Фтор широко використовується як травитель у таких галузях промисловості, як напівпровідникова та фотоелектрична промисловість, головним чином походить із фтористоводневої кислоти (HF) і буферизованої фтористоводневої кислоти (BHF). Надлишок вільного фтору є токсичним для організмів і його необхідно видалити з промислових стічних вод. Канадська компанія Ovivo розробила ко-процес керамічної мембрани для очищення води,-що містить фтор (особливо стічних вод,-що містять HF). У кислих умовах (pH менше або дорівнює 4) карбонат кальцію реагує з іонами фториду в стічній воді з утворенням частинок фториду кальцію (CaF₂); потім ці частинки відокремлюються від очищеної стічної води за допомогою керамічної мембранної фільтрації.
I. Існуючі технології дефторування:
- Метод осадження фторидом кальцію (метод кальциту/метод кристалізації)
- Найчастіше використовується: осадження вапном + коагуляція/флокуляція + процес осадження
- Адсорбція глинозему, іонний обмін
II. Недоліки традиційних процесів:
- Утворений CaF₂ є дрібним порошком, який вимагає додавання коагулянтів.
- Великий розмір системи.
- Високий вміст домішок, що призводить до низької цінності використання ресурсів осаду CaF₂.
- Велика витрата реагентів.
Тому потрібен покращений процес, який є стабільним, має низьку-вартість, потребує менше місця та має низьке споживання реагентів та енергії.
Основою процесу дефторування на основі -керамічної мембрани є реакція карбонату кальцію (CaCO₃) з іонами фториду (особливо HF) у воді в кислих умовах (pH менше або дорівнює 4) для утворення частинок фториду кальцію (CaF₂).
III. Ключові принципи
- Частинки карбонату кальцію діють як затравкові кристали, а CaF₂ росте на їхній поверхні.
- Ядра карбонату кальцію залишаються всередині частинок, утворюючи частки CaF₂ великого-діаметра, які легко осідають.
- Маленькі частинки CaF₂, які не ростуть на затравкових кристалах, утримуються мембраною.
- Коагулянти чи флокулянти не потрібні.
IV. Умови процесу
1. Контроль pH
- Оптимальний pH реакції: менше або дорівнює 4, переважно менше або дорівнює 3,5.
- Під час реакції рН підвищиться до слабокислого (приблизно 5-7).
2. Додавання карбонату кальцію
- Форма: порошок або кашка
- Розмір частинок порошку: D90 менше або дорівнює 1 мм, бажано менше або дорівнює 0,1 мм
- Excess dosage: CaCO₃/fluorine mass ratio >2
3. Час реакції
- Кімнатна температура, при перемішуванні: 5-60 хвилин, переважно 20-40 хвилин.
