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特表2023-530666不純物を含むホスフェート含有酸性溶液を精製するためのプロセス及びそれを適用するための装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-19
(54)【発明の名称】不純物を含むホスフェート含有酸性溶液を精製するためのプロセス及びそれを適用するための装置
(51)【国際特許分類】
B01D 61/02 20060101AFI20230711BHJP
C01B 25/238 20060101ALI20230711BHJP
B01D 61/58 20060101ALI20230711BHJP
【ＦＩ】
B01D61/02 500
C01B25/238 Z
B01D61/58
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022576397
(86)(22)【出願日】2021-06-14
(85)【翻訳文提出日】2023-02-08
(86)【国際出願番号】 EP2021065923
(87)【国際公開番号】W WO2021254944
(87)【国際公開日】2021-12-23
(31)【優先権主張番号】20180333.5
(32)【優先日】2020-06-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516125587
【氏名又は名称】プラヨン ソシエテ アノニム
【氏名又は名称原語表記】Ｐｒａｙｏｎ Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】ソンヴォー，マルク
(72)【発明者】
【氏名】ヒューバー，ダミアン
【テーマコード（参考）】
4D006
【Ｆターム（参考）】
4D006GA03
4D006JA58Z
4D006KA52
4D006KA53
4D006KA54
4D006KA55
4D006KA56
4D006KA63
4D006KA72
4D006KB11
4D006KE12R
4D006KE15R
4D006MA09
4D006MA31
4D006MB12
4D006MC03
4D006MC04
4D006MC22
4D006MC27
4D006MC29
4D006MC45
4D006MC57
4D006MC60
4D006MC61
4D006MC62
4D006MC63
4D006PA01
4D006PB20
(57)【要約】
本発明は、各々メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含むいくつかのナノ濾過メンブレンユニットを含むナノ濾過ステーションを介して不純物を含むホスフェート含有酸性溶液を精製するのためのプロセス及び装置に関し、プロセスは、エントリーラインを介してホスフェート含有酸性溶液を直列に配置されたｎ２：１メンブレンユニットの第１のメンブレンユニットに供給することを含み、第ｎのメンブレンユニットから流出する第ｎの透過物は、ナノ濾過ホスフェート溶液を形成する。本発明の要旨は、３つの透過物の少なくとも１つとホスフェート含有酸性溶液とを組み合わせるように第１のメンブレンユニットの保持物側から分岐してエントリーラインでループを閉じる少なくとも１つの透過物再循環ループの提供である。
【選択図】図３ｂ
【選択図】図３ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不純物を含むホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を精製するためのプロセスにおいて、下記ステップ、・ ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を生成するためにエントリーライン（１ｅ）を介して前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーション（２）に供給するステップにおいて、前記ナノ濾過ステーション（２）が、
ｏ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
ｏ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含み、
上述したメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々が、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含む、供給するステップと、
・ 前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを組み合わせることによりインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するステップと、
・ 前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１の透過物（Ｐｐ１）及び
ｏ 不純物に富む第１の保持物（Ｐｒ１）
に分離するために前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給するステップと、
・ ｎ＞１の場合、第（ｎ－１）の透過物の少なくとも一部分を第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）に供給するまで、前記第１の透過物（Ｐｐ１）の少なくとも一部分を第２のメンブレンユニット（Ｍ２）に、以下同様に供給するステップと、
・ 前記第１の保持物（Ｐｒ１）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）及び
ｏ 不純物に富む第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）
に分離するために前記第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分を前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に供給するステップと、
・ 前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を
ｏ 前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わせるための前記エントリーライン（１ｅ）、及び／又は
ｏ 前記第１の回収透過物（Ｐｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）及び
・ 不純物に富む第１のエグジット保持物（Ｐｒｅ１）
に分離するための前記第１のエグジットメンブレン（Ｍｅ１）
の１つ以上に供給するステップと、
・ 任意選択的に前記第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）及び
・ 不純物に富む第２の回収保持物（Ｐｒｒ２）
に分離するために前記第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分を前記第２の回収メンブレン（Ｍｒ２）に供給するステップと、
・ 前記第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）の透過物側から前記ナノ濾過ステーション（２）からの前記ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を送るステップと、
を含み、以下のこと、
・ 前記第１若しくは第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）の１つ以上又は前記第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側と前記エントリーライン（１ｅ）とを流体連通する１つ以上の透過物再循環ループを提供することと、
・ 前記第１若しくは第２の回収透過物（Ｐｐｒ１、Ｐｐｒ２）の１つ以上又は前記第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分を前記エントリーライン（１ｅ）に供給するとともに前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わせて前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成することと、
を特徴とするプロセス。
【請求項2】
請求項１に記載のプロセスにおいて、ｎ＞１であり、且つ前記ｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の各々が、逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々をそれぞれ２つのストリーム：・ 不純物に乏しい第２～第ｎの透過物（Ｐｐ２～Ｐｐｎ）及び
・ 不純物に富む第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）
に分離するために直列に配置され、
・ 逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々の少なくとも一部分が、一連のｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の下流に位置するその次の第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側に供給され、
・ 第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）の各々の少なくとも一部分が、前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側及び／又は一連のｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の上流に位置するその前の第１～第（ｎ－１）のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍ（ｎ－１））の保持物側に供給される、
ことを特徴とするプロセス。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のプロセスにおいて、前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）から放出された前記第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分が、前記第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に供給され、前記第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分が、・ 前記エントリーライン（１ｅ）に供給されて１つ以上の透過物再循環ループの１つを形成するとともに前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされ、及び／又は
・ 前記ナノ濾過ユニット（２）から送出されてナノ濾過ホスフェート回収溶液（Ｐ２ｒ）として回収される、
ことを特徴とするプロセス。
【請求項4】
請求項３に記載のプロセスにおいて、・ 前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側と前記エントリーライン（１ｅ）とを流体連通する透過物再循環ループが提供されず、且つ
・ 前記第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分が、前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の成分として前記エントリーライン（１ｅ）に供給されて、１つ以上の透過物再循環ループの１つを形成する、
ことを特徴とするプロセス。
【請求項5】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％が、前記エグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給され、且つ前記第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％が、前記第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）を２つのストリーム：・ 不純物に乏しい第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）及び
・ 不純物に富む第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）
に分離するために前記第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）の保持物側に供給され、前記第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）の少なくとも一部分が、ナノ濾過ホスフェートエグジット溶液（Ｐ２ｅ）を形成するために前記ナノ濾過ステーション（２）から送出され、前記第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）の少なくとも一部分が、前記エントリーライン（１ｅ）に供給されて保持物再循環ループを形成するとともに、前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされることを特徴とするプロセス。
【請求項6】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のプロセスにおいて、・ 前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）
・ 前記第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）、又は
・ 前記第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）
の１つ以上の１００ｗｔ．％が、前記エントリーライン（１ｅ）に供給されて前記透過物再循環ループの１つ以上を形成するとともに前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされることを特徴とするプロセス。
【請求項7】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）と前記エントリーライン（１ｅ）との間に形成された単一透過物再循環ループを含むことを特徴とするプロセス。
【請求項8】
請求項１乃至７の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記ナノ濾過ユニット（２）から放出された前記ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）が、前記ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）中に残留する残留カチオン、好ましくは１及び２価カチオンを除去するように及び不純物に乏しい精製リン酸溶液（Ｐ３）を形成するように構成されたイオン交換樹脂（３×）を含むイオン交換ステーション（３）に供給されることを特徴とするプロセス。
【請求項9】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）が、・ ２～２５％Ｐ２Ｏ５、好ましくは１５～２１％Ｐ２Ｏ５と、
・ １μｍ超の１００ｐｐｍ未満の粒子、好ましくは１μｍ超の５０ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満、最も好ましくは１ｐｐｍ未満の粒子と、
・ ３ｗｔ．％未満の合計有機炭素（ＴＯＣ）、好ましくは１ｗｔ％以下のＴＯＣと、
・ 好ましくは４ｗｔ％以下のＳＯ４、好ましくは１０００ｐｐｍ以下のＳＯ４と、
を含むことを特徴とするプロセス。
【請求項10】
請求項１乃至９の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記不純物が、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇを含み、且つＰ２が、Ｐ１を基準にして少なくとも９０ｗｔ．％、好ましくは少なくとも９５ｗｔ．％、より好ましくは少なくとも９８ｗｔ．％、さらには少なくとも９９ｗｔ．％のこれらの不純物の除去率を有することを特徴とするプロセス。
【請求項11】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載のプロセスで不純物を含むホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を精製するための装置において、前記装置が、前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーション（２）に供給するためのエントリーライン（１ｅ）と、前記ナノ濾過ステーションからナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を送出するためのエグジットライン（２ｅ）と、に流体連通するナノ濾過ステーション（２）を含み、前記ナノ濾過ステーション（２）が、・ 前記エントリーライン（１ｅ）に流体連通する前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）の供給源と、
・ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に前記第１の回収メンブレンに直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
・ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含み、
上述したメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々が、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含み、
・ 第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側が、
ｏ インプットラインが前記エントリーライン（１ｅ）に流体連通してインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を前記第１のメンブレンユニットに供給するためのインプットライン、及び
ｏ 前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に流体連通して第１の保持物（Ｐｒ１）をそれに供給するための出口ライン
に流体連通し、
・ 前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側が、
ｏ 前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％と前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）とを組み合わせるための前記エントリーライン（１ｅ）若しくはチャンバー（２ｃ）、及び／又は、
ｏ 前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を前記第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給するための前記第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側
に流体連通し、
・ 前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側が、任意選択的に前記第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に流体連通し、
前記エントリーライン（１ｅ）又はチャンバー（２ｃ）と前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）又は前記第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）又は前記第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の１つ以上の透過物側との流体連通を含めることにより少なくとも１つの透過物再循環ループが形成されることを特徴とする装置。
【請求項12】
請求項１１に記載の装置において、・ 前記第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の透過物側が、第２の膜ユニット（Ｍ２）の保持物側に流体連通し、その透過物側が第３のメンブレンユニット（Ｍ３）に、以下同様に第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）まで流体連通し、その透過物側が前記エグジットライン（２ｅ）に結合され、
・ 第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側が、
ｏ 所与のメンブレンユニットに先行する第１～第（ｎ－１）のメンブレンユニット、及び／又は
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）
の保持物側に流体連通することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、不純物を含むホスフェート含有酸性溶液、例えば、リン酸溶液を精製するためのプロセス及び前記プロセスを行うための装置に関する。本プロセス及び装置は、ホスフェート含有酸性溶液のＰ２Ｏ５収率及びそれからの不純物除去速度の両方を増強するように設計された新規ナノ濾過ステーションを含む。
【背景技術】
【0002】
制限されるものではないが、リン酸溶液をはじめとするホスフェート含有酸性溶液は、たとえば、いわゆる「マーチャントグレード」若しくは「テクニカルグレード」若しくは「フィードグレード」として市場で入手可能であるか、又はフライアッシュ製品からのアタックのように二次ホスフェート源から生成されうる。しかしながら、これらのグレードは、食品、医薬、化学、鋼産業などの多くのより高性能の用途では除去しなければならないかなりの量の不純物をイオンの形態で含有する。不純物としては、典型的には、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｋ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｖ、Ｚｎなどのカチオンが挙げられる。たとえば、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇは、一般的には、より多量に存在するかなり代表的な不純物である。しかしながら、各不純物の適合性は、各不純物種に必要とされる除去率を決定する最終用途に依存する。ナノ濾過は、リン酸溶液などのホスフェート含有酸性溶液を精製するためのいくつかのプロセスに使用され成功を収めてきた。
【0003】
ナノ濾過は、メンブレンを通り抜けるナノメートルサイズの貫通細孔を用いたメンブレン濾過ベースの方法である。図１０（ａ）に例示されるように、ナノ濾過用のナノ濾過メンブレンユニット（Ｍ１）は、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含む。ナノ濾過メンブレンは、典型的には、精密濾過及び限外濾過で使用されるものよりも小さいただし逆浸透のものよりもわずかに大きい１～１０ナノメートルの細孔サイズを有する。ナノ濾過メンブレンユニットは、その保持物側に不純物を含有する溶液が供給される。不純物に乏しい透過物は、ナノ濾過メンブレンユニットの保持物側から透過物側に向かってメンブレンを通り抜けてナノ濾過メンブレンユニットから流出する。不純物に富む保持物は、ナノ濾過メンブレンユニットの保持物側に保持されてナノ濾過メンブレンユニットの保持物側から流出する。本発明との関連では、「不純物に乏しい［及び］富む」という表現は、前述のナノ濾過メンブレンユニットに供給される溶液の不純物含有率を基準にしており、プロセスでのいずれの他の溶液の不純物含有率にもまったく依存しない。たとえば、プロセスが２つ以上のナノ濾過メンブレンユニットを含む場合、それらのそれぞれの位置に依存して、第１のナノ濾過メンブレンユニットの不純物に乏しい透過物は、第２のナノ濾過メンブレンユニットの不純物に富む保持物よりも高い不純物含有率を有することもありうる。
【0004】
ナノ濾過は、多くの産業用途で使用されてきた。たとえば、オーストラリア特許出願公開第２００８２０２３０２号明細書には、水を精製するための逆浸透及びナノ濾過プロセスが記載されている。米国特許出願公開第２０１２０２３８７７７号明細書には、蒸発させる水の量を減少させることにより実質的エネルギー節約を可能にしてリファイニング終了時に糖を回収するためのナノ濾過プロセスが記載されている。米国特許第６０８３６７０号明細書には、フォトレジストとテトラアルキルアンモニウム（ＴＡＡ）イオンとを主に含有するフォトレジスト現像廃液のナノ濾過プロセス又は若返り処理が記載されている。
【0005】
ホスフェート含有酸性溶液の精製のためのナノ濾過は、国際公開第２０１３１３３６８４号パンフレットに記載されており、この場合、本図１１（ｃ）（括弧内の参照番号は、国際公開第２０１３１３３６８４号パンフレットで使用される参照番号に対応する）に例示されるように２つのナノ濾過メンブレンユニットが直列に配置される。メンブレンは、少なくとも１つのアミン官能基、１つの芳香族アミン官能基、１つの酸官能基、及び／又は１つのアルコール官能基を含む少なくとも１種の水溶性ポリマーが吸着された有機ナノ濾過メンブレンである。２つのナノ濾過メンブレンユニットを直列に配置することにより、不純物除去率は増強されるがＰ２Ｏ５の収率は減少する。
【0006】
米国特許第５９４５０００号明細書には、以上で考察された国際公開第２０１３１３３６８４号パンフレットに記載のように、直列に配置された２つ（さらには３つ）のナノ濾過メンブレンユニットを用いてリン酸溶液を精製するためのナノ濾過プロセスが記載されており、この場合、図１１（ａ）及び１１（ｂ）（括弧内の参照番号は、米国特許第５９４５０００号明細書で使用される参照番号に対応する）に例示されるように、両方のナノ濾過メンブレンユニットの保持物は、同一ナノ濾過メンブレンユニット又は第１のナノ濾過メンブレンユニットのどちらかの供給用溶液と共に再循環ループで再循環される。このようにして、Ｐ２Ｏ５の収率は、国際公開第２０１３１３３６８４号パンフレットのプロセスと比較して増強される。しかしながら、第１及び第２のナノ濾過メンブレンユニットの保持物側と第１、任意選択的に第２のナノ濾過メンブレンユニットの供給用溶液との間に形成される再循環ループは、供給用溶液中の不純物含有率を増加させるという欠点を有する。そのため、米国特許第５９４５０００号明細書に述べられたように、「［保持物］溶液［…］内の汚染物質レベルが、［保持物］溶液をリサイクルすることがもはや経済的でないリン酸量を基準にして十分に高くなる」と、許容できないレベルに迅速に上昇するおそれのあるナノ濾過メンブレンユニットに入る不純物量を低減するために、対応するナノ濾過メンブレンユニットへの流入前に保持物溶液のブリードをレギュラーインターバルで行わなければならない。米国特許第５９４５０００号明細書にはまた、メンブレンの寿命を増加させるために、ホスフェート含有酸性溶液の温度を１～３２℃（３０°Ｆ～９０°Ｆ）の温度に低下させることが教示されている。
【発明の概要】
【0007】
ホスフェートの現在の市場価格が低い状況では、Ｐ２Ｏ５の収率及び不純物の除去率の両方を増強する精製プロセスの必要性が存在する。精製プロセスは、好ましくは、規則的時間間隔でのブリードを必要とすることなく完全に連続である。
【0008】
本発明は、Ｐ２Ｏ５の収率及び不純物の除去率を増加させてホスフェート含有酸性溶液を精製するための完全連続プロセスを提案する。本発明のこれらの及び他の利点は、以下のセクションでより詳細に説明される。
【0009】
本発明の目的は、不純物を含むホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を精製するためのプロセスにより達成された。プロセスは、下記ステップ
・ ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を生成するためにエントリーラインを介してホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーションに供給するステップにおいて、ナノ濾過ステーションが、
ｏ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
ｏ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含み、
上述したメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々が、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含む、ステップと、
・ ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを組み合わせることによりインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するステップと、
・ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１の透過物（Ｐｐ１）及び
ｏ 不純物に富む第１の保持物（Ｐｒ１）
に分離するためにインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給するステップと、
・ ｎ＞１の場合、第（ｎ－１）の透過物の少なくとも一部分を第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）に供給するまで、第１の透過物（Ｐｐ１）の少なくとも一部分を第２のメンブレンユニット（Ｍ２）に、以下同様に供給するステップと、
・ 第１の保持物（Ｐｒ１）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）及び
ｏ 不純物に富む第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）
に分離するために第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分を第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に供給するステップと、
・ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を
ｏ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するようにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わせるためのエントリーライン、及び／又は
ｏ 第１の回収透過物（Ｐｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）及び
・ 不純物に富む第１のエグジット保持物（Ｐｒｅ１）
に分離するための第１のエグジットメンブレン（Ｍｅ１）
の１つ以上に供給するステップと、
・ 任意選択的に第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）及び
・ 不純物に富む第２の回収保持物（Ｐｒｒ２）
に分離するために第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分を第２の回収メンブレン（Ｍｒ２）に供給するステップと、
・ 第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）の透過物側からナノ濾過ステーションからのナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を送るステップと、
を含む。
・ ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を生成するためにエントリーラインを介してホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーションに供給するステップにおいて、ナノ濾過ステーションが、
ｏ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
ｏ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含み、
上述したメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々が、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含む、ステップと、
・ ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを組み合わせることによりインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するステップと、
・ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１の透過物（Ｐｐ１）及び
ｏ 不純物に富む第１の保持物（Ｐｒ１）
に分離するためにインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給するステップと、
・ ｎ＞１の場合、第（ｎ－１）の透過物の少なくとも一部分を第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）に供給するまで、第１の透過物（Ｐｐ１）の少なくとも一部分を第２のメンブレンユニット（Ｍ２）に、以下同様に供給するステップと、
・ 第１の保持物（Ｐｒ１）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）及び
ｏ 不純物に富む第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）
に分離するために第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分を第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に供給するステップと、
・ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を
ｏ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するようにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わせるためのエントリーライン、及び／又は
ｏ 第１の回収透過物（Ｐｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）及び
・ 不純物に富む第１のエグジット保持物（Ｐｒｅ１）
に分離するための第１のエグジットメンブレン（Ｍｅ１）
の１つ以上に供給するステップと、
・ 任意選択的に第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）及び
・ 不純物に富む第２の回収保持物（Ｐｒｒ２）
に分離するために第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分を第２の回収メンブレン（Ｍｒ２）に供給するステップと、
・ 第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）の透過物側からナノ濾過ステーションからのナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を送るステップと、
を含む。
【0010】
本発明の要旨は、
・ 第１若しくは第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）の１つ以上又は第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）とを流体連通する１つ以上の透過物再循環ループを提供することと、
・ 第１若しくは第２の回収透過物（Ｐｐｒ１、Ｐｐｒ２）の１つ以上又は第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分をエントリーラインに供給するとともに少なくとも一部分とホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）とを組み合わせてインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成することと、
を含む。
・ 第１若しくは第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）の１つ以上又は第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）とを流体連通する１つ以上の透過物再循環ループを提供することと、
・ 第１若しくは第２の回収透過物（Ｐｐｒ１、Ｐｐｒ２）の１つ以上又は第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分をエントリーラインに供給するとともに少なくとも一部分とホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）とを組み合わせてインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成することと、
を含む。
【0011】
ある実施形態では、ｎ＞１であり、且つｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の各々は、逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々をそれぞれ２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２～第ｎの透過物（Ｐｐ２～Ｐｐｎ）及び
・ 不純物に富む第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）
に分離するために直列に配置され、この場合、
・ 逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々の少なくとも一部分は、一連のｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の下流に位置するその次の第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側に供給される。
・ 不純物に乏しい第２～第ｎの透過物（Ｐｐ２～Ｐｐｎ）及び
・ 不純物に富む第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）
に分離するために直列に配置され、この場合、
・ 逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々の少なくとも一部分は、一連のｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の下流に位置するその次の第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側に供給される。
【0012】
第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）の各々の少なくとも一部分は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側及び／又は一連のｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の上流に位置するその前の第１～第（ｎ－１）のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍ（ｎ－１））の保持物側に供給される。
【0013】
本発明のある実施形態によれば、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）から放出された第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分は、第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に供給可能であり、この場合、第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分は、
・ エントリーラインに供給して１つ以上の透過物再循環ループの１つを形成するとともにインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するようにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組合せ可能であり、及び／又は
・ ナノ濾過ユニットから送出されてナノ濾過ホスフェート回収溶液（Ｐ２ｒ）として回収可能である。
・ エントリーラインに供給して１つ以上の透過物再循環ループの１つを形成するとともにインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するようにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組合せ可能であり、及び／又は
・ ナノ濾過ユニットから送出されてナノ濾過ホスフェート回収溶液（Ｐ２ｒ）として回収可能である。
【0014】
第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分は、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の成分としてエントリーラインに供給して１つ以上の透過物再循環ループの１つを形成可能である。たとえば、第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側とエントリーラインとの間に形成される第２の透過物再循環ループがすでに存在するので、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側とエントリーラインとを流体連通する透過物再循環ループを有しないようにすることが可能である。
【0015】
好ましい実施形態では、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％は、エグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給されるとともに、第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％は、第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）及び
・ 不純物に富む第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）
に分離するために第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）の保持物側に供給される。
・ 不純物に乏しい第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）及び
・ 不純物に富む第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）
に分離するために第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）の保持物側に供給される。
【0016】
第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）の少なくとも一部分は、ナノ濾過ホスフェートエグジット溶液（Ｐ２ｅ）を形成するためにナノ濾過ステーションから送出可能である。第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）の少なくとも一部分は、エントリーラインに供給されて保持物再循環ループを形成するとともに、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するようにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされる。保持物再循環ループは、透過物再循環ループと混同すべきではなく、後者の循環用溶液は、一般に（とはいえ必ずというわけではない）保持物よりも低い不純物濃度を有する。
【0017】
いくつかの実施形態では、
・ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）
・ 第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）、又は
・ 第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）
の１つ以上の１００ｗｔ．％は、であることが好ましい。エントリーラインに供給して透過物再循環ループの１つ以上を形成するとともにインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するようにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされる。好ましい実施形態では、ナノ濾過ステーションは、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）とエントリーラインとの間で形成される単一透過物再循環ループを含む。
・ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）
・ 第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）、又は
・ 第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）
の１つ以上の１００ｗｔ．％は、であることが好ましい。エントリーラインに供給して透過物再循環ループの１つ以上を形成するとともにインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するようにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされる。好ましい実施形態では、ナノ濾過ステーションは、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）とエントリーラインとの間で形成される単一透過物再循環ループを含む。
【0018】
ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２、Ｐ２ｅ、Ｐ２ｒ）をさらに処理することが可能である。たとえば、ナノ濾過ユニットから放出されたナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）は、ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）中に残留する残留カチオン、好ましくは１及び２価カチオンを除去するように及び不純物に乏しい精製リン酸溶液（Ｐ３）を形成するように構成されたイオン交換樹脂を含むイオン交換ステーションに供給可能である。
【0019】
ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）は、好ましくは、
・ ２～２５％Ｐ２Ｏ５、好ましくは１５～２１％Ｐ２Ｏ５と、
・ １μｍ超の１００ｐｐｍ未満の粒子、好ましくは１μｍ超の５０ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満、最も好ましくは１ｐｐｍ未満の粒子と、
・ ３ｗｔ．％未満の合計有機炭素（ＴＯＣ）、好ましくは１ｗｔ％以下のＴＯＣと、
・ 好ましくは４ｗｔ％以下のＳＯ４、好ましくは１０００ｐｐｍ以下のＳＯ４と、
を含む。
・ ２～２５％Ｐ２Ｏ５、好ましくは１５～２１％Ｐ２Ｏ５と、
・ １μｍ超の１００ｐｐｍ未満の粒子、好ましくは１μｍ超の５０ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満、最も好ましくは１ｐｐｍ未満の粒子と、
・ ３ｗｔ．％未満の合計有機炭素（ＴＯＣ）、好ましくは１ｗｔ％以下のＴＯＣと、
・ 好ましくは４ｗｔ％以下のＳＯ４、好ましくは１０００ｐｐｍ以下のＳＯ４と、
を含む。
【0020】
ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）に含有される不純物は、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇを含みうるとともに、この場合、Ｐ２は、Ｐ１を基準にして少なくとも９０ｗｔ．％、好ましくは少なくとも９５ｗｔ．％、より好ましくは少なくとも９８ｗｔ．％、さらには少なくとも９９ｗｔ．％のこれらの不純物の除去率を有する。
【0021】
本発明はまた、以上で考察されたプロセスで不純物を含むホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を精製するための装置に関し、装置は、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーション（２）に供給するための、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）源に流体連通するエントリーライン（１ｅ）と、ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）をナノ濾過ステーションから送出するためのエグジットライン（２ｅ）と、に流体連通するナノ濾過ステーションを含む。ナノ濾過ステーションは、
・ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に第１の回収メンブレンに直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
・ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含む。
・ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に第１の回収メンブレンに直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
・ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含む。
【0022】
上述したメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々は、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含み、この場合、
・ 第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側は、
ｏ インプットラインがエントリーラインに流体連通してインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を第１のメンブレンユニットに供給するためのインプットライン、及び
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に流体連通して第１の保持物（Ｐｒ１）をそれに供給するための出口ライン
に流体連通し、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側は、
ｏ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％とホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）とを組み合わせるためのエントリーライン若しくはチャンバー、及び／又は、
ｏ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給するための第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側
に流体連通し、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側は、任意選択的に第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に流体連通する。
・ 第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側は、
ｏ インプットラインがエントリーラインに流体連通してインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を第１のメンブレンユニットに供給するためのインプットライン、及び
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に流体連通して第１の保持物（Ｐｒ１）をそれに供給するための出口ライン
に流体連通し、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側は、
ｏ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％とホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）とを組み合わせるためのエントリーライン若しくはチャンバー、及び／又は、
ｏ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給するための第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側
に流体連通し、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側は、任意選択的に第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に流体連通する。
【0023】
本発明の装置は、少なくとも、エントリーライン又はチャンバーと第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）又は第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）又は第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の１つ以上の透過物側との流体連通を含めることにより少なくとも１つの透過物再循環ループが形成されるという点で、先行技術の装置と異なる。
【0024】
好ましい実施形態では、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の透過物側は、第２のメンブレンユニット（Ｍ２）の保持物側に流体連通し、その透過物側は第３のメンブレンユニット（Ｍ３）に、以下同様に第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）まで流体連通し、その透過物側はエグジットラインに結合される。第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側は、
ｏ 所与のメンブレンユニットに先行する第１～第（ｎ－１）のメンブレンユニット、及び／又は
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）
の保持物側に流体連通する。
ｏ 所与のメンブレンユニットに先行する第１～第（ｎ－１）のメンブレンユニット、及び／又は
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）
の保持物側に流体連通する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図2】図２は、本発明に係るプロセス及び装置の実施形態の模式図を示し、（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｇ）は、単一透過物再循環ループを含み、（ｃ）、（ｆ）、及び（ｈ）は、２つの透過物再循環ループを含む。
【図5】図５は、第１の回収メンブレンユニットからの単一透過物再循環ループを含む本発明に係るプロセスのＰ２Ｏ５収率及び不純物除去率を示し、（ａ）では第１の回収透過物の１００ｗｔ．％が再循環され、（ｂ）では第１の回収透過物の１０ｗｔ．％が再循環され、９０ｗｔ．％がナノ濾過ホスフェート回収溶液としてナノ濾過ステーションから流出される。
【図6】図６は、第１のエグジットメンブレンユニットからの単一透過物再循環ループを含む本発明に係るプロセスのＰ２Ｏ５収率及び不純物除去率を示し、（ａ）では第１のエグジット透過物の１００ｗｔ．％が再循環され、（ｂ）では第１のエグジット透過物の１０ｗｔ．％が再循環され、９０ｗｔ．％がナノ濾過ホスフェートエグジット溶液としてナノ濾過ステーションから流出される。
【図7】図７は、本発明に係るプロセスのＰ２Ｏ５収率及び不純物除去率を示し、（ａ）は、第１の回収メンブレンユニットからの単一透過物再循環ループを含み、この場合、第１の回収透過物の５ｗｔ．％が再循環され、６５ｗｔ．％がナノ濾過回収溶液としてナノ濾過ステーションから流出され、３０ｗｔ．％が第１のエグジットメンブレンユニットに供給されてナノ濾過ホスフェートエグジット溶液として第１のエグジット透過物の回収が行われ、（ｂ）は、第１のエグジット透過物をナノ濾過ステーションから流出させる代わりに第２の透過物ループで再循環させる以外は（ａ）と同一である。
【図9】図９は、第１の回収メンブレンユニット及びそれから開始される第１の回収透過物再循環ループを加えて、図８に例示される米国特許第５９４５０００号明細書の先行技術の装置に基づいて、本発明に係るプロセスの不純物除去率を示す。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明のプロセス及び装置は、不純物を含むホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）、たとえば、制限されるものではないがリン酸溶液を精製するためのものであり、本プロセスは、エントリーライン（１ｅ）を介してホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーション（２）に供給して、エグジットライン（２ｅ）を介してナノ濾過ステーション（２）から流出するナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を生成することを含む。
たとえば、図３（ｂ）に示されるように、ナノ濾過ステーション（２）は、
・ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
・ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）及び任意選択的に第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）と、
を含む。
たとえば、図３（ｂ）に示されるように、ナノ濾過ステーション（２）は、
・ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
・ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）及び任意選択的に第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）と、
を含む。
【0027】
上述したナノ濾過メンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々は、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含む。不純物を含む溶液は、ナノ濾過メンブレンユニットの保持物側に供給される。不純物に乏しい透過物は、メンブレンを透過してナノ濾過メンブレンユニットの透過物側に入り、そこでナノ濾過メンブレンユニットから流出する。不純物に富む保持物は、メンブレンにより保持されてナノ濾過メンブレンユニットの保持物側から流出する。以上で説明したように、不純物に「乏しい」及び「富む」とは、所与のナノ濾過メンブレンユニットに対して表されるものであり、この場合、透過物は、ナノ濾過メンブレンユニットに供給される溶液よりも不純物に乏しく、それ自体、保持物よりも不純物に乏しい。又は、逆に、保持物は、ナノ濾過メンブレンユニットに供給される溶液よりも不純物に富み、それ自体、透過物よりも不純物に富む。
【0028】
本発明によれば、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）は、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを組み合わせることにより形成される。インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）は、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第１の透過物（Ｐｐ１）及び
・ 不純物に富む第１の保持物（Ｐｒ１）
に分離するために第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給される。
・ 不純物に乏しい第１の透過物（Ｐｐ１）及び
・ 不純物に富む第１の保持物（Ｐｒ１）
に分離するために第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給される。
【0029】
少なくとも２つのメンブレンユニットが直列に配置される場合（ｎ＞１）、第（ｎ－１）の透過物の少なくとも一部分が第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）に供給されるまで、第１の透過物（Ｐｐ１）の少なくとも一部分は、第２のメンブレンユニット（Ｍ２））に、以下同様に供給される。第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）の透過物（Ｐｐｎ）は、ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を形成してナノ濾過ステーション（２）から出る。装置が、たとえば、図１（ａ）に例示されるように、単一メンブレンユニット（Ｍ１）を含む場合、ナノ濾過ステーションから流出するナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）は、第１の透過物（Ｐｐ１）により形成される。
【0030】
第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１の保持物（Ｐｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）及び
・ 不純物に富む第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）
に分離するために第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給される。
・ 不純物に乏しい第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）及び
・ 不純物に富む第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）
に分離するために第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給される。
【0031】
本文書では、フローの「少なくとも一部分」という表現は、フローの非ゼロ部分、好ましくはフローの１０～１００のｗｔ．％、より好ましくはフローの２０～９５ｗｔ．％、より好ましくはフローの３５～８５ｗｔ．％、より好ましくは４０～７５ｗｔ．％、より好ましくは５０～６５ｗｔ．％を含む部分として解釈されるべきである。同様に、フローの「一部分のみ」という表現は、フローの＞０且つ＜１００ｗｔ．％の部分、好ましくは、フローの１０～９５ｗｔ．％、より好ましくはフローの３５～８５ｗｔ．％、より好ましくはフローの４０～７５ｗｔ．％、より好ましくはフローの５０～６５ｗｔ．％を含む部分として解釈されるべきである。
【0032】
第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）のすべて又は一部分は、ナノ濾過ステーション（２）の異なる位置に供給可能である。特定的には、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）は、
・ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するようにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わせるために、一方ではホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされる１つ以上の他のフローの１つを形成するように、他方では第１の透過物再循環ループを形成するように、直接又はチャンバー（２ｃ）を介してエントリーライン（１ｅ）に、並びに／又は
・ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）及び
ｏ 不純物に富む第１のエグジット保持物（Ｐｒｅ１）
に分離するために第１のエグジットメンブレン（Ｍｅ１）の保持物側に、
供給される。
・ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するようにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わせるために、一方ではホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされる１つ以上の他のフローの１つを形成するように、他方では第１の透過物再循環ループを形成するように、直接又はチャンバー（２ｃ）を介してエントリーライン（１ｅ）に、並びに／又は
・ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）及び
ｏ 不純物に富む第１のエグジット保持物（Ｐｒｅ１）
に分離するために第１のエグジットメンブレン（Ｍｅ１）の保持物側に、
供給される。
【0033】
第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分は、任意選択的に第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）及び
・ 不純物に富む第２の回収保持物（Ｐｒｒ２）
に分離するために第２の回収メンブレン（Ｍｒ２）に供給可能である。
・ 不純物に乏しい第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）及び
・ 不純物に富む第２の回収保持物（Ｐｒｒ２）
に分離するために第２の回収メンブレン（Ｍｒ２）に供給可能である。
【0034】
本発明は、第１若しくは第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）の１つ以上又は第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）とを流体連通する１つ以上の透過物再循環ループを形成することにより特徴付けられる。第１若しくは第２の回収透過物（Ｐｐｒ１、Ｐｐｒ２）の１つ以上又は第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分は、エントリーライン（１ｅ）に供給されるとともにホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされてインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成する。
【0035】
言い換えると、１つ以上の透過物再循環ループが形成される。透過物再循環ループは、透過物が所与のナノ濾過メンブレンユニットの透過物側から流れてエントリーライン（１ｅ）又はエントリーライン（１ｅ）に装着されたチャンバー（２ｃ）に戻ってループを形成するときに形成される。
【0036】
図中、下記基準が適用される。各矢印は、装置の２つのコンポーネント間、たとえば、パイプ、チューブなどの間の流体連通を表す。必ずしもそれを具体化するわけではないが、矢印により表わされる各流体連通は、圧力を増加させるためのポンプ、溶液の粘度を制御するための希釈源、たとえば、水性溶液、たとえば、水又は酸性水又は希リン酸、溶液の温度を制御するための熱交換器、装置の２つの逐次ナノ濾過メンブレンユニット間の流量差を補償するためのバッファーなどのいずれか１つ以上を含みうる。
【0037】
ナノ濾過メンブレンユニットは、一般に、単一入口と保持物出口及び透過物出口を含む２つの出口とを含む。あまりにも多いライン交差を回避して図を明確にするために述べておくが、２つの矢印は、ナノ濾過メンブレンユニットの保持物側に達するか又はナノ濾過メンブレンユニットの保持物側若しくは透過物側から離れることが可能である。このことは、ナノ濾過メンブレンユニットが２つ以上の入口又は２つ以上の保持物出口若しくは透過物出口を有するということではなく、単にその２つのフローがナノ濾過メンブレンユニットに流入する前に上流でマージされるか又はそれから流出した後に下流で分割されることをいう。「上流」及び「下流」は、本明細書では、精製プロセス時の溶液のフロー方向を基準にして規定される。
【0038】
同一溶液が２つの異なる流体連通ラインを貫流可能であるとき、バルブが例示される（対向三角形）。２つのラインの各々で流れる溶液の部分は制御可能である。すなわち、各バルブは、閉じるか、部分的に開けるか、又は完全に開けることが可能である。具体例では、たとえば、図７（ａ）では、各方向に流れるｗｔ．％部分が示される（たとえば、「Ｐｐｒ１－６５」は、Ｐｐｒ１の６５ｗｔ．％がエントリーライン（１ｅ）に流れることに対応する）。バルブを閉じることができないとき、流量「Ｑ＞０」が示される。たとえば、図１（ａ）では、点線の円は、３つの可能な透過物再循環ループを同定し、そのうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの透過物再循環ループがプロセスで形成されることを保証するために少なくとも部分的に開けられなければならない（すなわち、Ｑ＞０）。
【0039】
図５～９に示される不純物量及びＰ２Ｏ５収率の値は、各個別ナノ濾過メンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１、Ｍｅ２）の測定性能に基づいて計算される。
【0040】
ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）
ホスフェート溶液とは、本明細書では、ＨＯ［Ｐ（ＯＨ）（Ｏ）Ｏ］ｎＨ（式中、ｎ≧１）を含有する水性溶液を意味する。ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）及びナノ濾過ステーション（２）内及びその下流のすべてのホスフェート含有溶液は、オルトホスフェート及び／又はポリホスフェートとして溶解されたリン含有溶液を意味し、そのそれぞれの含有率は、溶液のＰ２Ｏ５含有率に依存する。
ホスフェート溶液とは、本明細書では、ＨＯ［Ｐ（ＯＨ）（Ｏ）Ｏ］ｎＨ（式中、ｎ≧１）を含有する水性溶液を意味する。ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）及びナノ濾過ステーション（２）内及びその下流のすべてのホスフェート含有溶液は、オルトホスフェート及び／又はポリホスフェートとして溶解されたリン含有溶液を意味し、そのそれぞれの含有率は、溶液のＰ２Ｏ５含有率に依存する。
【0041】
とくに指示がない限り、すべての％及びｐｐｍ濃度は、重量％（＝ｗｔ．％）及び重量ｐｐｍ（＝ｐｐｍ）で表される。ホスフェートは溶液中でさまざまな形態で存在可能であるので、溶液のホスフェート含有量は、当技術分野で周知のように及び使用されるように、％Ｐ２Ｏ５により示される％当量Ｐ２Ｏ５で表される。溶液のホスフェート濃度は、当技術分野では、ときには％当量Ｈ３ＰＯ４によりで表される。情報に関して、１％Ｐ２Ｏ５は１，３８％Ｈ３ＰＯ４に対応する。
【0042】
原料ホスフェート溶液（Ｐ０）がナノ濾過メンブレンの使用寿命に有害な要素を含有しない場合、それはホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）としてナノ濾過ステーション（２）に直接供給可能である。本発明の装置内を流れるいずれの溶液もとくにその粘度を制御するためにいずれの２つの隣接ユニット又はステーション間でも希釈可能であるように、原料ホスフェート溶液（Ｐ０）は、水や希リン酸溶液などの溶液で希釈可能である。さもなければ、原料ホスフェート溶液（Ｐ０）は、１０μｍ超、好ましくは５μｍ超、より好ましくは１μｍ超、より好ましくは０，５μｍ超、より好ましくは０，２２μｍ超、より好ましくは０，０５μｍ超の懸濁固形粒子、有機物及び油性残留物、並びに沈殿のリスクを呈する元素たとえば、サルフェート塩として沈殿する可能性のあるＣａ又はＢａを除去するために前処理可能である。原料ホスフェート溶液（Ｐ０）は、できる限り多くの粒子を排除するために、たとえば、１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満、最も好ましくは１ｐｐｍ未満の少なくとも１μｍの粒子を含有するホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を生成するために前処理可能である、
【0043】
１μｍ超の直径の粒子の。ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）は、４ｗｔ％以下のＳＯ４、好ましくは２，５ｗｔ％以下、好ましくは１ｗｔ％以下、好ましくは０，５ｗｔ％以下、好ましくは１０００ｐｐｍ以下のＳＯ４を含有することが好ましい。Ｐ０は、３ｗｔ％以下のＴＯＣ（＝合計有機炭素）、１ｗｔ％以下のＴＯＣ、好ましくは５００ｐｐｍ以下のＴＯＣ、好ましくは２００ｐｐｍ以下のＴＯＣ、好ましくは１００ｐｐｍ以下のＴＯＣを含有するホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を生成するために前処理可能である。使用されるナノ濾過メンブレンのタイプに依存して、ヒ素及びサルフェートは、ナノ濾過メンブレンにより効率的に分離されないおそれがあり、好ましくはナノ濾過ステーション（２）の前又は後のどちらかで、好ましくはその前に除去される。こうして前処理された溶液は、ナノ濾過ステーション（２）に供給可能なホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を形成する。
【0044】
原料ホスフェート溶液（Ｐ０）の起源及びホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を形成するためのその前処理の性質は、Ｐ１に存在する不純物の濃度を決定する。精製ホスフェート溶液の最終用途は、各不純物種で達成される不純物除去率を決定する。本発明は、継続して考察されるように、Ｐ２Ｏ５収率及び不純物除去率の両方を増強して、特定用途で即使用可能な又はその次の精製ステーションたとえばイオン交換カラム（３）に供給可能なナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２、Ｐ２ｒ、Ｐ２ｅ）を生成するナノ濾過ステーション（２）を提案する。本発明のナノ濾過ステーション（２）により得られうるナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）は、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）から除去されるＡｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇからなる不純物を少なくとも９０ｗｔ．％、少なくとも好ましくは、９５ｗｔ．％、より好ましくは少なくとも９８ｗｔ．％、さらには少なくとも９９ｗｔ．％有しうる。
【0045】
原料ホスフェート溶液（Ｐ０）は、５～８５ｗｔ．％Ｐ２Ｏ５、好ましくは１０～７５ｗｔ．％Ｐ２Ｏ５、好ましくは１５～６２ｗｔ．％Ｐ２Ｏ５、好ましくは１７～５４ｗｔ．％Ｐ２Ｏ５、好ましくは３７～５２ｗｔ．％Ｐ２Ｏ５、好ましくは２５～３０ｗｔ．％Ｐ２Ｏ５を有しうる。ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）は、２～２５％、好ましくは５～２３％、好ましくは１０～２２％、好ましくは１５～２１％、好ましくは１７～１８％に含まれるＰ２Ｏ５含有率を生成するように希釈されることが好ましい。ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）は、好ましくは２以下、好ましくは１以下、好ましくは０．５以下のｐＨを有する。
【0046】
ナノ濾過メンブレン及びナノ濾過メンブレンユニット
ナノ濾過メンブレンは、非荷電粒子に対して１５０～２００Ｄａ程度の低分子量カットオフを有して特異的イオンを分離可能である。ナノ濾過メンブレンは、１～６ＭＰａ、好ましくは３～５ＭＰａ程度の高圧で操作される。各メンブレンは、通常、チューブを形成するロール状フィルムの形態である。他のメンブレンジオメトリーを利用可能であり、本発明は、いずれの特定ジオメトリーにも制限されるものではない。図１０（ｂ）及び１０（ｃ）に示されるように（米国特許第５９４５０００号明細書の図４及び５から着想）、単一ナノ濾過メンブレンユニットは、直列（本図１０（ｂ）及び１０（ｃ）の（ｍ１１－ｍ１ｋ）を参照されたい）さらには並列（本図１０（ｂ）の（ｍ１１－ｍ２１）を参照されたい）に配置されたいくつかのメンブレンを含みうる。各ナノ濾過メンブレンユニットの使用は、
・ 不純物を含んでナノ濾過メンブレンユニットの保持物側に供給される供給用溶液、
・ ナノ濾過メンブレンユニットの透過物側から流出する不純物に乏しい透過物溶液（すなわち、供給用溶液よりも少ない不純物を含む）、及び
・ ナノ濾過メンブレンユニットの保持物側から流出する不純物に富む保持物溶液（すなわち、供給用溶液よりも多くの不純物を含む）
により特徴付けられる。
ナノ濾過メンブレンは、非荷電粒子に対して１５０～２００Ｄａ程度の低分子量カットオフを有して特異的イオンを分離可能である。ナノ濾過メンブレンは、１～６ＭＰａ、好ましくは３～５ＭＰａ程度の高圧で操作される。各メンブレンは、通常、チューブを形成するロール状フィルムの形態である。他のメンブレンジオメトリーを利用可能であり、本発明は、いずれの特定ジオメトリーにも制限されるものではない。図１０（ｂ）及び１０（ｃ）に示されるように（米国特許第５９４５０００号明細書の図４及び５から着想）、単一ナノ濾過メンブレンユニットは、直列（本図１０（ｂ）及び１０（ｃ）の（ｍ１１－ｍ１ｋ）を参照されたい）さらには並列（本図１０（ｂ）の（ｍ１１－ｍ２１）を参照されたい）に配置されたいくつかのメンブレンを含みうる。各ナノ濾過メンブレンユニットの使用は、
・ 不純物を含んでナノ濾過メンブレンユニットの保持物側に供給される供給用溶液、
・ ナノ濾過メンブレンユニットの透過物側から流出する不純物に乏しい透過物溶液（すなわち、供給用溶液よりも少ない不純物を含む）、及び
・ ナノ濾過メンブレンユニットの保持物側から流出する不純物に富む保持物溶液（すなわち、供給用溶液よりも多くの不純物を含む）
により特徴付けられる。
【0047】
懸濁固形材料は、固形粒子が透過率の損失によりメンブレンを阻害する可能性があるとともに摩耗によりそれを劣化させる可能性があるので、ナノ濾過メンブレンに供給される溶液では回避されるべきである。同様に、沈殿のリスクは、特異的不純物の濃度が高くなるにつれて増加する。たとえば、Ｃａ又はＢａは、サルフェート塩として沈殿する可能性がある。溶液の不純物濃度は、水及び／又はリン酸溶液の添加による溶液の希釈により減少可能である。水及び／又はリン酸溶液の添加はまた、メンブレンに供給される溶液の粘度を制御するのに有用でありうる。本発明によれば、水及び／又はリン酸溶液は、所要により２つのナノ濾過メンブレンユニット間のいずれかの段階でも溶液に添加可能である。
【0048】
本発明では、ナノ濾過メンブレンは、好ましくは、酸性条件下での金属、たとえば、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｖなどを含めて、とくに２及び３価カチオンの除去のために選択される。各種ナノ濾過メンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１、Ｍｅ２）を貫流する溶液は酸性であるので、ナノ濾過メンブレンは、酸性ｐＨに対して耐性でなければならない。本発明で使用されるナノ濾過メンブレンは、好ましくは、ポリマーフィルムを支持する多孔性支持体メンブレンを含む複合メンブレンである。ポリマーフィルムは、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリスルホンアミド、ポリアミン、ポリサルファイド、及びメラミンポリマーの群から選択可能である。ポリスルホンアミドが好ましい。ポリマーフィルムは、好ましくは２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下の厚さを有する。
【0049】
多孔性支持体メンブレンは、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルクロライド、セラミック、又は多孔性ガラスから選択可能である。ポリスルホンは、多孔性支持体メンブレンに好ましい。多孔性支持体メンブレンは、１～２５０μｍ、好ましくは５０～１００μｍに含まれる厚さを有しうる。
【0050】
第１～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）
本発明のプロセス及び装置は、たとえば図１（ａ）に例示されるように、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）のみを含みうる。代替的に、図２（ｂ）及び３（ｂ）に例示されるように、それらは逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々をそれぞれ２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２～第ｎの透過物（Ｐｐ２～Ｐｐｎ）及び
・ 不純物に富む第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）
に分離するために直列に配置された１超（ｎ＞１）のメンブレンユニットを含みうる。この場合、逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々の少なくとも一部分は、一連のｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の下流に位置するその次の第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側に供給される。第ｎの透過物（Ｐｐｎ）の少なくとも一部分は、ナノ濾過ステーションから流出してナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を形成する。
本発明のプロセス及び装置は、たとえば図１（ａ）に例示されるように、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）のみを含みうる。代替的に、図２（ｂ）及び３（ｂ）に例示されるように、それらは逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々をそれぞれ２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２～第ｎの透過物（Ｐｐ２～Ｐｐｎ）及び
・ 不純物に富む第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）
に分離するために直列に配置された１超（ｎ＞１）のメンブレンユニットを含みうる。この場合、逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々の少なくとも一部分は、一連のｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の下流に位置するその次の第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側に供給される。第ｎの透過物（Ｐｐｎ）の少なくとも一部分は、ナノ濾過ステーションから流出してナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を形成する。
【0051】
第（ｎ－１）の透過物の少なくとも一部分が第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）に供給されるまで、第１の透過物（Ｐｐ１）の少なくとも一部分が、第２のメンブレンユニット（Ｍ２））の保持物側に、以下同様に供給される場合、２つ以上のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、ｎ＞１）は、直列に配置される。
【0052】
好ましい実施形態では、ｎ＝２又は３のメンブレンユニット（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）である。直列に配置されたいくつかのメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）は、収率、単一の第１のメンブレンユニット（Ｍ１）で達成可能なものよりも高い不純物除去率を生じるが、Ｐ２Ｏ５収率は実質的に低減する。
【0053】
米国特許第５９４５０００号明細書で提案されるように、第１の保持物（Ｐｒ１）は、同一の第１のメンブレンユニットの保持物側（Ｍ１）に戻され、第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）の各々は、一連の第１～第（ｎ－１）のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍ（ｎ－１））でその前の保持物側に供給可能であるか（図２（ｂ）、３（ｂ）、及び１１（ｂ）を参照されたい）、又は同一のメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側に戻すことが可能である（図１１（ａ）を参照されたい）。しかし、発明の背景で考察されるように、かかる保持物再循環ループは、その前の又は同一のメンブレンユニットに供給される溶液中の不純物の蓄積をもたらす。プロセスは、ナノ濾過メンブレンユニットへの供給前に溶液中に存在する不純物量を低減するために、こうして再循環された溶液の規則的間隔での逐次ブリードを必要とするおそれがある。これは最終製品の品質を保証するために必要とされる。これは、図８に例示される米国特許第５９４５０００号明細書に係るプロセスでＰ１及びＰｆ中に存在する不純物量を比較することにより明確化され、この場合、５ループ後、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）は、Ｐ１よりも高い不純物濃度（ｃ（Ｐｆ））を有する（ｃ（Ｐ１）＝６５７ｐｐｍ＜ｃ（Ｐｆ）＝１７０７ｐｐｍ、Ｐ１とＰｆとの間での不純物の相対増加Δｃｒ＝（ｃ（Ｐｆ）－ｃ（Ｐ１））／ｃ（Ｐ１）＝１６０％を生じる）。
【0054】
本発明によれば、最初に、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から分岐して、１つ以上の追加のナノ濾過メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）を介して、エントリーライン（１ｅ）に位置する戻りポイントに戻る少なくとも１つの透過物再循環ループが存在するので、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）中に存在する量と比較して第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給されるインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）中に存在する不純物量を低減することが可能になる。図８を参照して以上で考察された米国特許第５９４５０００号明細書に係る装置で観測されるＰ１とＰｆとの間の不純物濃度の１６０％増加とは対照的に、図９に例示される本発明によれば、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）は、以上に規定され以下に詳細に記載される第１の回収透過物再循環ループ（１ｅ→Ｐｆ→Ｍ１→Ｍｒ１→１ｅ）のおかげで、Ｐ１よりも少量の不純物を有する（ｃ（Ｐ１）＝６５７ｐｐｍ＞ｃ（Ｐｆ）＝５５４ｐｐｍ、Ｐ１とＰｆとの間の不純物の相対減少Δｃｒ＝－１６％を生じる）。ただし、相対変動Δｃｒ＝（ｃ（Ｐ１）－ｃ（Ｐｆ）／ｃ（Ｐ１）×１００％、且つｃ（Ｐ１）及びｃ（Ｐｆ）は溶液Ｐ１及びＰｆの不純物濃度である。
【0055】
さらに、本発明では、第１の保持物（Ｐｒ１）のときと同様に、第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）の各々の少なくとも一部分を第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給することが可能である（図２（ｂ）及び３（ｂ）を参照されたい）。これは第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）のいずれの上流の不純物も低減する効果を有すると同時に、逐次保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）中に残留するいずれのＰ２Ｏ５もナノ濾過メンブレンユニットを介して再循環されているので、Ｐ２Ｏ５の収率をかなり増加させる。
本発明の要旨は、第１（及び任意選択的に第２～第ｎの各々）のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の保持物側から分岐して、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）を貫流し、その後、流動して、第１若しくは第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）又は第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）のいずれか１つ以上の透過物側からエントリーライン（１ｅ）に戻る少なくとも１つの透過物再循環ループの存在である。
本発明の要旨は、第１（及び任意選択的に第２～第ｎの各々）のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の保持物側から分岐して、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）を貫流し、その後、流動して、第１若しくは第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）又は第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）のいずれか１つ以上の透過物側からエントリーライン（１ｅ）に戻る少なくとも１つの透過物再循環ループの存在である。
【0056】
再循環ループ
第１～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）を参照して以上で考察されたように、現状では、第１～第ｎのナノ濾過メンブレンユニットは、第１のナノ濾過メンブレンユニット（Ｍ１）の透過物（Ｐｐ１）が第２のナノ濾過メンブレンユニットの保持物側に、以下同様に第ｎのナノ濾過メンブレンユニットまで供給される場合、直列に配置される。
第１～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）を参照して以上で考察されたように、現状では、第１～第ｎのナノ濾過メンブレンユニットは、第１のナノ濾過メンブレンユニット（Ｍ１）の透過物（Ｐｐ１）が第２のナノ濾過メンブレンユニットの保持物側に、以下同様に第ｎのナノ濾過メンブレンユニットまで供給される場合、直列に配置される。
【0057】
ｎ＞１個のナノ濾過メンブレンユニットは、同一供給用溶液がｎ個のナノ濾過メンブレンユニットの保持物側に供給される場合、並列に配置される。これとは対照的に、第１のナノ濾過メンブレンユニットの保持物側と第２のナノ濾過メンブレンユニットの保持物側との間の流体連通は、分岐を形成する。分岐を開始して再循環ループを形成するナノ濾過ユニットは、分岐ナノ濾過メンブレンユニットと呼ばれる。
【0058】
再循環ループは、１つの分岐が分岐ナノ濾過メンブレンユニットからエントリーライン（１ｅ）に位置する戻りポイントに戻るとき、又はチャンバー（２ｃ）などでエントリーライン（１ｅ）に直接流体連通するとき、形成される。１つ以上のナノ濾過ユニットは、分岐ナノ濾過ユニットと戻りポイントとの間に介在可能である。
【0059】
透過物再循環ループは、エントリーライン（１ｅ）の戻りポイントのすぐ上流（溶液のフローに従って）に位置するナノ濾過ユニットとの間の流体連通を形成するラインが前記ナノ濾過メンブレンユニットの透過物側に結合されるときに形成される。同様に、保持物再循環ループは、前記ラインが前記ナノ濾過メンブレンユニットの保持物側に結合されるときに形成される。特定再循環ループは、戻りポイントのすぐ上流に位置するナノ濾過メンブレンユニットの名称により参照される。たとえば、以上に規定される第１及び第２の回収透過物再循環ループは、それぞれ、第１及び第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）又はチャンバー（２ｃ）との間の流体連通を含む（図２（ａ）～２（ｃ）及び２（ｆ）～２（ｈ）を参照されたい）。同様に、第１のエグジット透過物再循環ループは、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）との間の流体連通を含む（図２（ｄ）～２（ｆ）及び２（ｈ）を参照されたい）。
【0060】
本発明のプロセス及び装置は、以下のように規定される３つ透過物再循環ループの少なくとも１つを必要とする。
・ 次のように、すなわち、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを混合して、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給されるインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するように、形成される図２（ａ）に例示される第１の回収透過物再循環ループ。第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給され、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に向かう分岐を形成する。第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側からエントリーライン（１ｅ）に又はチャンバー（２ｃ）に供給され、１つ以上の他のフローの１つを形成する。第１の回収再循環ループは、次のフロー路：１ｅ→Ｍ１→Ｍｒ１→１ｅに従う。
・ 次のように、すなわち、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを混合して、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給されるインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するように、形成される図２（ｅ）に例示される第１のエグジット透過物再循環ループ。第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給される。第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側から第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側に供給される。第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分は、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側からエントリーライン（１ｅ）に又はチャンバー（２ｃ）に供給され、１つ以上の他のフローの１つを形成する。第１のエグジット再循環ループは、次のフロー路：１ｅ→Ｍ１→Ｍｒ１→Ｍｅ１→１ｅに従う。
・ 次のように、すなわち、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを混合して、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給されるインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するように、形成される図２（ｇ）に例示される第２の回収透過物再循環ループ。第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給される。第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分は、第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に供給される。第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分は、第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の透過物側からエントリーライン（１ｅ）に又はチャンバー（２ｃ）に供給され、１つ以上の他のフローの１つを形成する。第２の回収再循環ループは、次のフロー路：１ｅ→Ｍ１→Ｍｒ１→Ｍｒ２→１ｅに従う。
・ 次のように、すなわち、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを混合して、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給されるインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するように、形成される図２（ａ）に例示される第１の回収透過物再循環ループ。第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給され、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に向かう分岐を形成する。第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側からエントリーライン（１ｅ）に又はチャンバー（２ｃ）に供給され、１つ以上の他のフローの１つを形成する。第１の回収再循環ループは、次のフロー路：１ｅ→Ｍ１→Ｍｒ１→１ｅに従う。
・ 次のように、すなわち、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを混合して、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給されるインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するように、形成される図２（ｅ）に例示される第１のエグジット透過物再循環ループ。第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給される。第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側から第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側に供給される。第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分は、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側からエントリーライン（１ｅ）に又はチャンバー（２ｃ）に供給され、１つ以上の他のフローの１つを形成する。第１のエグジット再循環ループは、次のフロー路：１ｅ→Ｍ１→Ｍｒ１→Ｍｅ１→１ｅに従う。
・ 次のように、すなわち、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを混合して、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給されるインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するように、形成される図２（ｇ）に例示される第２の回収透過物再循環ループ。第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分は、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給される。第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分は、第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に供給される。第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分は、第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の透過物側からエントリーライン（１ｅ）に又はチャンバー（２ｃ）に供給され、１つ以上の他のフローの１つを形成する。第２の回収再循環ループは、次のフロー路：１ｅ→Ｍ１→Ｍｒ１→Ｍｒ２→１ｅに従う。
【0061】
上述した透過物再循環路の２又は３つはいずれも、本発明によれば、精製ホスフェート酸性溶液の最終用途により必要とされる収率及び不純物除去ターゲットセットに依存して同時に形成可能である。
【0062】
上述した透過物再循環ループはすべて、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から分岐して、第１の保持物（Ｐｒ１）を第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給し、以上に規定される３つの透過物再循環ループは、異なるフロー路に従ってエントリーライン（１ｅ）の同一戻りポイント又はエントリーライン（１ｅ）に提供されるチャンバー（２ｃ）に達する。
【0063】
本発明のプロセスは、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを組み合わせることによりインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するステップを含む。１つ以上の他のフローは、１つ以上の対応する再循環ループの戻りポイントを形成するエントリーライン（１ｅ）に達する。本発明によれば、１つ以上のフローの少なくとも１つは、第１若しくは第２の回収透過物再循環ループ又は第１のエグジット透過物再循環ループの少なくとも１つからの戻りポイントに達しなければならない。図１（ａ）及び３（ｂ）に示されるように、上述した透過物再循環ループに加えて、フローはまた、第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）の保持物側から第２の保持物エグジット再循環ループを介して戻りポイントに至りうる。
【0064】
戻りポイントは、エントリーライン（１ｅ）のすぐ上流に位置するナノ濾過メンブレンユニットとの流体連通を形成するラストラインのエントリーライン（１ｅ）への直接接続により形成可能である。代替的に、たとえば、図１（ａ）及び３（ｂ）に例示されるように、ラストラインは、エントリーラインに提供されるチャンバー（２ｃ）に結合して戻りポイントを形成可能である。チャンバー（２ｃ）は、スタティック又はダイナミックミキサーによる混合、バッファーの形成、溶液の冷却などを含めて、１つ以上の機能を含みうる。
【0065】
上述した透過物再循環ループは、
・ Ｐ１よりも低い不純物濃度（ｃ（Ｐｆ））を有するインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）（すなわち、ｃ（Ｐｆ）＜ｃ（Ｐ１））が第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給されてナノ濾過メンブレンの効能を増強するように、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）の不純物の濃度（ｃ（Ｐ１））を低減すること、
・ 失われるおそれのある第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の第１の保持物（Ｐｒ１）中に保持されるＰ２Ｏ５及び任意選択的に後続の第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）中のものを第１の回収メンブレン（Ｍｒ１）を介して再循環することにより、Ｐ２Ｏ５収率を増加させること、
・ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の粘度を管理すること、
を含めて、複数の利点を組み合わせる。
・ Ｐ１よりも低い不純物濃度（ｃ（Ｐｆ））を有するインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）（すなわち、ｃ（Ｐｆ）＜ｃ（Ｐ１））が第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給されてナノ濾過メンブレンの効能を増強するように、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）の不純物の濃度（ｃ（Ｐ１））を低減すること、
・ 失われるおそれのある第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の第１の保持物（Ｐｒ１）中に保持されるＰ２Ｏ５及び任意選択的に後続の第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）中のものを第１の回収メンブレン（Ｍｒ１）を介して再循環することにより、Ｐ２Ｏ５収率を増加させること、
・ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の粘度を管理すること、
を含めて、複数の利点を組み合わせる。
【0066】
第１の回収透過物再循環ループ
第１の回収透過物再循環ループは、本発明の３つの透過物再循環ループのうち最短である。透過物再循環ループとして３つすべてで、第１の回収透過物再循環ループは、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から分岐して、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に第１の保持物（Ｐｒ１）を供給する。第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）のナノ濾過メンブレンを透過した第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側から流出してエントリーライン（１ｅ）の戻りポイント（又はエントリーライン（１ｅ）に提供されたチャンバー（２ｃ））に至る。
第１の回収透過物再循環ループは、本発明の３つの透過物再循環ループのうち最短である。透過物再循環ループとして３つすべてで、第１の回収透過物再循環ループは、第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側から分岐して、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に第１の保持物（Ｐｒ１）を供給する。第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）のナノ濾過メンブレンを透過した第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側から流出してエントリーライン（１ｅ）の戻りポイント（又はエントリーライン（１ｅ）に提供されたチャンバー（２ｃ））に至る。
【0067】
図２（ａ）は、単一の第１のメンブレンユニット（Ｍ１）及び単一の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）を含むとともに装置の唯一の透過物再循環ループを形成する第１の回収透過物再循環ループを含む実施形態を例示する。第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の全体がエントリーライン（１ｅ）の戻りポイントに再循環される。図２（ｂ）は、ｎ＝３個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍ３）を含む類似の装置を示す。バルブにより示されるように、第２（＝第（ｎ－１））及び第３（＝第ｎ）の保持物（Ｐｒ２、Ｐｒ３）の各々の少なくとも一部分は、第２及び第３のメンブレンユニット（Ｍ２、Ｍ３）の保持物側から分岐して第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に供給され、第１の保持物（Ｐｒ１）と一緒になって第１の回収透過物再循環ループの供給に寄与する。
【0068】
図８（先行技術＝米国特許第５９４５０００号明細書）及び図９（本発明）を参照して以上で考察されたように、図８の先行技術の装置に図９に例示される第１の回収透過物再循環ループを提供すると、不純物選択量は１７０７ｐｐｍから５５４ｐｐｍに低減する（すなわち、＝（ｃ（ＰｆＦＩＧ．８）－ｃ（ＰｆＦＩＧ．９））／ｃ（ＰｆＦＩＧ．８）＝（１７０７－５５４）／１７０７＝６８％低減）。これはＰ１を基準にしてインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）中の不純物濃度をΔｃｒ＝（ｃ（Ｐｆ）－ｃ（Ｐ１））／ｃ（Ｐ１）＝１６０％増加させるのではなく、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）中の不純物濃度がＰ１中よりもΔｃｒ＝－１６％低いという予想外の効果を有する。このことは当然ながらプロセスの不純物除去率に有益な影響を及ぼす。
【0069】
第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）すべて（＝その１００％）をエントリーライン（１ｅ）の戻りポイントに直接再循環することが必須というわけではなく、その代わりにその一部分のみを再循環することが可能である。たとえば、エントリーポイントに直接再循環されない相補的部分は、
・ 低性能用途に使用可能なナノ濾過回収溶液（Ｐ２ｒ）としてナノ濾過ステーション（２）から送出し、図５（ｂ）に示されるように、ナノ濾過ステーション（２）から送出される第１の回収透過物の９０％部分（Ｐｐｒ１－９０＝Ｐ２ｒ）が、ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）での９４ｗｔ．％除去率に対して約８６ｗｔ．％の不純物除去率を有するか、又は
・ 第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側に流入させ、第１のエグジット透過物再循環ループを形成し、及び／又は高性能用途に使用可能な第１若しくは第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ１、Ｐｐｅ２）により形成される高品質のナノ濾過エグジット溶液（Ｐ２ｅ）を生成するか、
のどちらかが可能である。
・ 低性能用途に使用可能なナノ濾過回収溶液（Ｐ２ｒ）としてナノ濾過ステーション（２）から送出し、図５（ｂ）に示されるように、ナノ濾過ステーション（２）から送出される第１の回収透過物の９０％部分（Ｐｐｒ１－９０＝Ｐ２ｒ）が、ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）での９４ｗｔ．％除去率に対して約８６ｗｔ．％の不純物除去率を有するか、又は
・ 第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側に流入させ、第１のエグジット透過物再循環ループを形成し、及び／又は高性能用途に使用可能な第１若しくは第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ１、Ｐｐｅ２）により形成される高品質のナノ濾過エグジット溶液（Ｐ２ｅ）を生成するか、
のどちらかが可能である。
【0070】
第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）は、ナノ濾過ステーション（２）から送出可能であるか、又は代替的に第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）に供給可能であり、この場合、第２の回収透過物再循環ループを形成可能である。
【0071】
第２の回収透過物再循環ループ
ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）の６倍～ほとんど８倍の図５～７及び９に報告される高不純物濃度では、第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）は、ナノ濾過ステーション（２）から送出可能である。しかしながら、好ましい実施形態では、第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分は、ナノ濾過ステーション（２）から送出されず、その代わりに第１の回収メンブレンユニットから分岐して第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）に送られる。２つの隣接ナノ濾過メンブレンユニットの保持物側間で流体連通が形成されるとき、分岐が形成されることに留意されたい。図１（ａ）～１（ｄ）、２（ｃ）、２（ｇ）、２（ｈ）、及び３（ｂ）は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）から分岐して第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）を含む各種実施形態を例示する。
ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）の６倍～ほとんど８倍の図５～７及び９に報告される高不純物濃度では、第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）は、ナノ濾過ステーション（２）から送出可能である。しかしながら、好ましい実施形態では、第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分は、ナノ濾過ステーション（２）から送出されず、その代わりに第１の回収メンブレンユニットから分岐して第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）に送られる。２つの隣接ナノ濾過メンブレンユニットの保持物側間で流体連通が形成されるとき、分岐が形成されることに留意されたい。図１（ａ）～１（ｄ）、２（ｃ）、２（ｇ）、２（ｈ）、及び３（ｂ）は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）から分岐して第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）を含む各種実施形態を例示する。
【0072】
第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分（又はすべて）は、エントリーライン（１ｅ）（又はチャンバー（２ｃ））にフィードバックされ、第２の回収透過物再循環ループを形成する。相補的部分は、中程度に精製されたナノ濾過回収溶液（Ｐ２ｒ）としてナノ濾過ステーション（２）から送出可能である。第２の回収透過物再循環ループを提供すると、第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）でナノ濾過ステーション（２）から送出されるおそれのあるＰ２Ｏ５を再循環して処理することにより、Ｐ２Ｏ５収率を増加可能になる。第２の回収保持物（Ｐｒｒ２）は、ナノ濾過ステーション（２）から送出可能である。可能ではあるが、第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）から分岐して第２の回収保持物（Ｐｒｒ２）が供給される第３の回収メンブレンユニットを含むことは、経済的に関心がもたれるとは思われない。ナノ濾過ステーション（２）から送出して第２の回収保持物（Ｐｒｒ２）の代替用途を見いだすことが好ましい。
【0073】
図２（ｇ）は、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）とを流体連通する透過物再循環ループが提供されず、且つ
・ 第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分が、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の成分としてエントリーライン（１ｅ）に供給され、第２の回収透過物再循環ループを形成する、
実施形態を例示する。
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）とを流体連通する透過物再循環ループが提供されず、且つ
・ 第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分が、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の成分としてエントリーライン（１ｅ）に供給され、第２の回収透過物再循環ループを形成する、
実施形態を例示する。
【0074】
言い換えると、第２の回収透過物再循環用ループは、エントリーライン（１ｅ）に戻る図２（ｇ）の唯一の透過物再循環用ループである。第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）中の不純物濃度は、同一Ｐ２Ｏ５濃度と報告された第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）のものよりも高く、それ自体、第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）のものよりも高いので、装置が第２の回収透過物再循環ループのみを含む場合、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を基準にしてインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）中の不純物の有利な低減は低減される。
【0075】
第２の回収透過物再循環ループを用いるとき、図２（ｃ）に例示されるように、第１の回収透過物再循環ループを同時に使用することが好ましい。こうすると、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を基準にしてインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の不純物濃度をさらに低下させることが可能である。
【0076】
第１のエグジット透過物再循環ループ
たとえば、図２（ｄ）～２（ｆ）及び２（ｈ）に例示されるように、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の一部分又はすべては、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側に流入可能である。図２（ｄ）、２（ｅ）、及び２（ｈ）は、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の１００％が第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側に供給され、図２（ｆ）ではＰｐｒ１の一部分のみが第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給され、相補的部分が以上で考察された第１の回収透過物再循環ループを介してエントリーライン（１ｅ）に再循環される装置の実施形態を示す。
たとえば、図２（ｄ）～２（ｆ）及び２（ｈ）に例示されるように、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の一部分又はすべては、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側に流入可能である。図２（ｄ）、２（ｅ）、及び２（ｈ）は、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の１００％が第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側に供給され、図２（ｆ）ではＰｐｒ１の一部分のみが第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給され、相補的部分が以上で考察された第１の回収透過物再循環ループを介してエントリーライン（１ｅ）に再循環される装置の実施形態を示す。
【0077】
ナノ濾過メンブレンを透過して第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側に至る第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分は、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）とエントリーライン（１ｅ）又はチャンバー（２ｃ）との流体連通を介してエントリーライン（１ｅ）に再循環可能であり、こうして第１のエグジット再循環ループを規定する。図２（ｅ）、２（ｆ）、２（ｈ）に例示される実施形態では、第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の１００％は、第１のエグジット透過物再循環ループを介してエントリーライン（１ｅ）のエントリーポイント又はチャンバー（２ｃ）に再循環される。図２（ｄ）では、Ｐｐｅ１の一部分のみが再循環される。相補的部分は、ナノ濾過ホスフェートエグジット溶液（Ｐ２ｅ）としてナノ濾過ユニットから送出可能である。図６（ｂ）から分かるように、９９ｗｔ．％不純物除去率のナノ濾過ホスフェートエグジット溶液（Ｐ２ｅ）は、９４ｗｔ．％の優れたただしより低い不純物除去率のナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）よりも高純度である。
【0078】
第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）は高純度レベルを有するので、その少なくとも一部分をエントリーライン（１ｅ）に再循環すると、有利には、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を基準にしてインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）中の不純物濃度が低減される。このことは、Ｐｐｅ１の１００％がエントリーラインに再循環される図６（ａ）及びＰｐｅ１の１０％のみが再循環される図６（ｂ）でインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の不純物濃度を比較することにより例示される。Ｐｐｅ１の１００％を再循環したとき、図６（ａ）のインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）中の不純物含有率が９０７ｐｐｍであり、図６（ｂ）に例示されるように、再循環されているＰｐｅ１の部分を１０％に低減したとき、それは９９１ｐｐｍに上昇したことが分かる。両方の場合に、Ｐｆがホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）よりも低不純物濃度を有することに留意されたい。明確にするために述べておくが、それは１０００ｐｐｍに規格化された。
【0079】
同一の結論は、Ｐｐｅ１の１００％がナノ濾過ホスフェートエグジット溶液（Ｐ２ｅ）としてナノ濾過ステーション（２）から送出される図７（ａ）及びＰｐｅ１の１００％がエントリーライン（１ｅ）に再循環される図７（ｂ）でインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の不純物濃度を比較することにより達成される。図７（ａ）のインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）中の不純物含有率は、Ｐｐｅ１の１００％がナノ濾過ステーション（２）からＰ２ｅとして送出されるとき、９４０ｐｐｍであり、図７（ｂ）に例示されるようにＰｐｅ１の１００％がエントリーライン（１ｅ）に再循環されるとき、それは９１４ｐｐｍに減少することが分かる。
【0080】
第１のエグジット保持物（Ｐｒｅ１）の少なくとも一部分は、図２（ｄ）～２（ｈ）、３（ａ）、３（ｂ）、４（ａ）、４（ｂ）、６（ａ）、６（ｂ）、７（ａ）、７（ｂ）に例示されるように、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に戻して再循環可能である。この第１のエグジット保持物再循環ループは、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に入る不純物濃度を減少する。たとえば、図６（ｂ）は、第１の保持物（Ｐｒ１）が５５９１ｐｐｍの不純物濃度を有し、第１のエグジット保持物再循環ループの不在下では、これが第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に直接供給されることを示す。第１のエグジット保持物（Ｐｒｅ１）は、７１８ｐｐｍの不純物濃度を有し、第１の保持物（Ｐｒ１）と組み合わせると、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に供給される溶液Ｐｒｅ１＋Ｐｒｅ１の４２９６ｐｐｍへの不純物濃度低減に寄与する。このことが重要であるのは、すべての透過物再循環ループの効能及びナノ濾過ステーション（２）から出るナノ濾過ホスフェート溶液の品質を増強するからである（図５～９の不純物濃度は絶対的なものではなく、１０００ｐｐｍに規格化されたＰ１のものを基準にすることに留意されたい）。第１のエグジット保持物再循環ループはまた、ナノ濾過ステーション（２）から送出されるおそれのあるＰ２Ｏ５を再循環することによりＰ２Ｏ５収率を増加させるので有利である。
【0081】
第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）
本発明のある実施形態では、第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％は、第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）及び
・ 不純物に富む第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）
に分離するために、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に直列に配置された第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）の保持物側に供給される。
本発明のある実施形態では、第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％は、第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）及び
・ 不純物に富む第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）
に分離するために、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に直列に配置された第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）の保持物側に供給される。
【0082】
図１（ａ）～１（ｄ）及び３（ｂ）は、直列に配置された第１及び第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１、Ｍｅ２）を含む装置の各種実施形態を例示する。第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の１００％が第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）に供給される場合、第１のエグジット透過物再循環ループは存在せず、本発明によれば、第１又は第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）の少なくとも１つの透過物側は、エントリーライン（１ｅ）と共に第１又は第２の回収透過物再循環ループを形成しなければならない。かかる実施形態は、第１の回収透過物再循環ループを含む図１（ｂ）及び第２の回収透過物再循環ループを含む図１（ｄ）に例示される。
【0083】
代替的に、第１のエグジット透過物の一部分のみが、第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）に供給され、相補的部分は、第１のエグジット透過物再循環ループを介してエントリーライン（１ｅ）に再循環される。かかる実施形態は、図１（ａ）、１（ｃ）、及び３（ｂ）に例示される。これらの実施形態では、第１のエグジット透過物再循環ループが形成され、第１及び／又は第２の回収透過物再循環ループの存在は必須でない。
【0084】
第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）の収率はかなり低いが、すでに非常に高い第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）のものよりも高い不純物除去率で非常に高い精製レベルを有する。したがって、第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）は、有利には、ナノ濾過ホスフェートエグジット溶液（Ｐ２ｅ）としてナノ濾過ステーション（２）から送出するとともに高性能用途のために回収することが可能である。
【0085】
第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）は、有利には、図１（ａ）～１（ｄ）及び３（ｂ）に例示されるように、第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）の保持物側とエントリーライン（１ｅ）との間で形成された第２のエグジット保持物再循環ループを形成してエントリーライン（１ｅ）に再循環可能である。
【0086】
ナノ濾過ステーション（２）及びイオン交換ステーション（３）
図４（ａ）及び４（ｂ）に例示される好ましい実施形態では、ナノ濾過ユニット（２）から放出されたナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）は、ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）中に残留する残留カチオン、好ましくは１及び２価カチオンを除去するように及び不純物に乏しい精製リン酸溶液（Ｐ３）を形成するように構成されたイオン交換樹脂（３×）を含むイオン交換ステーション（３）に供給可能である。たとえば、イオン交換ステーション（３）は、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ＋２、Ｃａ＋２の１つ以上を含むカチオンを除去可能である。
図４（ａ）及び４（ｂ）に例示される好ましい実施形態では、ナノ濾過ユニット（２）から放出されたナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）は、ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）中に残留する残留カチオン、好ましくは１及び２価カチオンを除去するように及び不純物に乏しい精製リン酸溶液（Ｐ３）を形成するように構成されたイオン交換樹脂（３×）を含むイオン交換ステーション（３）に供給可能である。たとえば、イオン交換ステーション（３）は、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ＋２、Ｃａ＋２の１つ以上を含むカチオンを除去可能である。
【0087】
図４（ａ）に示されるように、ナノ濾過回収及びエグジットホスフェート溶液（Ｐ２ｒ、Ｐ２ｅ）を含むナノ濾過ホスフェート溶液はいずれも、上述したナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２ｒ、Ｐ２ｅ）をさらに処理するためにイオン交換樹脂（３×）を含むイオン交換ステーション（３ｒ、３ｅ）に供給可能である。
【0088】
イオン交換樹脂（３×）は、好ましくは強酸陽イオン交換樹脂である。たとえば、強酸陽イオン交換樹脂は、ジビニルベンゼン及びスルホン酸官能基で架橋されたポリスチレンビーズを含みうる。本発明に好適なイオン交換樹脂（３×）は、Ｄｏｗ、Ｌａｎｘｅｓｓ、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉなどから入手可能でありうる。
【0089】
イオン交換ステーション（３）での処理後、ナノ濾過リン酸溶液の合計重量を基準にして少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％Ｐ２Ｏ５、より好ましくは少なくとも６０％Ｐ２Ｏ５、又は少なくとも６２％Ｐ２Ｏ５、さらには少なくとも７６％Ｐ２Ｏ５の含有率になるようにナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２、Ｐ２ｒ、Ｐ２ｒ）を濃縮することが好ましい。溶液の濃度は、水を蒸発するための当技術分野で公知のすべての手段により行うことが可能である。
【0090】
装置
本願はまた、以上で考察されたプロセスで不純物を含むホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を精製するための装置に関する。装置は、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーション（２）に供給するためのエントリーライン（１ｅ）と、ナノ濾過ステーションからナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を送出するためのエグジットライン（２ｅ）と、に流体連通するナノ濾過ステーション（２）を含む。ナノ濾過ステーション（２）は、
・ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に第１の回収メンブレンに直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
・ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含み、上述したメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々は、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含む。
本願はまた、以上で考察されたプロセスで不純物を含むホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を精製するための装置に関する。装置は、ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーション（２）に供給するためのエントリーライン（１ｅ）と、ナノ濾過ステーションからナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を送出するためのエグジットライン（２ｅ）と、に流体連通するナノ濾過ステーション（２）を含む。ナノ濾過ステーション（２）は、
・ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に第１の回収メンブレンに直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
・ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含み、上述したメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々は、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含む。
【0091】
第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側は、
・ インプットラインがエントリーラインに流体連通してインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を第１のメンブレンユニットに供給するためのインプットライン（１ｅ）、及び
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に流体連通して第１の保持物（Ｐｒ１）をそれに供給するための出口ライン、及び
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に流体連通して第１の保持物（Ｐｒ１）をそれに供給するための出口ライン
に流体連通する。
・ インプットラインがエントリーラインに流体連通してインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を第１のメンブレンユニットに供給するためのインプットライン（１ｅ）、及び
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に流体連通して第１の保持物（Ｐｒ１）をそれに供給するための出口ライン、及び
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に流体連通して第１の保持物（Ｐｒ１）をそれに供給するための出口ライン
に流体連通する。
【0092】
第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側は、
・ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％とホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）とを組み合わせるためのエントリーライン（１ｅ）若しくはチャンバー（２ｃ）、及び／又は
・ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給するための第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側
に流体連通する。
・ インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％とホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）とを組み合わせるためのエントリーライン（１ｅ）若しくはチャンバー（２ｃ）、及び／又は
・ 第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給するための第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側
に流体連通する。
【0093】
第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側は、任意選択的に第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に流体連通する。
【0094】
本発明の装置の要旨は、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）又は第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）又は第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の１つ以上の透過物側と、
・ エントリーライン（１ｅ）又はチャンバー（２ｃ）と、
の間の流体連通を含むことによる少なくとも１つの透過物再循環ループの形成である。
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）又は第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）又は第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の１つ以上の透過物側と、
・ エントリーライン（１ｅ）又はチャンバー（２ｃ）と、
の間の流体連通を含むことによる少なくとも１つの透過物再循環ループの形成である。
【0095】
ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を輸送するエントリーライン（１ｅ）が戻りポイントで終わり、ここで透過物再循環ループがエントリーライン（１ｅ）に接合されてインプットラインになり、インプットホスフェート溶液が第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側に供給されることに留意されたい。エントリーライン（１ｅ）がチャンバー（２ｃ）を備える場合、エントリーラインは、チャンバー（２ｃ）の上流に位置し、且つインプットラインは、チャンバー（２ｃ）の下流に位置する。
【0096】
図１～７及び９は、以上で考察された本発明に係る装置の各種実施形態を例示する。
好ましい装置の選択について、続いてレビューする。単一メンブレンユニット（Ｍ１）を有する図１（ａ）及びｎ＝３個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍ３）を有する図３（ｂ）は、本発明のほとんどの実施形態を図式的にまとめており、バルブは、流体連通するいくつかのラインを開けたり、閉めたり、又は部分的に開けたりして、フローを停止したり、又は代替的に、溶液の少なくとも一部分、すなわち、フローの非ゼロ部分、好ましくはフローの１０～１００のｗｔ．％、より好ましくはフローの２０～９５ｗｔ．％、より好ましくはフローの３５～８５ｗｔ．％、より好ましくは４０～７５ｗｔ．％、より好ましくは５０～６５ｗｔ．％がそれを貫流したりできることを示している。図１～７及び９の残りのものは、図１（ａ）及び３（ｂ）の装置の特定変形形態を示す。以上で説明したように、図にはいずれのポンプも他のアクセサリーも示されていない。本発明は、要件に依存してナノ濾過ステーション（２）の内外のいずれかの位置に配置されるポンプ、水又は他の溶媒の入口、バッファー、熱交換器、ミキサー（スタティック又はダイナミック）、バルブなどのいずれについてもその不在又は提供が限定されるものではないことは明らかである。上述したコンポーネントのいずれか１つが必要であるか、それをどこに配置するかを決めたり、その寸法を決めたりすることは、当業者の能力の範囲内である。
好ましい装置の選択について、続いてレビューする。単一メンブレンユニット（Ｍ１）を有する図１（ａ）及びｎ＝３個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍ３）を有する図３（ｂ）は、本発明のほとんどの実施形態を図式的にまとめており、バルブは、流体連通するいくつかのラインを開けたり、閉めたり、又は部分的に開けたりして、フローを停止したり、又は代替的に、溶液の少なくとも一部分、すなわち、フローの非ゼロ部分、好ましくはフローの１０～１００のｗｔ．％、より好ましくはフローの２０～９５ｗｔ．％、より好ましくはフローの３５～８５ｗｔ．％、より好ましくは４０～７５ｗｔ．％、より好ましくは５０～６５ｗｔ．％がそれを貫流したりできることを示している。図１～７及び９の残りのものは、図１（ａ）及び３（ｂ）の装置の特定変形形態を示す。以上で説明したように、図にはいずれのポンプも他のアクセサリーも示されていない。本発明は、要件に依存してナノ濾過ステーション（２）の内外のいずれかの位置に配置されるポンプ、水又は他の溶媒の入口、バッファー、熱交換器、ミキサー（スタティック又はダイナミック）、バルブなどのいずれについてもその不在又は提供が限定されるものではないことは明らかである。上述したコンポーネントのいずれか１つが必要であるか、それをどこに配置するかを決めたり、その寸法を決めたりすることは、当業者の能力の範囲内である。
【0097】
単一透過物再循環ループ
本発明に係る装置の最も単純な形態は、エントリーライン（１ｅ）の上流の最後のナノ濾過メンブレンユニットの透過物側から透過物の１００％が流動してエントリーライン（１ｅ）に戻る単一透過物再循環ループを含む。図２（ａ）及び５（ａ）は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）と間の流体連通を有する第１の回収透過物再循環ループのみを有する第１の実施形態を例示する。図２（ｅ）及び６（ａ）は、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）との間の流体連通を有する第１のエグジット透過物再循環ループのみを有する第２の実施形態を例示する。最後に、図２（ｇ）は、第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）との間の流体連通を有する第２の回収透過物再循環ループのみを有する第３の実施形態を例示する。
本発明に係る装置の最も単純な形態は、エントリーライン（１ｅ）の上流の最後のナノ濾過メンブレンユニットの透過物側から透過物の１００％が流動してエントリーライン（１ｅ）に戻る単一透過物再循環ループを含む。図２（ａ）及び５（ａ）は、第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）と間の流体連通を有する第１の回収透過物再循環ループのみを有する第１の実施形態を例示する。図２（ｅ）及び６（ａ）は、第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）との間の流体連通を有する第１のエグジット透過物再循環ループのみを有する第２の実施形態を例示する。最後に、図２（ｇ）は、第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の透過物側とエントリーライン（１ｅ）との間の流体連通を有する第２の回収透過物再循環ループのみを有する第３の実施形態を例示する。
【0098】
上述した第１～第３の実施形態の各々で透過物の１００％が対応する透過物再循環ループで再循環される場合、透過物の一部分のみが再循環可能であり、透過物の相補的部分は、ナノ濾過ホスフェート回収又はエグジット溶液（Ｐ２ｒ、Ｐ２ｅ）としてナノ濾過ステーション（２）から送出可能である。対応する透過物再循環ループとナノ濾過ステーション（２）からのエグジットラインとの間で透過物のスプリットを有する対応する実施形態は、第１の回収透過物再循環ループを有する第１の実施形態に対して図５（ｂ）並びに第１のエグジット透過物再循環ループを有する第２の実施形態に対して図２（ｄ）及び６（ｂ）に例示される。
【0099】
図５（ａ）及び５（ｂ）並びに図６（ａ）及び６（ｂ）は、透過物の１００％が再循環される実施形態及び透過物の一部分のみが再循環される対応する実施形態で得られたＰ２Ｏ５収率及び不純物除去率を列挙する。図５（ａ）及び５（ｂ）を比較することにより、単一の第１の回収透過物再循環ループでは、９４％の同一不純物除去率でのＰ２Ｏ５収率は、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の１００％をエントリーライン（１ｅ）に再循環することにより増強され、それぞれ、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の完全及び部分再循環の間で８８％対８０％のＰ２Ｏ５収率を有するので、第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の一部分のみがエントリーライン（１ｅ）に再循環されることにはあまり関心が払われないことが分かる。
【0100】
図６（ａ）及び６（ｂ）を比較することにより、単一の第１のエグジット透過物再循環ループでは、第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の部分又は完全再循環は、Ｐ２Ｏ５収率及び不純物除去率を含めてナノ濾過性能を大きく変化しないことが分かる。しかしながら、第１のエグジット透過物は、９９％という非常に高い不純物除去率を有するので、その一部分をナノ濾過ステーション（２）から送出して、高純度レベルを必要とするハイプロファイル用途で使用可能である。
【0101】
図１（ｂ）～１（ｄ）に示されるように、本発明に係る装置は、単一透過物再循環ループ、さらには第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）の保持物側間とエントリーライン（１ｅ）との間で確立された流体連通を有する第２のエグジット保持物再循環ループを含みうる。これは、高精製ナノ濾過ホスフェートエグジット溶液（Ｐ２ｅ）を生成すると同時にＰ２Ｏ５合計収率を増加させるという利点をもたらす。
【0102】
２又は３つの透過物再循環ループ
２つ以上の透過物再循環ループは、対応する透過物をエントリーライン（１ｅ）に再循環して戻すように提供可能である。透過物再循環ループを追加すると、追加のループがエントリーライン（１ｅ）の不純物濃度を減少する限り、Ｐ２Ｏ５収率が増加し、不純物除去率もまた増強される。第１の例は、図２（ｃ）に例示されるように第１及び第２の回収透過物再循環ループを含む。図２（ｃ）では、バルブをどのようにセットするかに依存して、第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の一部分のみがエントリーライン（１ｅ）に再循環され、相補的部分がナノ濾過回収ホスフェート溶液（Ｐ２ｒ）としてナノ濾過ステーション（２）から送出される。しかしながら、この溶液（Ｐ２ｒ）は、それ自体限られたＰ２Ｏ５含有率及び不純物除去率を有し、限られた関心しか払われない。しかしながら、第２の回収再循環ループへの再循環では、Ｐ１を基準にしてＰｆでＰ２Ｏ５収率が増強され、不純物濃度が低減することは、非常に興味深い。
２つ以上の透過物再循環ループは、対応する透過物をエントリーライン（１ｅ）に再循環して戻すように提供可能である。透過物再循環ループを追加すると、追加のループがエントリーライン（１ｅ）の不純物濃度を減少する限り、Ｐ２Ｏ５収率が増加し、不純物除去率もまた増強される。第１の例は、図２（ｃ）に例示されるように第１及び第２の回収透過物再循環ループを含む。図２（ｃ）では、バルブをどのようにセットするかに依存して、第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の一部分のみがエントリーライン（１ｅ）に再循環され、相補的部分がナノ濾過回収ホスフェート溶液（Ｐ２ｒ）としてナノ濾過ステーション（２）から送出される。しかしながら、この溶液（Ｐ２ｒ）は、それ自体限られたＰ２Ｏ５含有率及び不純物除去率を有し、限られた関心しか払われない。しかしながら、第２の回収再循環ループへの再循環では、Ｐ１を基準にしてＰｆでＰ２Ｏ５収率が増強され、不純物濃度が低減することは、非常に興味深い。
【0103】
２つの再循環ループを含む第２の例は、第１の回収再循環ループ及び第１のエグジット再循環ループを有して図２（ｆ）に例示される。この実施形態及び類似のものは、Ｐ２Ｏ５及び不純物含有率の対応する値と共に図７（ａ）及び７（ｂ）にも描かれる。Ｐ２Ｏ５収率及び不純物除去率は両方とも、とくに図７（ｂ）の実施形態では非常に良好であることが分かる。
【0104】
２つの再循環ループを含む第３の例は、第２の回収再循環ループ及び第１のエグジット再循環ループを有して図２（ｈ）に例示される。この実施形態は、第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）と第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）との組合せが関与し、Ｐ２Ｏ５及び不純物の両方でかなり異なる濃度を有する。そのため、この実施形態は、特定の最終用途のみに制限される。
【0105】
当然ながら、本発明に係る装置は、図１（ａ）及び３（ｂ）に例示されるように、第１及び第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）並びに第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の各々の透過物側をエントリーライン（１ｅ）に連結する３つの再循環流体連通を有するように適切にセットされたバルブを少なくとも部分的に開けて、３つすべての透過物再循環ループを同時に含みうる。
【実施例】
【0106】
図５～７及び９は、ナノ濾過プロセスのどの段階でもＰ２Ｏ５及び不純物含有率の対応する値と共に本発明のさまざまな実施形態の実施例を示す。図８は、米国特許第５９４５０００号明細書に記載の比較例に係る装置の対応する結果を示す。本発明に係る図９の実施例の装置は、本発明に係る装置が得られるように第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び第１の回収リサイクリングループを追加した図８の先行技術の装置の変形形態である図８及び９の各ナノ濾過メンブレンユニットのマス回収率は、それらを表すボックス内に示される（たとえば、図８及び９の両方の第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に示される「８３％」は、インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の８３ｗｔ．％が第１のメンブレンユニット（Ｍ１）のナノ濾過メンブレンを通り抜けたことを示す）。ナノ濾過ユニットは、ＴＦＣタイプ（＝薄いフィルム複合材）のナノ濾過メンブレンを含み、さまざまなＰ２Ｏ５及び不純物濃度を有するフィード溶液を用いてパイロットプラントで試験された。特定装置の各段階でのＰ２Ｏ５及び不純物含有率の値は、ナノ濾過メンブレンユニットの個別又は特定配置で測定された経験的結果から計算された。これらの計算値から、各ナノ濾過ユニットへのフィード溶液の粘度をそれらの各々の保持物側に入る前に最適化しなければならないことが示唆される。実際には、これはフィード溶液への水の添加又はそれらの温度の制御により行うことが可能である。
【0107】
実施例は、以上で考察されており、特定最終用途に対応するあらかじめ規定された精製目標を達成するために本発明の装置及びプロセスアーキテクチャーを変更可能であることを示す。
【0108】
【符号の説明】
【0109】
１ 前精製ステーション
１ｅ エントリーライン
２ ナノ濾過ステーション
２ｅ エグジットライン
２ｃ チャンバー
３ ナノ濾過溶液Ｐ２が供給されるイオン交換ステーション
３ｅ ナノ濾過エグジット溶液Ｐ２ｅが供給されるイオン交換ステーション
３ｒ ナノ濾過回収溶液Ｐ２ｒが供給されるイオン交換ステーション
３ｘ Ｉイオン交換樹脂
Ｍ１－Ｍｎ 第１～第ｎのメンブレンユニット
Ｍｅ１，Ｍｅ２ 第１、第２のエグジットメンブレンユニット
Ｍｒ１，Ｍｒ２ 第１、第２の回収メンブレンユニット
Ｐ１ ホスフェート含有酸性溶液
Ｐ２ ナノ濾過ホスフェート溶液
Ｐ２ｒ ナノ濾過ホスフェート回収溶液
Ｐ２ｅ ナノ濾過ホスフェートエグジット溶液
Ｐ３ 精製リン酸溶液
Ｐｆ 第１のメンブレンへのインプットホスフェート溶液
Ｐｐ１－ｎ 第１～第ｎのメンブレンステーションの第１～第ｎの透過物
Ｐｒ１－ｎ 第１～第ｎのメンブレンステーションの第１～第ｎの保持物
Ｐｐｅ１，Ｐｐｅ２ 第１、第２のエグジット透過物
Ｐｒｅ１，Ｐｒｅ２ 第１、第２のエグジット保持物
Ｐｐｒ１，Ｐｐｒ２ 第１、第２の回収透過物
Ｐｒｒ１，Ｐｒｒ２ 第１、第２の回収保持物
１ｅ エントリーライン
２ ナノ濾過ステーション
２ｅ エグジットライン
２ｃ チャンバー
３ ナノ濾過溶液Ｐ２が供給されるイオン交換ステーション
３ｅ ナノ濾過エグジット溶液Ｐ２ｅが供給されるイオン交換ステーション
３ｒ ナノ濾過回収溶液Ｐ２ｒが供給されるイオン交換ステーション
３ｘ Ｉイオン交換樹脂
Ｍ１－Ｍｎ 第１～第ｎのメンブレンユニット
Ｍｅ１，Ｍｅ２ 第１、第２のエグジットメンブレンユニット
Ｍｒ１，Ｍｒ２ 第１、第２の回収メンブレンユニット
Ｐ１ ホスフェート含有酸性溶液
Ｐ２ ナノ濾過ホスフェート溶液
Ｐ２ｒ ナノ濾過ホスフェート回収溶液
Ｐ２ｅ ナノ濾過ホスフェートエグジット溶液
Ｐ３ 精製リン酸溶液
Ｐｆ 第１のメンブレンへのインプットホスフェート溶液
Ｐｐ１－ｎ 第１～第ｎのメンブレンステーションの第１～第ｎの透過物
Ｐｒ１－ｎ 第１～第ｎのメンブレンステーションの第１～第ｎの保持物
Ｐｐｅ１，Ｐｐｅ２ 第１、第２のエグジット透過物
Ｐｒｅ１，Ｐｒｅ２ 第１、第２のエグジット保持物
Ｐｐｒ１，Ｐｐｒ２ 第１、第２の回収透過物
Ｐｒｒ１，Ｐｒｒ２ 第１、第２の回収保持物
【図1(a)】
【図1(b)】
【図1(c)】
【図1(d)】
【図2(a)】
【図2(b)】
【図2(c)】
【図2(d)】
【図2(e)】
【図2(f)】
【図2(g)】
【図2(h)】
【図3(a)】
【図3(b)】
【図4(a)】
【図4(b)】
【図5】
【図6】
【図7a】
【図7b】
【図8】
【図9】
【図10(a)】
【図10(b)】
【図10(c)】
【図11】
【手続補正書】
【提出日】2023-03-03
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不純物を含むホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を精製するためのプロセスにおいて、下記ステップ、・ ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を生成するためにエントリーライン（１ｅ）を介して前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーション（２）に供給するステップにおいて、前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）は２以下のｐＨを有し、前記ナノ濾過ステーション（２）が、
ｏ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
ｏ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含み、
上述したメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々が、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含む、供給するステップと、
・ 前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と１つ以上の他のフローとを組み合わせることによりインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成するステップと、
・ 前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１の透過物（Ｐｐ１）及び
ｏ 不純物に富む第１の保持物（Ｐｒ１）
に分離するために前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を第１のメンブレンユニット（Ｍ１）に供給するステップと、
・ ｎ＞１の場合、第（ｎ－１）の透過物の少なくとも一部分を第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）に供給するまで、前記第１の透過物（Ｐｐ１）の少なくとも一部分を第２のメンブレンユニット（Ｍ２）に、以下同様に供給するステップと、
・ 前記第１の保持物（Ｐｒ１）を２つのストリーム：
ｏ 不純物に乏しい第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）及び
ｏ 不純物に富む第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）
に分離するために前記第１の保持物（Ｐｒ１）の少なくとも一部分を前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）に供給するステップと、
・ 前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を
ｏ 前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わせるための前記エントリーライン（１ｅ）、及び／又は
ｏ 前記第１の回収透過物（Ｐｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）及び
・ 不純物に富む第１のエグジット保持物（Ｐｒｅ１）
に分離するための前記第１のエグジットメンブレン（Ｍｅ１）
の１つ以上に供給するステップと、
・ 任意選択的に前記第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）を２つのストリーム：
・ 不純物に乏しい第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）及び
・ 不純物に富む第２の回収保持物（Ｐｒｒ２）
に分離するために前記第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分を前記第２の回収メンブレン（Ｍｒ２）に供給するステップと、
・ 前記第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）の透過物側から前記ナノ濾過ステーション（２）からの前記ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を送るステップと、
を含み、以下のこと、
・ 前記第１若しくは第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１、Ｍｒ２）の１つ以上又は前記第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の透過物側と前記エントリーライン（１ｅ）とを流体連通する１つ以上の透過物再循環ループを提供することと、
・ 前記第１若しくは第２の回収透過物（Ｐｐｒ１、Ｐｐｒ２）の１つ以上又は前記第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分を前記エントリーライン（１ｅ）に供給するとともに前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わせて前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を形成することと、
を特徴とするプロセス。
【請求項2】
請求項１に記載のプロセスにおいて、ｎ＞１であり、且つ前記ｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の各々が、逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々をそれぞれ２つのストリーム：・ 不純物に乏しい第２～第ｎの透過物（Ｐｐ２～Ｐｐｎ）及び
・ 不純物に富む第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）
に分離するために直列に配置され、
・ 逐次第１～第（ｎ－１）の透過物（Ｐｐ１～Ｐｐ（ｎ－１））の各々の少なくとも一部分が、一連のｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の下流に位置するその次の第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側に供給され、
・ 第２～第ｎの保持物（Ｐｒ２～Ｐｒｎ）の各々の少なくとも一部分が、前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側及び／又は一連のｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）の上流に位置するその前の第１～第（ｎ－１）のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍ（ｎ－１））の保持物側に供給される、
ことを特徴とするプロセス。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のプロセスにおいて、前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）から放出された前記第１の回収保持物（Ｐｒｒ１）の少なくとも一部分が、前記第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に供給され、前記第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分が、・ 前記エントリーライン（１ｅ）に供給されて１つ以上の透過物再循環ループの１つを形成するとともに前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされ、及び／又は
・ 前記ナノ濾過ユニット（２）から送出されてナノ濾過ホスフェート回収溶液（Ｐ２ｒ）として回収される、
ことを特徴とするプロセス。
【請求項4】
請求項３に記載のプロセスにおいて、・ 前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側と前記エントリーライン（１ｅ）とを流体連通する透過物再循環ループが提供されず、且つ
・ 前記第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）の少なくとも一部分が、前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の成分として前記エントリーライン（１ｅ）に供給されて、１つ以上の透過物再循環ループの１つを形成する、
ことを特徴とするプロセス。
【請求項5】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％が、前記エグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給され、且つ前記第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％が、前記第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）を２つのストリーム：・ 不純物に乏しい第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）及び
・ 不純物に富む第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）
に分離するために前記第２のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ２）の保持物側に供給され、前記第２のエグジット透過物（Ｐｐｅ２）の少なくとも一部分が、ナノ濾過ホスフェートエグジット溶液（Ｐ２ｅ）を形成するために前記ナノ濾過ステーション（２）から送出され、前記第２のエグジット保持物（Ｐｒｅ２）の少なくとも一部分が、前記エントリーライン（１ｅ）に供給されて保持物再循環ループを形成するとともに、前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされることを特徴とするプロセス。
【請求項6】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のプロセスにおいて、・ 前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）
・ 前記第２の回収透過物（Ｐｐｒ２）、又は
・ 前記第１のエグジット透過物（Ｐｐｅ１）
の１つ以上の１００ｗｔ．％が、前記エントリーライン（１ｅ）に供給されて前記透過物再循環ループの１つ以上を形成するとともに前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）と組み合わされることを特徴とするプロセス。
【請求項7】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）と前記エントリーライン（１ｅ）との間に形成された単一透過物再循環ループを含むことを特徴とするプロセス。
【請求項8】
請求項１乃至７の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記ナノ濾過ユニット（２）から放出された前記ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）が、前記ナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）中に残留する残留カチオン、好ましくは１及び２価カチオンを除去するように及び不純物に乏しい精製リン酸溶液（Ｐ３）を形成するように構成されたイオン交換樹脂（３×）を含むイオン交換ステーション（３）に供給されることを特徴とするプロセス。
【請求項9】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）が、・ ２～２５％Ｐ２Ｏ５、好ましくは１５～２１％Ｐ２Ｏ５と、
・ １μｍ超の１００ｐｐｍ未満の粒子、好ましくは１μｍ超の５０ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満、最も好ましくは１ｐｐｍ未満の粒子と、
・ ３ｗｔ．％未満の合計有機炭素（ＴＯＣ）、好ましくは１ｗｔ％以下のＴＯＣと、
・ 好ましくは４ｗｔ％以下のＳＯ４、好ましくは１０００ｐｐｍ以下のＳＯ４と、
を含むことを特徴とするプロセス。
【請求項10】
請求項１乃至９の何れか一項に記載のプロセスにおいて、前記不純物が、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇを含み、且つＰ２が、Ｐ１を基準にして少なくとも９０ｗｔ．％、好ましくは少なくとも９５ｗｔ．％、より好ましくは少なくとも９８ｗｔ．％、さらには少なくとも９９ｗｔ．％のこれらの不純物の除去率を有することを特徴とするプロセス。
【請求項11】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載のプロセスで不純物を含むホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）を精製するための装置において、前記装置が、前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）をナノ濾過ステーション（２）に供給するためのエントリーライン（１ｅ）と、前記ナノ濾過ステーションからナノ濾過ホスフェート溶液（Ｐ２）を送出するためのエグジットライン（２ｅ）と、に流体連通するナノ濾過ステーション（２）を含み、前記ナノ濾過ステーション（２）が、・ 前記エントリーライン（１ｅ）に流体連通する２以下のｐＨを有する前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）の供給源と、
・ 直列に配置されたｎ個のメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ）（ただし、ｎ≧１）と、
・ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）及び任意選択的に前記第１の回収メンブレンに直列に配置された第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）と、
・ 任意選択的に第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）と、
を含み、
上述したメンブレンユニット（Ｍ１～Ｍｎ、Ｍｒ１、Ｍｒ２、Ｍｅ１）の各々が、メンブレンにより分離された保持物側及び透過物側を含み、
・ 第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の保持物側が、
ｏ インプットラインが前記エントリーライン（１ｅ）に流体連通してインプットホスフェート溶液（Ｐｆ）を前記第１のメンブレンユニットに供給するためのインプットライン、及び
ｏ 前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側に流体連通して第１の保持物（Ｐｒ１）をそれに供給するための出口ライン
に流体連通し、
・ 前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の透過物側が、
ｏ 前記インプットホスフェート溶液（Ｐｆ）の形成に寄与するように第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分、好ましくは１０～１００ｗｔ．％と前記ホスフェート含有酸性溶液（Ｐ１）とを組み合わせるための前記エントリーライン（１ｅ）若しくはチャンバー（２ｃ）、及び／又は、
ｏ 前記第１の回収透過物（Ｐｐｒ１）の少なくとも一部分を前記第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）に供給するための前記第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の保持物側
に流体連通し、
・ 前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）の保持物側が、任意選択的に前記第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）の保持物側に流体連通し、
前記エントリーライン（１ｅ）又はチャンバー（２ｃ）と前記第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）又は前記第２の回収メンブレンユニット（Ｍｒ２）又は前記第１のエグジットメンブレンユニット（Ｍｅ１）の１つ以上の透過物側との流体連通を含めることにより少なくとも１つの透過物再循環ループが形成されることを特徴とする装置。
【請求項12】
請求項１１に記載の装置において、・ 前記第１のメンブレンユニット（Ｍ１）の透過物側が、第２の膜ユニット（Ｍ２）の保持物側に流体連通し、その透過物側が第３のメンブレンユニット（Ｍ３）に、以下同様に第ｎのメンブレンユニット（Ｍｎ）まで流体連通し、その透過物側が前記エグジットライン（２ｅ）に結合され、
・ 第２～第ｎのメンブレンユニット（Ｍ２～Ｍｎ）の保持物側が、
ｏ 所与のメンブレンユニットに先行する第１～第（ｎ－１）のメンブレンユニット、及び／又は
ｏ 第１の回収メンブレンユニット（Ｍｒ１）
の保持物側に流体連通することを特徴とする装置。
【国際調査報告】