פוספט (זרחן), (PO4) נמצא בדרך כלל כסידן-פוספט, במרבצי סלע המכונים אפטיט. זהו מקור טבעי של זרחן, יסוד חיוני לחיים על פני כדור הארץ. אין תחליף לזרחן בתזונת האדם, החי, הצומח או בייצור מזון. בנוסף, זרחן משמש כמרכיב בלתי נפרד במוצרים רבים בחיים המודרניים.
אותה תרכובת מבוססת פוספט יכולה לשמש ליישומים שונים, במגוון רחב של תעשיות, כולל תעשיית הפארמה, תוספי המזון, טיפוח אישי, בניין, ייצור כימיקלים, אנרגיה מתחדשת וחקלאות.
שוק תעשיית הפוספט העולמי צפוי להגיע ל-7,350 מיליון דולר עד סוף שנת 2026.
בגלל תפקידו החיוני של פוספט, הכימאי והסופר המדעי הבולט אייזק אסימוב, אמר בתמציתיות: "החיים יכולים להתרבות עד שכל הזרחן נעלם ואז יש עצירה חדה, אשר שום דבר לא יכול למנוע".
זרחן חיוני לחיים
זרחן הוא היסוד האחד-עשר הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ. אם קרקעות חסרות זרחן, ייצור המזון הופך מוגבל – אלא אם מוסיפים את הנוטריינט לקרקע בצורה של דשני פוספט.
פוספטים בגופנו
פוספט הינו בעל תפקיד חיוני במערכות ביולוגיות כחומר המבני של העצם והשן.
מבנים אלו עשויים סידן-פוספט גבישי, בצורה של הידרוקסיאפטיט באמייל השן.
פוספט בצמחים
זרחן הוא נוטריינט חיוני הנדרש לצמחים. הוא עוזר להתפתחות השורשים, הזרעים וכן בהבשלת הצמחים. יחד עם חנקן ואשלגן, זרחן הוא אחד המרכיבים החשובים ביותר לחיי הצמח.
התרוקנות הקרקע מזרחן נגרמת בשל מספר סיבות וביניהן סחיפה על ידי גשמים. לכן החקלאות המודרנית מסתמכת על החלפת אלמנטים אלה במוצרים המיוצרים על ידי תעשיית דשני הפוספט.
יון הפוספט קיבל את שמו מאטום הזרחן המרכזי הצבוע בכתום במבנה למטה.
פוספט הוא גם חלק חשוב של אדנוזין טריפוספט (ATP) שהוא קריטי לתפקוד מערכות ביולוגיות בבעלי חיים ובצמחים בשל יכולתו לאחסן ולשחרר אנרגיה תאית לפי דרישה.
אבל מספיק עם הכימיה. בואו נחזור לתהליך גילוי הפוספט, שמעניין הרבה יותר.
ההיסטוריה של פוספט: החיפוש אחר אבן החכמים
צורת היסוד של הזרחן התגלתה בסביבות שנת 1669, על ידי האלכימאי הגרמני הניג ברנדט, בעת מסע ליצירת אבן החכמים.
בעבודה שתגרום להארי פוטר לקנא (אולי לא בחלק של השתן), ברנדט זיקק חמישים דליי שתן. באמצעות חימום וזיקוק אינטנסיביים. הוא קיווה ליצור את אבן החכמים האגדית והחמקמקה – שעל פי האגדה יכולה להפוך מתכות בסיס לזהב.
ניסוי זה אולי נכשל, אבל הוא גילה את הצורה הטהורה של זרחן – שגם זהר בחושך. ברנדט כינה את החומר "אש קרה", שם אשר שונה מאוחר יותר לזרחן– כלומר נושא-אור.
במשך מאה שנה, שתן היה המקור היחיד לזרחן, עד שנמצא בעצמות, בשנים מאוחרות יותר פותח בתהליכי ייצור מסחריים.
בשנת 1835, ג'יימס מורי רשם פטנט על "סופר-פוספט" של סיד מעצמות. מאוחר יותר נמצא זרחן כמרכיב העיקרי של סלעי יסוד וסלעי משקע מסוימים – וכאן נולדה כריית הזרחן.
מקורות פוספט
פוספט הוא סלע משקע, שנוצר מהצטברות של חומר אורגני במשך מיליוני שנים. בכל רחבי העולם ניתן למצוא מצבורי פוספט והם המקור העיקרי לזרחן.
הפוספטים של ICL מגיעים משרשרת ערך משולבת וייחודית של פוספט – המתחילה ממכרות סלעי פוספט בנגב בישראל ובסין ומסתיימת במתקני ייצור הממוקמים בישראל, סין, אירופה וארצות הברית.
מכיוון שזרחן הוא משאב סופי, האיחוד האירופי הכניס את סלע הזרחן והזרחן הלבן לרשימת חומרי הגלם הקריטיים – ולכן יש לאפשר שימור של מצבורי זרחן בכל מקום אפשרי.
על מנת לעמוד ביעדים אלה של מחזור ושימור, מתקני טיהור שפכים (WWTP) מסירים זרחן משפכים באמצעות טכנולוגיות כימיות וביולוגיות. לאחר מכן, שפכים אלה עוברים עיכול אנאירובי, ייבוש ושריפה על מנת להפיק זרחן ממוחזר.
בתעשיה, יש לסלק את הזרחן מהשפכים כדי לעמוד בתקנים מחמירים. במקביל,
מחזור של זרחן זה ושימוש בו כחומר דישון, יכול לחסוך את עלויות הטיפול בבוצה, דבר שמוביל להפחתה משמעותית של הוצאות תפעול המפעל.
מקורות נוספים המיועדים למחזור הם זרמי פסולת מוצקה כגון זבל בעלי חיים וסיגים לייצור פלדה. שחזור זרחן מסיגים לייצור פלדה מאפשר שימוש חוזר בשאר הסיג כחומר גלם בתנורי פיצוץ – יש לכך פוטנציאל עצום לשפר יעילות משאבים בתהליך ייצור הפלדה.
יחד עם טכניקות יעילות יותר של חקלאות וניהול מזון, ICL ממלאת את חלקה על ידי השקעה של משאבים לשלב מקורות זרחן אלה בתהליכי הייצור. דבר זה תורם להפיכת כלכלת זרחן מעגלית לכדאית מבחינה סביבתית וגם כלכלית.
יישומים ושימושים של פוספט
תעשיית הפוספט מייצרת מלחי פוספט המשמשים לייצור דשנים, מזון לבעלי חיים ויישומים תעשייתיים רבים.
פוספטים תעשייתיים
פוספטים תעשייתיים משמשים במגוון עצום של מוצרים. ICL היא ספקית מובילה של מספר רב של מוצרי אורטופוספט, פירופוספט ופוליפוספט ייחודיים הנמצאים בשימוש בשוק הדנטלי (משחות שיניים ומוצרים נוספים), חומרי ניקוי תעשייתיים ומוסדיים, קידוחי נפט, כרייה, טיפול במתכות, עיבוד עור, בנייה, קרמיקה, צבעים וציפויים.
תוספי פוספט אלה מספקים פונקציות ייחודיות רבות, כגון שחיקה, ריכוך מים, משקעים, בופרים של pH, בקרת ריאולוגיה, הרטבת פני השטח, פיזור פיגמנטים, עיכוב, טיפול, עמידות בפני קורוזיה, הגנה מפני אש, הידבקות והשעיית פיגמנטציה, כמו גם סילוק קצף וייצוב נוסחאות צבע על בסיס סיליקט.
שימוש חדשני נוסף בפוספטים של ICL הוא בייצור מונו אמוניום פוספט (MAP), המשמש לייצור סוללות ליתיום-ברזל-פוספט (LFP) המתאימות לכלי רכב חשמליים ואחסון אנרגיה.
נכון להיום, סוללות LFP מהוות 23% משוק סוללות הליתיום-יון הגלובלי, והן אחד המגזרים הצומחים ביותר בענף זה. סוללות LFP הן לרוב האופציה הזולה ביותר גם מבחינה כימית עם היתרונות הנוספים של בטיחות ואורך חיי הסוללה.
חומרי הגלם לסוללות LFP אינם מגיעים מאזורי סכסוך– דבר העולה בקנה אחד עם מחויבותה של ICL ליציבות וקיימות עולמית. אנליסטים בשוק צופים שווי של 5 מיליארד דולר לסוללות LFP עד שנת 2030. חברת טסלה הודיעה כי היא נמצאת בתהליך גלובלי של העברת כל כלי הרכב הסטנדרטיים שלה לשימוש בסוללות ליתיום-יון-פוספט.
תוספי פוספט במזון
פוספט באיכות מזון נמצא בשימוש נרחב בתעשיית המזון, וממלא אינספור פונקציות.
ניתן להשתמש בו כבאפר (חוצץ), מאיץ-ג'ל, רכיב-חומצה, נוגד-התגבשות, משמש גם לעיבוי מזונות ושמירה על מבנה כמו בתערובות פירה מתפוחי-אדמה, מסייע בשימור בשרים, נקניקים ומוצרי מעדניה.
פוספט משמש גם לשיפור המרקם של מוצרי חלב, משקאות, בשרים, מאפים ותחליפי חלבון. שימושים נוספים הם באפייה מסחרית כחומר תפיחה של לחם, עוגות, מאפינס, פנקייקים וסופגניות.
פוספט בשימוש גם בייצור גבינות לשיפור משך זמן השימוש במוצר, ההמסה והקרמיות. שימוש חשוב נוסף בפוספט הוא הארכת חיי המדף של בשרים, מוצרי חלב ומשקאות.
תעשיית דשני הפוספט
דשני NPK – דשנים הכוללים חנקן, זרחן ואשלגן, הנקראים גם דשנים מורכבים. זוהי הקבוצה הגדולה ביותר של דשנים לצמחים, והם חיוניים לצמיחה בריאה של צמחים בפרופורציות שונות.
שוק דשני ה-NPK הגלובלי צפוי לצמוח ל-49,950 מיליון דולר עד סוף שנת 2026, עם קצב צמיחה שנתי מורכב (CAGR) של 2.8% בשנים 2021-2026.
ישנו מגוון רחב של מוצרי NPK המבוססים על הרכב תזונתי שונה, ולכן הם עוברים לעיתים קרובות התאמה אישית לצרכים הנקודתיים של כל יבול או חלקת אדמה.
ההבדל בין חומר גלם לא מעובד בשימוש ישיר לבין דשן (חומר גלם שעבר עיבוד), הוא שהדשן מייצר לצמחים זמינות מיידית הקשורה בתזונתם, לעומת חומרי גלם מהטבע שזמינותם איטית בהרבה מבחינת הזנת הצמחים. לכן, תהליכי ICL בהפיכת חומרי גלם לדשנים מגבירים את זמינות הצרכים של הצמחים ומאפשרים ניצול שטח גדול יותר. ICL פיתחה במשך עשרות שנות מחקר וייצור, דשנים שנחשבים למתקדמים מסוגם, חלקם על ידי תהליכים ייחודיים לארגון.
אסטר-פוספט (Phosphate Esters)
בדומה לרוב הקבוצות הפונקציונליות, אסטר-פוספט מופיעים במגוון רחב של צורות. דוגמאות חשובות כוללות ביו-מולקולות מפתח כגון DNA, RNA ו-ATP, כמו גם קוטלי חרקים רבים, קוטלי עשבים ומעכבי בעירה.
מאז שהתגלו התכונות המצויינות שלהם כנוגדי שחיקה ועמידות באש, ב-1940, השימוש באסטר-פוספט בתעשייה גדל בהתמדה. ICL מייצרת מגוון של אסטר-פוספט בשימוש נרחב במוצרים כגון מעכבי בעירה, חומרי פלסטיק ותוספי דלק.
שימושים של אסטר-פוספט (Phosphate Esters)
אנו מובילים עולמיים בקידום המעבר למוצרים מודרנים ובני-קיימא של אסטר-פוספט.
ICL מייצרת מגוון של נוזלי אסטר-פוספט לכיבוי עצמי המשמשים ביישומים הידראוליים וסיכוך התלויים בשיקולי בטיחות באש – לרוב בתחנות כוח ומפעלי ייצור של מתכות חמות. האסטר-פוספט שלנו משמשים גם כתוספים פונקציונליים לנוזלים בתחום התעשייה והתעופה.
ICL Fyrquel – נוזלים לא-מימיים עמידים באש
נוזלי Fyrquel®, עשויים מאסטרי-פוספט הם נוזלים לא מימיים העמידים באש, נוזלים המשמשים ביישומים תעשייתיים קריטיים. אסטרי פוספט נוספים המשמשים כמעכבי בעירה במוצרים יומיומיים כגון רהיטים וכלי בית, וניתן להשתמש בהם גם כציפויי פוספט עבור כמעט כל סוג של משטח.
יצירת השפעה למען עתיד בר-קיימא
ICL היא חברה מובילה מבוססת-מחקר בתחום המינרלים המיוחדים. אנו מתמקדים ביצירת פתרונות בעלי השפעה לאתגרי הקיימוּת של האנושות בשוק המזון, החקלאות והתעשייה. אנו מייצרים מגוון רחב של אשלג פוספט ומגוון דשנים.
אנו מפתחים כל הזמן טכנולוגיות חדשות ובנות-קיימא כדי לספק, בין היתר, לחקלאים, מגדלים, יצרני מזון ויצרני מעכבי בעירה, מגוון רחב של מוצרים מבוססי-הפוספט שלנו, כדי לספק פתרונות לדרישות המזון והטכנולוגיה הגלובליות, באופן בר-קיימא וידידותי לסביבה.
