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Keywords:

  • aluminum removal;
  • magnesium removal;
  • phosphoric acid purification;
  • experimental design

Abstract

The present paper relates to the treatment of crude wet-process phosphoric acid with ammonium nitrate and hydrofluoric acid to precipitate aluminum and magnesium impurities in the form of an easily separable phase: (NH4)xMgyAlz (F, OH)6.2 H2O. To check the effect of some concentration factors on this reaction, an orthogonal central composite design is realized with three variables: %Al3+, %NH4+ and %F. It is concluded that the amount of aluminum in acid is the limiting factor of magnesium precipitation. Thus complete removal of magnesium, which is a major impurity in wet-process phosphoric acid, can be obtained by adding to the crude acid extra soluble aluminum salt simultaneously with hydrofluoric acid and ammonium nitrate.

L'addition d'un mélange de nitrate d'ammonium et d'acide fluorhydrique dans l'acide phosphorique préparé par voie humide conduit à la précipitation d'ions aluminium et magnésium sous forme d'un complexe facilement filtrable ayant pour formule générate: (NH4)xMgyAlz(F, OH)6.2 H2O. L'optimisation de cette méthode originale de purification de l'acide phosphorique industriel est réalisée par la technique des plans d'expériences. Un plan composite centré orthogonal avec pour variables les teneurs en ions Al3+, NH4+ et F dans l'acide a permis de montrer que la teneur en ions Al3+ est le facteur limitant de la réaction de précipitation. L'élimination complète du magnésium, considéré comme l'impureté la plus génante dans l'acide phosphorique préparé par voie humide, nécessite l'addition d'un supplément d'aluminium en měme temps que des ions NH4+ et F.