فلوئور به طور گسترده در صنایعی مانند نیمه هادی ها و فتوولتائیک ها به عنوان یک ماده اچ کننده استفاده می شود که عمدتاً از اسید هیدروفلوئوریک (HF) و اسید هیدروفلوئوریک بافر (BHF) منشاء می گیرد. فلوراید آزاد بیش از حد برای موجودات سمی است و باید از فاضلاب صنعتی حذف شود. Ovivo، یک شرکت کانادایی، یک فرآیند مشترک غشایی سرامیکی برای تصفیه فلوراید-حاوی آب (به ویژه HF-حاوی فاضلاب) ایجاد کرده است. در شرایط اسیدی (PH کمتر یا مساوی 4)، کربنات کلسیم با یون های فلوراید موجود در فاضلاب واکنش می دهد و ذرات فلوراید کلسیم (CaF2) را تشکیل می دهد. سپس این ذرات توسط فیلتراسیون غشایی سرامیکی از فاضلاب تصفیه شده جدا می شوند.
I. فن آوری های فلوریداسیون موجود:
- روش رسوب فلوراید کلسیم (روش کلسیت/روش تبلور)
- بیشترین موارد استفاده: بارش آهک + انعقاد / لخته سازی + فرآیند بارش
- جذب آلومینا، تبادل یون
II. معایب فرآیندهای سنتی:
- CaF2 تولید شده یک پودر ریز است که نیاز به افزودن مواد منعقد کننده دارد.
- ردپای سیستم بزرگ
- محتوای ناخالصی بالا، در نتیجه ارزش استفاده از منابع کم لجن CaF2.
- مصرف معرف بالا
بنابراین، فرآیند بهبود یافته ای مورد نیاز است که پایدار،{0}}کم هزینه، نیاز به فضای کمتر و مصرف معرف و انرژی کم داشته باشد.
هسته فرآیند فلوریداسیون مبتنی بر غشای سرامیکی واکنش کربنات کلسیم (CaCO3) با یون های فلوراید (به ویژه HF) در آب در شرایط اسیدی (PH کمتر یا مساوی 4) برای تولید ذرات فلوراید کلسیم (CaF2) است.
III. اصول کلیدی
- ذرات کربنات کلسیم به عنوان کریستال های دانه عمل می کنند و CaF2 روی سطح آنها رشد می کند.
- هستههای کربنات کلسیم در داخل ذرات باقی میمانند و ذرات CaF2 با قطر بزرگ- را تشکیل میدهند که به راحتی ته نشین میشوند.
- ذرات کوچک CaF2 که روی بلورهای دانه رشد نمی کنند توسط غشاء حفظ می شوند.
- هیچ منعقد کننده یا لخته ساز مورد نیاز نیست.
IV. شرایط فرآیند
کنترل pH 1
- pH واکنش بهینه: کمتر یا مساوی 4، ترجیحاً کمتر یا مساوی 3.5.
- pH در طی واکنش به اسیدی ضعیف (تقریباً 7-5) افزایش می یابد.
2. افزودن کربنات کلسیم
- شکل: پودر یا دوغاب
- اندازه ذرات پودر: D90 کمتر یا مساوی 1 میلی متر، ترجیحا کمتر یا مساوی 0.1 میلی متر
- Excess dosage: CaCO₃/fluorine mass ratio >2
3. زمان واکنش
- دمای اتاق، در شرایط هم زدن: 5-60 دقیقه، ترجیحاً 20-40 دقیقه.