Fluor jest szeroko stosowany jako środek trawiący w gałęziach przemysłu takich jak półprzewodniki i fotowoltaika, głównie z kwasu fluorowodorowego (HF) i buforowanego kwasu fluorowodorowego (BHF). Nadmiar wolnego fluoru jest toksyczny dla organizmów i należy go usunąć ze ścieków przemysłowych. Kanadyjska firma Ovivo opracowała współproces-z membraną ceramiczną do uzdatniania wody zawierającej fluor-(zwłaszcza ścieków zawierających HF-). W warunkach kwaśnych (pH mniejsze lub równe 4) węglan wapnia reaguje z jonami fluorkowymi w ściekach, tworząc cząstki fluorku wapnia (CaF₂); cząstki te są następnie oddzielane od oczyszczonych ścieków za pomocą filtracji z membraną ceramiczną.
I. Istniejące technologie defluoryzacji:
- Metoda wytrącania fluorku wapnia (metoda kalcytowa/metoda krystalizacji)
- Najczęściej stosowane: wytrącanie wapna + koagulacja/flokulacja + proces wytrącania
- Adsorpcja tlenku glinu, wymiana jonowa
II. Wady tradycyjnych procesów:
- Wytworzony CaF₂ ma postać drobnego proszku, wymagającego dodatku koagulantów.
- Duży rozmiar systemu.
- Wysoka zawartość zanieczyszczeń skutkująca niską wartością wykorzystania zasobów osadu CaF₂.
- Wysokie zużycie odczynników.
Dlatego potrzebny jest ulepszony proces, który jest stabilny,-tani, wymaga mniej miejsca i charakteryzuje się niskim zużyciem odczynników i energii.
Istotą procesu odfluorowania opartego na membranie ceramicznej-jest reakcja węglanu wapnia (CaCO₃) z jonami fluorkowymi (zwłaszcza HF) w wodzie w warunkach kwaśnych (pH mniejsze lub równe 4) w celu wytworzenia cząstek fluorku wapnia (CaF₂).
III. Kluczowe zasady
- Cząsteczki węglanu wapnia działają jak kryształy zaszczepiające, a na ich powierzchni rośnie CaF₂.
- Jądra węglanu wapnia pozostają wewnątrz cząstek, tworząc-cząstki CaF₂ o dużej średnicy, które łatwo osiadają.
- Małe cząsteczki CaF₂, które nie rosną na kryształach zaszczepiających, są zatrzymywane przez membranę.
- Nie są potrzebne żadne koagulanty ani flokulanty.
IV. Warunki procesu
1.Kontrola pH
- Optymalne pH reakcji: mniejsze lub równe 4, korzystnie mniejsze lub równe 3,5.
- Podczas reakcji pH wzrośnie do słabo kwaśnego (około 5-7).
2. Dodatek węglanu wapnia
- Postać: Proszek lub zawiesina
- Wielkość cząstek proszku: D90 Mniejsza lub równa 1 mm, korzystnie mniejsza lub równa 0,1 mm
- Excess dosage: CaCO₃/fluorine mass ratio >2
3. Czas reakcji
- Temperatura pokojowa, w warunkach mieszania: 5-60 minut, korzystnie 20-40 minut.