Fluor se široko koristi kao sredstvo za nagrizanje u industrijama kao što su poluprovodnici i fotonaponski uređaji, prvenstveno porijeklom iz fluorovodonične kiseline (HF) i puferovane fluorovodonične kiseline (BHF). Višak slobodnog fluorida je toksičan za organizme i mora se ukloniti iz industrijskih otpadnih voda. Ovivo, kanadska kompanija, razvila je ko-proces sa keramičkom membranom za prečišćavanje vode koja sadrži fluor- (posebno otpadnih voda koje sadrže HF-). U kiselim uslovima (pH manji od ili jednak 4), kalcijum karbonat reaguje sa jonima fluorida u otpadnoj vodi i formira čestice kalcijum fluorida (CaF₂); te se čestice zatim odvajaju od tretirane otpadne vode filtracijom s keramičkom membranom.
I. Postojeće tehnologije defluorizacije:
- Metoda precipitacije kalcijum fluorida (Metoda kalcita/Metoda kristalizacije)
- Najčešće korišteno: taloženje vapna + koagulacija/flokulacija + proces precipitacije
- Adsorpcija glinice, jonska izmjena
II. Nedostaci tradicionalnih procesa:
- Nastali CaF₂ je fini prah, koji zahtijeva dodavanje koagulansa.
- Veliki sistemski otisak.
- Visok sadržaj nečistoća, što rezultira niskom vrijednošću iskorištenja resursa CaF₂ mulja.
- Velika potrošnja reagensa.
Stoga je potreban poboljšani proces koji je stabilan, jeftin-, zahtijeva manje prostora i ima nisku potrošnju reagensa i energije.
Srž procesa defluoridacije zasnovanog na keramičkoj membrani- je reakcija kalcijum karbonata (CaCO₃) sa jonima fluorida (posebno HF) u vodi u kiselim uslovima (pH manji od ili jednak 4) da bi se stvorile čestice kalcijum fluorida (CaF₂).
III. Ključni principi
- Čestice kalcijum karbonata djeluju kao sjemenski kristali, a CaF₂ raste na njihovoj površini.
- Jezgra kalcijum karbonata ostaju unutar čestica, formirajući čestice CaF₂ velikog -prečnika koje se lako talože.
- Male čestice CaF₂ koje ne rastu na kristalima sjemena zadržava membrana.
- Nisu potrebni koagulansi ili flokulanti.
IV. Uslovi procesa
1.pH kontrola
- Optimalni pH reakcije: Manji ili jednak 4, poželjno manji ili jednak 3,5.
- pH će porasti na slabo kiselu (približno 5-7) tokom reakcije.
2. Dodatak kalcijum karbonata
- Oblik: prah ili kaša
- Veličina čestica praha: D90 Manje od ili jednako 1 mm, poželjno manje od ili jednako 0,1 mm
- Excess dosage: CaCO₃/fluorine mass ratio >2
3. Vrijeme reakcije
- Sobna temperatura, pod uslovima mešanja: 5-60 minuta, poželjno 20-40 minuta.