Effect of Sulfuric Acid Concentration Variation in the Phosphogypsum Washing Process on Purity Improvement and Reduction P2O5 Content

Pengaruh Variasi Konsentrasi Asam Sulfat pada Proses Washing Phosphogypsum terhadap Peningkatan Kemurnian dan Penurunan Kandungan P2O5

Abstract

Phosphogypsum (PG) is a solid by-product of phosphoric acid production that contains various impurities, particularly P₂O₅, resulting in purity levels of only 80 - 85%, which fall below the industrial standard of over 90%. This study aimed to investigate the effect of varying sulfuric acid concentrations using raw water (RCW) on improving phosphogypsum purity and reducing water soluble (WS) and total P₂O₅ content. The chemical washing method was applied by mixing 60 grams of PG with 140 mL of sulfuric acid solution at concentrations of 0%, 0.1%, 0.375%, and 1%, heated at 40 - 50^oC for one hour  at 130 rpm stirring speed. P₂O₅ content was analyzed using UV-Vis spectrophotometry at 440 nm wavelength, while purity was determined through crystalline water content measurements. Results showed that washing with raw water alone yielded the highest purity for Sample 1 at 93.56%, while Sample 2 achieved optimal purity of 91.97% at 0.1% sulfuric acid concentration. P₂O₅ WS decreased significantly after raw water washing, and excessive sulfuric acid (1%) reduced purity due to gypsum re-dissolution. These findings demonstrate that low concentration acid washing is sufficient for improving phosphogypsum quality and meeting industrial standards.

Abstrak
Phosphogypsum (PG) merupakan limbah padat dari proses produksi asam fosfat yang mengandung berbagai pengotor, terutama P₂O₅. Akibatnya kemurniannya hanya berkisar 80 - 85% dibawah standar industri 90%. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh variasi konsentrasi (H₂SO₄) menggunakan air baku (RCW) terhadap peningkatan kemurnian phosphogypsum serta penurunan kadar P₂O₅water soluble (WS) dan P₂O₅ total. Metode yang digunakan adalah pencucian kimia dengan mencampurkan 60 gram Sampel PG bersama larutan asam sulfat pada konsentrasi 0%, 0,1%, 0,375% dan 1% sebanyak 140 mL yang dipanaskan pada suhu 40 - 50^oC selama satu jam dengan kecepatan pengadukan dijaga konstan pada 130 rpm. Kadar P₂O₅ dianalisis menggunakan spektrofotometri UV-Vis pada panjang gelombang 440 nm, sedangkan kemurnian ditentukan melalui pengukuran kadar kristal air. Hasil menunjukkan bahwa pencucian dengan air baku tanpa penambahan asam sulfat menghasilkan kemurnian tertinggi pada Sampel 1 yaitu sebesar 93,56%, sedangkan pada Sampel 2 mencapai kemurnian optimal 91,97% pada konsentrasi asam sulfat 0,1%. Kadar P₂O₅ WS secara efektif turun setelah pencucian dengan air baku, sementara konsentrasi asam sulfat 1% justru menurunkan kemurnian akibat pelarutan kembali komponen pada gipsum. Temuan ini menunjukkan bahwa pencucian asam dengan konsentrasi rendah sudah cukup untuk meningkatkan kualitas phosphogypsum dan memenuhi standar industri.