El fluor s'utilitza àmpliament com a gravador en indústries com ara els semiconductors i la fotovoltaica, que s'origina principalment de l'àcid fluorhídric (HF) i l'àcid fluorhídric tamponat (BHF). L'excés de fluor lliure és tòxic per als organismes i s'ha d'eliminar de les aigües residuals industrials. Ovivo, una empresa canadenca, ha desenvolupat un co-procés de membrana ceràmica per tractar aigua-que conté fluor (especialment aigües residuals que contenen HF-). En condicions àcides (pH inferior o igual a 4), el carbonat de calci reacciona amb els ions fluorur de les aigües residuals per formar partícules de fluorur de calci (CaF₂); A continuació, aquestes partícules es separen de les aigües residuals tractades mitjançant filtració de membrana ceràmica.
I. Tecnologies de desfluoració existents:
- Mètode de precipitació de fluorur de calci (Mètode de calcita/Mètode de cristal·lització)
- Més utilitzat: precipitació de calç + coagulació/floculació + procés de precipitació
- Adsorció d'alúmina, intercanvi iònic
II. Inconvenients dels processos tradicionals:
- El CaF₂ generat és una pols fina, que requereix l'addició de coagulants.
- Gran empremta del sistema.
- Alt contingut d'impureses, resultant en un baix valor d'utilització dels recursos del fang de CaF₂.
- Alt consum de reactius.
Per tant, cal un procés millorat que sigui estable, de baix-cost, requereixi menys espai i tingui un baix consum de reactiu i d'energia.
El nucli del procés de desfluoració basat en membrana ceràmica-és fer reaccionar carbonat de calci (CaCO₃) amb ions fluor (especialment HF) a l'aigua en condicions àcides (pH inferior o igual a 4) per generar partícules de fluorur de calci (CaF₂).
III. Principis clau
- Les partícules de carbonat de calci actuen com a cristalls de llavors i el CaF₂ creix a la seva superfície.
- Els nuclis de carbonat de calci romanen dins de les partícules, formant partícules de CaF₂ de gran-diàmetre que s'assenten fàcilment.
- Les petites partícules de CaF₂ que no creixen sobre els cristalls de llavors són retingudes per la membrana.
- No calen coagulants ni floculants.
IV. Condicions del procés
1.Control del pH
- pH òptim de reacció: inferior o igual a 4, preferiblement inferior o igual a 3,5.
- El pH augmentarà fins a un dèbil àcid (aproximadament 5-7) durant la reacció.
2. Addició de carbonat de calci
- Forma: pols o purín
- Mida de partícula en pols: D90 Menys o igual a 1 mm, preferiblement Menys o igual a 0,1 mm
- Excess dosage: CaCO₃/fluorine mass ratio >2
3.Temps de reacció
- Temperatura ambient, en condicions d'agitació: 5-60 minuts, preferiblement 20-40 minuts.