  ફ્લોરઍપેટાઇટ [3Ca₃(PO₄)2·CaF₂] અથવા [Ca₁₀(PO₄)₆F₂] અને ક્લોરએપેટાઇટ [3Ca₃(PO₄)_z·CaCl₂] મુખ્ય છે. દુનિયાનો ફૉસ્ફેટ ખડક(rock phosphate)ના નિક્ષેપો(deposits)નો જથ્થો 50 અબજ ટન કરતાં પણ વધુ છે. આમાંનો B જેટલો ઉત્તર આફ્રિકામાં જ્યારે બાકીનો મહદંશે યુ.એસ. (14 x 10⁹ ટન) અને રશિયામાં આવેલો છે. ભારતમાં ફૉસ્ફૉરાઇટ(ફૉસ્ફેટ ખડક)ના નિક્ષેપો મધ્યપ્રદેશ, રાજસ્થાન, ઉત્તરપ્રદેશ અને ગુજરાતમાં આવેલા છે. આ ઉપરાંત વ્યાપારી ર્દષ્ટિએ અગત્યના એવા ઍપેટાઇટના નિક્ષેપો બિહાર, આંધ્રપ્રદેશ, રાજસ્થાન, પશ્ચિમ બંગાળ અને તામિલનાડુમાં આવેલા છે. બિહારની ખનિજ નિમ્ન કક્ષાની મનાય છે. દુનિયાની ખનિજમાંના 33 % P₂O₅ની સામે  તેમાં 16 % P₂O₅ છે. 1999ના આંકડા પ્રમાણે ફૉસ્ફેટ ખડકનો પુન:પ્રાપ્ય (recoverable) અનામત જથ્થો 14.695 કરોડ ટન જેટલો જ્યારે એપેટાઇટનો 1.30 કરોડ ટન જેટલો છે. 1996–97માં એપેટાઇટનું ઉત્પાદન 9,048 ટન જ્યારે ફૉસ્ફૉરાઇટનું 13,45,703 ટન જેટલું હતું. ભારતની જરૂરિયાત સંતોષવા ફૉસ્ફેટ ખડક અને તત્વરૂપ ફૉસ્ફરસ આયાત કરવાં પડે છે. ભારતમાંનો ફૉસ્ફરસ-ઉદ્યોગ મહદંશે કૃત્રિમ ખાતર તરીકે જરૂરી એવા કૅલ્શિયમ સુપરફૉસ્ફેટ બનાવવા પાછળ કેન્દ્રિત થયેલો છે. 31 માર્ચ 1998 સુધી ભારતની ખાતર માટેના P₂O₅ની ઉત્પાદનક્ષમતા 29.51 લાખ ટનની હતી જ્યારે તે સામે 1997–98માં ઉત્પાદન 29.76 લાખ ટન થયું હતું. લગભગ 32,700 ટન તત્વીય (elemental) ફૉસ્ફરસ (75,000  ટન P₂O₅) ઉત્પન્ન કરતો પ્લાન્ટ 70,000 ટન ગંધક સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ રૂપે વાપરે છે.

સંપૂર્ણપણે વિકસિત ફૉસ્ફરસ ઉદ્યોગનાં મુખ્ય ઉત્પાદનો નીચે પ્રમાણે છે :

(i)         ફૉસ્ફરસ (તત્વ)

(ii)        ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ

(iii)       કૅલ્શિયમ ફૉસ્ફેટ

(iv)       એમોનિયમ ફૉસ્ફેટ (મુખ્યત્વે ખાતર તરીકે ઉપયોગી)

(v)        નાઇટ્રોફૉસ્ફેટ

(vi)       સોડિયમ ફૉસ્ફેટ

(vii)      કાર્બનિક ફૉસ્ફેટ-સંયોજનો

ખાતર ઉપરાંત સાબુ તથા પ્રક્ષાલકોની બનાવટમાં, પ્રાણીઓ માટેના ખોરાકમાં, પ્લાસ્ટિક અને અસ્તરો બનાવવામાં, ખોરાકી વસ્તુઓ તથા પીણાંમાં, પાણીના પ્રાનુકૂલન(water conditioning)માં, સલામત દીવાસળી (safety matches) બનાવવામાં પણ અગ્નિશામકોમાં ફૉસ્ફરસ અને તેનાં સંયોજનો વપરાય છે.

(i) ફૉસ્ફરસ : ફૉસ્ફરસનાં જે અપરરૂપો (allotropes) અસ્તિત્વમાં છે તેમાં પીળો અને લાલ ફૉસ્ફરસ મુખ્ય છે.

પીળો ફૉસ્ફરસ : આ ફૉસ્ફરસ ઘણો જ સક્રિય છે. તે તાજો હોય ત્યારે સફેદ અને પારદર્શક હોય છે. પણ સમય જતાં તેની ઉપર પીળા રંગનું પડ જામતું હોવાથી તે પીળા ફૉસ્ફરસ તરીકે ઓળખાય છે. હવામાં તે ઝડપથી સળગી ઊઠતો હોવાથી તેને પાણીમાં ડુબાડીને સંગ્રહવામાં આવે છે. તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય પણ કાર્બન ડાઇસલ્ફાઇડ(CS₂)માં દ્રાવ્ય છે. તેનું ગ. બિં. 44.1° સે.; ઉ. બિં. 280° સે. અને ઘનતા 1.83 ગ્રા./સેમી.³ છે.

લગભગ 93 % ક્ષમતાએ એક ટન પીળો ફૉસ્ફરસ બનાવવા માટે નીચે પ્રમાણે કાચા માલની જરૂર પડે છે.

ફૉસ્ફેટ ખડક (ઊંચી કક્ષાનો, 32 % P2O5) (નીચી કક્ષાનો, 25 % P2O5)	7.5 ટન 9.6 ટન
રેતી	3.3થી 3.8 ટન
કોક	1.6થી 1.8 ટન
કાર્બન (વીજધ્રુવો રૂપે)	18થી 25 કિગ્રા.
વિદ્યુતશક્તિ	12,000થી 15,000 KWH
પાણી (શીતન માટે)	200થી 250 ટન

સામાન્ય રીતે એક ભઠ્ઠી (furnace) રોજનો 25થી 70 ટન ફૉસ્ફરસ ઉત્પન્ન કરતી હોય છે અને પ્લાન્ટ આવી 2થી 5 ભઠ્ઠી ધરાવતો હોય છે.

દળેલા ખનિજ, રેતી અને કોકના મિશ્રણને હોપર દ્વારા વિદ્યુતભઠ્ઠીમાં નાંખવામાં આવે છે. ભઠ્ઠીમાં કાર્બનના વીજધ્રુવો વચ્ચે વીજચાપ પસાર કરી 1300°થી 1500° સે. જેટલું તાપમાન ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે.

આ તાપમાને પ્રક્રિયામિશ્રણ વિદ્યુતસુવાહક બને છે તથા ભઠ્ઠીમાં વહી શકે છે. અહીં નીચે પ્રમાણેની પ્રક્રિયા થાય છે :

ફૉસ્ફરસની બાષ્પ અને કાર્બન મોનૉક્સાઇડના મિશ્રણને નળીઓ દ્વારા ઠંડા પાણીમાં પસાર કરવાથી ફૉસ્ફરસ ઠરી, ઘન સ્વરૂપે છૂટો પડે છે. કાર્બન મૉનૉક્સાઇડને બળતણ તરીકે વાપરી શકાય છે. સ્લેગને ભઠ્ઠીમાંથી તેને માટેના દ્વાર મારફતે બહાર કાઢી લેવામાં આવે છે.

લાલ ફૉસ્ફરસ : પીળા ફૉસ્ફરસને ગરમ કરી (200° સે.થી 450° સે.) લાલ ફૉસ્ફરસ મેળવવામાં આવે છે. તે ઑક્સિડેશન-પ્રતિકારત્વ(oxidation resistance)નો ગુણ ધરાવતો હોઈ હવામાં લગભગ 260° સે. સુધી સળગતો નથી. આથી તેને પાણીમાં રાખવાની જરૂર પડતી નથી. દીવાસળી-ઉદ્યોગમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે.

(ii) ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ (H₃PO₄) : આ માટે બે મુખ્ય પદ્ધતિઓ છે :

(ક) વિદ્યુતભઠ્ઠી વિધિ : ફૉસ્ફરસ બનાવવા માટેની વિદ્યુતભઠ્ઠીમાંથી બહાર આવતા ફૉસ્ફરસ (વાયુ) અને કાર્બન મૉનૉક્સાઇડના મિશ્રણને હવા-દહન (air-combustion) વિભાગમાં લઈ જઈ ફૉસ્ફરસનું દહન કરી ફૉસ્ફરસ પેન્ટૉક્સાઇડ (P₂O₅) મેળવવામાં આવે છે. આ વાયુ ઉપર પાણીનો છંટકાવ કરવાથી 85 % ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ બને છે. આ અપરિષ્કૃત ઍસિડને સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની માવજત આપવાથી સાથે આવેલા કૅલ્શિયમ ક્ષારો દૂર થાય છે. ઍસિડમાંના હાઇડ્રૉક્લોરિક ઍસિડને દૂર કરવા સિલિકા પાઉડર (ઝીણી રેતી) ઉમેરવામાં આવે છે. જ્યારે ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડમાંના આર્સેનિકને દૂર કરવા તેનું હાઇડ્રૉજન સલ્ફાઇડ વડે માર્જન કરવામાં આવે છે, જેથી આર્સેનિક તેના સલ્ફાઇડ (As₂S₃) તરીકે દૂર થાય છે.

P₄ + 10CO + 10O₂  2P₂O₅ + 10CO₂ → P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

90 % ક્ષમતાએ એક ટન ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડના ઉત્પાદન માટે આશરે 2.9 ટન ફૉસ્ફેટ ખડક (28 % P₂O₅); 0.85 ટન રેતી; 0.5 ટન કોકની ભૂકી અને 4,800 KWH વિદ્યુતની જરૂર પડે છે. આ દરમિયાન કાર્બન વીજધ્રુવોની વપરાશ 8 કિગ્રા. જેટલી હોય છે.

(ખ) આ પદ્ધતિ નાના પાયા પર ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડનું ઉત્પાદન કરવા માટે વપરાય છે. તેમાં ફૉસ્ફરસનું હવા વડે ઉપચયન કરી પેન્ટૉક્સાઇડ બનાવવામાં આવે છે. આ માટે સ્ટેઇનલેસ સ્ટીલનાં 3થી 12 મી. લાંબાં અને 1.2થી 3 મી. વ્યાસનાં નળાકાર પાત્રો વાપરવામાં આવે છે. દહન દરમિયાન તાપમાન ~ 2000° સે. સુધી પહોંચતું હોઈ પાત્રની દીવાલો પાણી દ્વારા ઠંડી રાખવામાં આવે છે. ફૉસ્ફરસ પેન્ટૉક્સાઇડ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ (85 %) આપે છે.

(ગ) ભીની પદ્ધતિ : આ પદ્ધતિઓ બે પ્રકારની હોય છે :

(i) સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ પદ્ધતિ : ખનિજમાંની ઍલ્યુમિનિયમ, આયર્ન વગેરે અશુદ્ધિઓ દ્રાવણમાં ઓછી ભળે તે માટે ઉચ્ચ કક્ષાનો ફૉસ્ફેટ ખડક (~ 32 % P₂O₅) વપરાય છે. 90 % ક્ષમતાએ એક ટન ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડના ઉત્પાદન માટે 2.5 ટન ફૉસ્ફેટ ખડક અને 2.0 ટન સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ(93થી 98 %)ની જરૂર પડે છે. ખડકને બારીક દળીને અગાઉની બૅચમાં વધેલા મંદ ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ વડે તેને પ્રક્રિયાટાંકીમાં લઈ જવામાં આવે છે. અહીં તેમાં સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ યોગ્ય માત્રામાં ઉમેરી પ્રક્રિયા થવા દેતાં 4થી 6 કલાકમાં તે પૂરી થાય છે. પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉદભવતી ઉષ્મા હવા દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે. પ્લાન્ટની ક્ષમતા રોજના 100થી 150 ટન ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડના ઉત્પાદનની હોય છે.

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ + 6H₂O → 2H₃PO₄ + 3 CaSO₄ · 2H₂O

ખનિજમાંનો CaF₂ પણ પ્રક્રિયા કરી તેમાંથી હાઇડ્રૉક્લૉરિક ઍસિડ (HF) અને તે પછી H₂SiF₆ બનાવે છે.

ઑર્થોફૉસ્ફોરિક ઍસિડને 250° સે. સુધી ગરમ કરી પાયરોફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ અને વધુ ગરમ કરતાં (~ 900° સે.) મેટાફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ બનાવી શકાય છે.

(y) હાઇડ્રૉક્લૉરિક ઍસિડ (IMI) વિધિ : 30 %થી વધુ P₂O₅ ધરાવતા દળેલા ફૉસ્ફેટ ખડકની સાંદ્ર અથવા વાયુરૂપ હાઇડ્રૉક્લૉરિક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી ઑર્થોફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ બને છે.

Ca₃(PO₄)₂ + 6HCl → 2H₃PO₄ + 3CaCl₂

દ્રાવણમાં રહેલા કૅલ્શિયમ ક્લૉરાઇડથી ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડને અલગ કરવા ચાર કે પાંચ કાર્બનવાળા કાર્બનિક આલ્કોહૉલ જેવા દ્રાવકો વડે નિષ્કર્ષણ કરવાથી H₃PO₄ અલગ કરી શકાય છે. 98 % ક્ષમતાએ એક ટન ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડના ઉત્પાદન માટે 2.3 ટન ફૉસ્ફેટ ખડક (~ 32% P2O5), 1.4 ટન હાઇડ્રૉક્લૉરિક ઍસિડ તેમજ બ્યૂટેનોલ કે એમાઇલ આલ્કોહૉલની જરૂર પડે છે. પ્લાન્ટની ક્ષમતા રોજના લગભગ 15થી 150 ટન ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ જેટલી હોય છે. કૅલ્શિયમ ક્લૉરાઇડના દ્રાવણ તથા રેતીમય કચરાના નિકાલની વ્યવસ્થા જરૂરી બને છે.

(iii) કૅલ્શિયમ ફૉસ્ફેટ : કૅલ્શિયમ ફૉસ્ફેટ ઍસિડની માવજત બાદ સુપરફૉસ્ફેટ ખાતરો તરીકે ટનબંધી જથ્થામાં વપરાય છે. ફૉસ્ફેટ ખડકમાંથી ઉત્પાદનની રીત ઉપર આધારિત તેના બે પ્રકાર છે :

(1) સામાન્ય સુપરફૉસ્ફેટ (normal super phosphates) : દળેલા ફૉસ્ફેટ ખડકની 62થી 70% સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ સાથેની પ્રક્રિયાથી તે પ્રાપ્ત થાય છે. પ્રક્રિયા નીચે પ્રમાણે છે :

Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ + 4H₂O → CaH₄(PO₄)₂ + 2(CaSO₄·2H₂O)

                                        મૉનૉકૅલ્શિયમ ફૉસ્ફેટ        જીપ્સમ

અથવા

[3Ca₃(PO₄)₂·CaF₂] + 7H₂SO₄ + 3H₂O → 3CaH₄(PO₄)₂ · H₂O + 2HF ↑ + 7CaSO₄

                                                                                                  એન્હાઇડ્રાઇટ

મૉનૉકૅલ્શિયમ ફૉસ્ફેટ અને કૅલ્શિયમ સલ્ફેટના મિશ્રણને સુપર ફૉસ્ફેટ કહે છે જે 16થી 20% P₂O₅ ધરાવે છે. એક ટન સુપર ફૉસ્ફેટ માટે 0.5થી 0.6 ટન ફૉસ્ફેટ-ખડક (30થી 35% P₂O₅) અને 0.3થી 0.4 ટન સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની જરૂર પડે છે. પ્લાન્ટ સામાન્ય રીતે રોજના 100થી 1,400 ટન સુપર ફૉસ્ફેટનું ઉત્પાદન કરી શકે છે. ખાતરને પૂર્ણકક્ષાનું બનાવવા હવે સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ સાથે નાઇટ્રિક ઍસિડ વપરાય છે. મળતા પદાર્થના શુષ્કન બાદ તેમાં એમોનિયા તથા પોટૅશિયમ ક્લૉરાઇડ ઉમેરવામાં આવે છે.

(2) ટ્રિપલ સુપર ફૉસ્ફેટ : સામાન્ય સુપર ફૉસ્ફેટ કરતાં આ સાંદ્ર ખાતર છે અને તે સાદા સુપર ફૉસ્ફેટ કરતાં લગભગ ત્રણગણો (45થી 46 %) P₂O₅ ધરાવે છે. તેવા ઉત્પાદનમાં સલ્ફ્યુરિકને બદલે ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ વાપરવામાં આવે છે. આથી કૅલ્શિયમ સલ્ફેટ ઉદભવતો નથી.

CaF₂·3Ca₃(PO₄)₂ + 14H₃PO₄ → 10Ca(H₂PO₄)₂ + 2HF ↑

 ફૉસ્ફેટ ખડક                       ટ્રિપલ સુપર ફૉસ્ફેટ

એક ટન ટ્રિપલ સુપર ફૉસ્ફેટ બનાવવા આશરે 0.45 ટન ફૉસ્ફેટ ખડક (~ 32 % P₂O₅) અને 0.62 ટન ઑર્થોફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ (56 % P₂O₅)ની જરૂર પડે છે. પ્રક્રિયા માટે તાપમાન 60°થી 70° સે. રાખવામાં આવે છે. વધુ સારું ખાતર બનાવવા વધારે ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડનો ઉપયોગ કરી બાકી રહેલા ઍસિડનું એમોનિયા વડે તટસ્થીકરણ કરવામાં આવે છે.

(iv) એમોનિયમ ફૉસ્ફેટ : ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડનાં એમોનિયમ લવણો પૈકી મૉનૉએમોનિયમ ફૉસ્ફેટ (NH₄H₂PO₄) તથા ડાયએમોનિયમ ફૉસ્ફેટ [(NH₄)2HPO₄] અગત્યનાં છે. તેઓ મુખ્યત્વે રાસાયણિક ખાતરો તરીકે ઉપયોગી છે. આ ઉપરાંત થોડે અંશે તે અગ્નિમંદકો (fire-retardants), યીસ્ટ-સંવર્ધનમાં પોષકદ્રવ્ય તરીકે તથા દાંત ઘસવાના પાઉડરમાં વપરાય છે.

ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ એમોનિયા સાથે પ્રક્રિયા કરી આ સંયોજનો બનાવે છે.

            H₃PO₄ + NH₃ → NH₄H₂ PO₄

            H₃PO₄ + 2NH₃ → (NH₄)₂HPO₄

(v) નાઇટ્રોફૉસ્ફેટ : તે એમોનિયમ નાઇટ્રેટ તથા જુદા જુદા ફૉસ્ફેટનાં મિશ્રણો છે. આ ફૉસ્ફેટો ફૉસ્ફેટ ખડકની નાઇટ્રિક ઍસિડ (25થી 40 %) સાથેની અથવા નાઇટ્રિક અને સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના મિશ્રણ વડે ઍસિડીકરણની (acidulation) પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

(1)        Ca₃(PO₄)₂ + 6HNO₃ + 4NH₃ → Ca(NO₃)₂ + 2CaHPO₄ + 4NH₄NO₃

                                                       ઍસિડદ્રાવ્ય

(2)        Ca₃(PO₄)₂ + 6HNO₃ + 6NH₃ + H₂SO₄ → 2CaHPO₄ + 6NH₄NO₃ + CaSO₄

(3)        2CaHPO₄ + H₂SO₄ → Ca(H₂PO₄)₂ + CaSO₄

                                 જલદ્રાવ્ય

પ્રક્રિયા(1)માં બનતો કૅલ્શિયમ નાઇટ્રેટ ભેજગ્રાહી હોઈ તેને દૂર કરવો જરૂરી છે. પ્રક્રિયા(2)માં આ પદાર્થ બનતો ન હોઈ મુશ્કેલી ઊભી થતી નથી.

(vi) સોડિયમ ફૉસ્ફેટ : ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડનાં અનેક સોડિયમ લવણો જાણીતાં છે; દા.ત., મૉનૉસોડિયમ ફૉસ્ફેટ (MSP) NaH₂PO₄; ડાયસોડિયમ ફૉસ્ફેટ (DSP) (Na₂HPO₄); ટ્રાયસોડિયમ ફૉસ્ફેટ (TSP) (Na₃PO₄); સોડિયમ મેટાફૉસ્ફેટ (NaPO₃); સોડિયમ હેક્ઝામેટાફૉસ્ફેટ [(NaPO₃)₆], સોડિયમ પૉલિફૉસ્ફેટ (Na₅P₃O₁₀), ટેટ્રા સોડિયમ પાયરોફૉસ્ફેટ (TSPP) (Na₄P₂O₇·nH₂O) વગેરે.

ઑર્થોફૉસ્ફેટ અને પૉલિફૉસ્ફેટ બનાવવા ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડમાં જરૂર પ્રમાણે સોડાએશ (સોડિયમ કાર્બોનેટ) અને કૉસ્ટિક સોડા (સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ) જેવા પદાર્થો ઉમેરવામાં આવે છે.

H₃PO₄ + Na₂Co₃ → Na₂HPO₄ + H₂O + CO₂

Na₂HPO₄ + NaOH → Na₃PO₄ + H₂O

6H₃PO₄ + 5Na₂CO₃ → 2Na₅P₃O₁₀ + 9H₂O + 5CO₂

અથવા NaH₂PO₄ + 2Na₂HPO₄ → Na₅P₃O₁₀ + 2H₂O

99 % ક્ષમતાએ 1 ટન STPPના ઉત્પાદન માટે 8.81 ટન સોડિયમ કાર્બોનેટ અને 1 ટન ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ(75 % H₃PO₄)ની જરૂર પડે છે. તેમાં તાપમાનનું નિયંત્રણ પણ જરૂરી છે. સામાન્ય રીતે રોજના 20થી 150 ટન ઉત્પાદનક્ષમતાવાળા પ્લાન્ટ હોય છે.

આલ્કલી ફૉસ્ફેટનો મુખ્ય વપરાશ પ્રક્ષાલકો બનાવવા થાય છે, જેમાં STPPની માંગ ઘણી વધારે છે. અન્ય ક્ષારો જલ-મૃદૂકરણ (water softening), જલ-પ્રાનુકૂલન (water conditioning), કેટલાક ખાદ્ય પદાર્થોમાં, બેકિંગ પાઉડરમાં, ઔષધો વગેરેમાં વપરાય છે.

(vii) ફૉસ્ફેટ એસ્ટરો : ક્રિયાશીલ હાઇડ્રૉક્સિ (–OH) સમૂહ ધરાવતાં કાર્બનિક સંયોજનો ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરી એસ્ટર બનાવે છે. આ એસ્ટર-સંયોજનો વિશિષ્ટ અને ઉપયોગી ગુણો ધરાવે છે. તે સુઘટ્યતાકારકો (plasticizers) તથા દ્રવ્યચાલિત તરલો (hydraulic fluids) તેમજ અગ્નિમંદકો(fire retardants)માં ઉપયોગમાં લેવાય છે.

nROH + H₃PO₄ →       RH₂PO₄ + H₂O

                                    R₂HPO₄ + 2H₂O

                                    R₃PO₄ + 3H₂O

                                    (R = કાર્બનિક સમૂહ)

ફૉસ્ફરસ ઑક્સિક્લૉરાઇડ (POCl₃) સાથેની પ્રક્રિયાથી પણ એસ્ટર બનાવી શકાય છે; દા.ત., ટ્રાઇક્રેસાઇલ ફૉસ્ફેટ (TCP) નીચેની પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાય છે.

1 ટન TCP બનાવવા 0.73 ટન ક્રેસાઇલિક ઍસિડ અને 0.48 ટન POCl₃ની જરૂર પડે છે. તેની ઉપપેદાશ તરીકે હાઇડ્રૉક્લૉરિક ઍસિડ મળે છે. પ્લાન્ટની ક્ષમતા સામાન્ય રીતે 30 ટન/દિવસની હોય છે.

તે પેટ્રોલમાં ઉમેરણ (additive) તથા અપસ્ફોટરોધી (antikuock) પૂરક દ્રવ્ય તરીકે, પ્લાસ્ટિસાઇઝર તરીકે તેમજ સળગે નહિ તેવાં દ્રવચાલિત તરલોમાં વપરાય છે.

ટ્રાઇબ્યૂટાઇલ ફૉસ્ફેટ નામનો એસ્ટર ન્યૂક્લિયર ઇંધનના પુન:પ્રક્રમણ(reprocessing)માં તથા યુરેનિયમ, પ્લૂટોનિયમ અને થોરિયમ નાઇટ્રેટના દ્રાવક-નિષ્કર્ષણમાં વપરાય છે.

હાલમાં વિવિધ પ્રકારનાં જ્વાલાસહ્ય (flame proof) કાપડ તથા બહુલકીય ફીણ બનાવવા તેમજ જંગલમાં લાગતી આગ સામે લડવા અગ્નિમંદકોની માંગ ઘણી વધી છે. આવો અગ્નિમંદક બીડી, સિગારેટ, દીવાસળી, મીણબત્તી કે પ્રાયમસ કે સ્ટવના બર્નર જેવાં હળવા જ્વલનકારકોથી ગાદલાં, શેતરંજી વગેરેને ઝડપથી આગ પકડવા દેતાં નથી. આ માટે પૉલિયેસ્ટર વસ્તુને ટ્રિસ (2, 3 ડાઇબ્રોમોપ્રોપાઇલ) ફૉસ્ફેટ કે ટ્રિસ અથવા ટ્રિસ (ડાઇક્લોરો આઇસોપ્રોપાઇલ) ફૉસ્ફેટ કે ફાયરૉલ FR–2ની માવજત આપવામાં આવે છે. ડાઇઇથાઇલ N, N–બિસ (હાઇડ્રૉક્સિ) ઇથાઇલ એમાઇનો મિથાઇલ ફૉસ્ફૉનેટ (ફાયરોલ 6) ર્દઢ (rigid) પૉલિયુરિધેન ફીણ જેવા પદાર્થોને અગ્નિસહ્ય બનાવવા વપરાય છે.

ઝાડી-ઝાંખરાં કે જંગલમાં લાગતી આગના શમન માટે (NH4)₂HPO₄ અથવા (NH₄)₂SO₄ જેવા પદાર્થોનો અન્ય દ્રવ્યો સાથે ઉપયોગ થાય છે. એમ માનવામાં આવે છે કે ફૉસ્ફરસ સંયોજનો અદાહ્ય (અજ્વલનશીલ, noncombustible) વાયુઓ અને કોલસો (char) ઉત્પન્ન કરવામાં ઉદ્દીપક તરીકે વર્તે છે. આ ઉપરાંત ફૉસ્ફરસનાં સંયોજનોના ઉષ્મીય અવક્રમણ(degradation)થી ઉત્પન્ન થતો ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ પણ પ્રજ્વલન પ્રક્રિયાઓ(glow reactions)ને દબાવી દેવામાં મદદરૂપ થાય છે.

ઝોહર ઝોએબભાઈ પેઈન્ટર

અનુ. પ્રહલાદ બે. પટેલ