Nass-Phosphorsäure ist ein wichtiger Rohstoff in der phosphatchemischen Industrie. Aufgrund von Verunreinigungen im Phosphaterz enthält die Säure jedoch häufig Ionen wie Eisen, Magnesium, Aluminium und Sulfat. Diese Verunreinigungen beeinträchtigen nicht nur die Produktreinheit, sondern verringern auch die Qualität der nachgelagerten Phosphat- oder Düngemittelprodukte. Herkömmliche Reinigungsmethoden durch Lösungsmittelextraktion sind zwar ausgereift, aber energieintensiv, kostspielig und umweltschädlich.
Die Diffusionsdialyse-Membrantrennung ist eine aufstrebende Reinigungstechnologie, die Konzentrationsgradienten nutzt, um Wasserstoffionen von Metallionen zu trennen. Die Verwendung von Anionenaustauschmembranen auf Polyolefin--Basis ermöglicht einen effizienten Prozessablauf bei geringem Energieverbrauch und die wirksame Entfernung multivalenter Kationenverunreinigungen. Die feste Ladungsstruktur der Membran ermöglicht einen selektiven Ionentransport und erreicht so eine präzise Trennung.
Die Studie zeigt, dass bei einem Membranfluss von 0,80–0,85 L/(m²·h) und einem Säure-zu-Volumenverhältnis von 1,0–1,1 die Rückweisungsraten von Fe³⁺, Mg²⁺ und Al³⁺ 82 %–83 % erreichten, während die P₂O₅-Rückgewinnungsrate bei 55 %–60 % blieb. Nach der Entschwefelungsvorbehandlung stieg die Ausschussrate weiter auf 83–89 %.
Bei einer Reinigungsanlage mit einer Kapazität von 50.000 Tonnen P₂O₅ pro Jahr betragen die Behandlungskosten pro Tonne durch Membrantrennung weniger als 500 RMB, verglichen mit mehr als 3.000 RMB bei herkömmlichen Extraktionsmethoden. Dies zeigt den erheblichen wirtschaftlichen Vorteil der Membrantrennung in industriellen Anwendungen.
Die durch Membrantrennung gereinigte Phosphorsäure weist eine hohe Reinheit auf und kann direkt zur Herstellung von wasserlöslichen Düngemitteln und Phosphaten in Industriequalität verwendet werden. Durch die kontinuierliche Verbesserung der Membranmaterialien und die Senkung der Herstellungskosten bietet diese Technologie weitreichende Aussichten für die saubere Phosphatproduktion, das Ressourcenrecycling und die umweltfreundliche Fertigung.
