Purificación de ácido fosfórico por sistemas acuosos de dos fases

Abstract

En este trabajo de investigación se trabajaron sistemas ATPS formados por PEG/Na2SO4 para la extracción de H3PO4 de una fase acuosa a una fase rica en polímero. Las condiciones óptimas para formar los sistemas bifásicos en presencia de ácido fosfórico se determinaron experimentalmente y se obtuvo el diagrama de fases de los sistemas ATPS compuestos de H2O, PEG, Na2SO4 y H3PO4. Se cuantificaron los diferentes componentes presentes en los sistemas como PEG, Na2SO4, H3PO4 y las impurezas presentes en el ácido como Al(III), Ca(II), Fe(III), Cd(II), V(IV) en cada una de las fases, mostrando que fue posible transferir aproximadamente el 75% del H3PO4 a la fase rica en PEG. Además de que aproximadamente el 80% de las impurezas permanecieron en la fase rica en sal. El proceso de desextracción de H3PO4 se lleva a cabo con la formación de Na2HPO4 utilizando NaOH, que lleva a la formación de un segundo sistema ATPS capaz de recuperar el 87% de la sal fosfatada en la fase rica en sal en solo una etapa. Se realizó la caracterización de los sistemas ATPS por espectrometría Raman para verificar la interacción entre el PEG y el H3PO4, que se muestra en el desplazamiento de las señales Raman en los espectros. Se trabajó también con la simulación por dinámica molecular de los sistemas PEG-H3PO4-H2O para conocer el comportamiento de las interacciones por puente de hidrógeno que se dan entre las especies. Por último, se propone el modelo de extracción de H3PO4 para conocer los coeficientes estequiométricos de los solvatos propuestos y para confirmar el comportamiento entre las moléculas de H3PO4 y PEG.