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[1]张贺贺,郎剑涛,马 航,等.膜技术在萃余酸梯级利用中的应用研究[J].武汉工程大学学报,2025,47(05):502-507.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202503005]
　ZHANG Hehe,LANG Jiantao,MA Hang,et al.Application of membrane technology in the cascade utilization of raffinate acid[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2025,47(05):502-507.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202503005]
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膜技术在萃余酸梯级利用中的应用研究
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
47
期数:
2025年05期
页码:
502-507
栏目:
现代大化工
出版日期:
2025-10-31

文章信息/Info

Title:
Application of membrane technology in the cascade utilization of raffinate acid

文章编号:
1674 - 2869（2025）05 - 0502 - 06
作者:
1. 武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430205；
2. 云天化股份有限公司研发中心，云南 昆明 650228

Author(s):
1. School of Materials Science and Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China；
2. Research and Development Center of YunnanYuntianhua Co.，Ltd.，Kunming 650228，China

关键词:
Keywords:
分类号:
TQ126.3
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202503005
文献标志码:
A
摘要:
针对磷酸萃取工业中萃余酸因固相含量高、残留有机萃取剂及重金属离子富集而导致的资源化利用技术瓶颈，本研究设计了预处理+超滤+纳滤的三级耦合净化工艺，集成了气浮-板框压滤与40 nm碳化硅陶瓷膜超滤-耐酸膜纳滤装置，对萃余酸进行脱杂与组分梯级分离。结果表明：预处理阶段采用气浮-板框压滤技术，成功实现悬浮体系中粒径大于100 μm颗粒的有效沉降分离，同步完成44.37%有机溶剂的脱除；碳化硅超滤膜单元对萃余酸中磷元素回收率超过95%，截留液固相含量低于检测限，且未检出磷酸三丁酯残留，平均膜通量稳定维持在500 L/(h·m2)；纳滤单元进一步将总磷回收率提升至53.5%以上，其平均通量达6.4 L/(h·m2)，关键性指标倍半氧化物与五氧化二磷质量比降低至0.02。预处理与膜分离组合工艺实现萃余酸有价组分高值转化和综合利用，产品可用于生产磷酸二铵等高附加值产品。
Abstract:
To address the resource utilization challenges of raffinate acid in the phosphate extraction industry—caused by its high solid content，residual organic extractants，and enrichment of heavy metal ions—this study designed a three-stage integrated purification process including pretreatment，ultrafiltration（UF），and nanofiltration（NF）. Specifically，this process used air flotationand plate-and-frame filter press in the pretreatment stage，40 nm silicon carbide （SiC） ceramic membrane UF and acid-resistant membrane NF units to remove impurities and achieve cascade separation of components in the raffinate acid. The results demonstrated that the pretreatment stage effectively separated particles larger than 100 mm via sedimentation while simultaneously removing 44.37% of the organic solvents. The SiC ultrafiltration membrane unit achieved a phosphorus recovery rate exceeding 95%. The retentate showed solid content below the detection limit and no detectable tributyl phosphate （TBP） residues，with a stable average flux of 500 L/(h·m2). The nanofiltration unit further enhanced cumulative total phosphorus recovery rate to over 53.5%，achieving an average flux of 6.4 L/(h·m2) and reducing the critical mass ratio of sesquioxides to P2O5 to 0.02. The combined pretreatment and membrane separation process enables high-value conversion and comprehensive utilization of valuable components in raffinate acid. The resulting products can be used to manufacture high-value products such as diammonium phosphate.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2025-03-10
基金项目：国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目（U24A20554）；湖北省重点研发专项（2023BAB100）；贵州省重大专项（黔科合重大专项字[2024]012）
作者简介：张贺贺，博士研究生。Email：969374819@qq.com
*通信作者：季家友，博士，教授。Email：Jijy@wit.edu.cn
引文格式：张贺贺，郎剑涛，马航，等. 膜技术在萃余酸梯级利用中的应用研究［J］. 武汉工程大学学报，2025，47（5）：502-507，515.

更新日期/Last Update: 2025-11-03