专利解读 CN120423647A：磷石膏渗滤液、含磷废水如何除氟磷

在半导体制造、磷肥加工、新能源材料生产等行业，有一类废水格外令人头疼：里面既有氟，又有磷。更麻烦的是，氟和磷在化学性质上差异明显——氟喜欢与金属离子结合，磷则偏爱与钙镁纠缠。传统的处理技术往往只能针对其中一种离子进行有效去除，想要同时处理两者，通常需要两套工艺串联，流程复杂、成本高昂。

稀固科技尝试用一套技术方案，同时解决氟和磷的吸附问题。2025年7月，公司提交了一份专利申请，并于8月初公开。以下是对该专利技术内容的梳理。

一、氟磷浓度降下来，处理难题反而升上去？

从技术路线来看，对于氟磷浓度较高的废水，化学沉淀法、蒸发结晶等传统工艺尚能应对，但往往伴随着高能耗或大量污泥处置成本。而当废水中氟磷浓度降至中低水平时，这些工艺的经济性急剧下降——继续用沉淀法，药剂投加量不减但回收产物价值有限；改用吸附法，又面临单一离子选择性导致的“顾此失彼”。想要两者兼顾，往往需要两套设备串联，流程复杂、投资和运行成本双双上升。

如何在低浓度含氟磷废水的处理中，同时实现高效去除、资源回收和成本控制，成为行业亟待突破的技术瓶颈。

二、技术方案：一张同时捕获磷、氟的渔网

专利提出的核心思路，如同一张特制的渔网，能在废水里同时捕获氟和磷。

专利中采用功能化多孔树脂作为载体。基体选用弱酸阳离子交换树脂，采用大孔结构，孔径范围10–1000 nm。专利中给出了多种具体的树脂结构式，以适应不同废水体系的处理需求。

通过在特定载体上引入金属活性组分，使材料在酸性条件下对氟离子和磷酸根离子同时表现出较强的亲和性，从而实现二者的协同去除。

与传统单一离子吸附材料相比，该方案的主要特点在于：

· 在同一体系内同步处理两类离子；

· 减少多工艺串联带来的系统复杂度；

· 在实现高效去除的同时，简化整体处理流程。

三、效果验证：真实废水，数据说话

专利共设置了6组实施例，其中实施例3-6给出了具体的去除率数据，所有数据均呈现出稳定的高效去除效果：磷去除率均达到99.99%，氟去除率在98.83%至99.62%之间。以下选取两组数据进行展示。

实施例3：处理实际含氟磷废水（pH=1.7，F 1.5 g/L，总磷 3.6 g/L）

· F去除率：98.83%

· P去除率：99.99%

实施例4：处理另一组废水（pH=2.2，F 2.85 g/L，总磷 3.2 g/L）

· F去除率：99.62%

· P去除率：99.99%

不怕“捣乱分子”

废水里通常还混着硫酸根、钙离子等“捣乱分子”，它们可能会抢占吸附位点。实验结果显示：

· SO₄²⁻吸附率：<10%（实施例3、4）

· Ca²⁺吸附率：8.5%–24.2%（实施例3、4）

这意味着树脂对氟和磷具有较高的选择性，不会轻易被无关杂质带偏。

与现有技术的对比

在静态吸附实验（震荡12小时）中，将本专利的除氟树脂与铝改性树脂、镧改性树脂、未改性树脂进行对比：

本专利树脂的氟去除率较铝改性树脂最高提升17.1%，较镧改性树脂最高提升14.8%；磷去除率较铝改性树脂最高提升22.8%，较镧改性树脂最高提升15.0%。

四、10次循环后性能依旧稳性

工业应用中，材料的使用寿命直接关系到运行成本。专利进行了10次吸附–反萃–再生循环测试：

· F去除率保持率：96.5%

· P去除率保持率：95.2%

每次循环的衰减率，氟为0.35%，磷为0.48%。这意味着经过10次循环，树脂性能基本保持稳定。

活性组分溶出测试：在pH 1.5的酸性环境中，本专利树脂的Fe³⁺溶出量为0.12 mg/L。作为对比，铝改性树脂的Al³⁺溶出量为5.2 mg/L，镧改性树脂的La³⁺溶出量为6.4 mg/L。

这表明本专利树脂在酸性条件下结构稳定性较高，活性组分不易脱落，具备较好的工业复用潜力。

五、适用边界：哪些废水能用？

专利划定了适用条件，不是“万能”方案，而是针对特定场景的精准工具：

· 废水pH：1–4（优选1.5–3.5）

· 氟浓度：0.1–5 g/L

· 磷浓度：0.1–5 g/L

· 可含铝：0.1–5 g/L、钙：0.1–1 g/L

适用废水类型包括：半导体制造废水、磷肥加工废水、含氟磷工业废水等。