פלואור נמצא בשימוש נרחב כחומר צריבה בתעשיות כמו מוליכים למחצה ופוטו-וולטאים, שמקורו בעיקר בחומצה הידרופלואורית (HF) וחומצה הידרופלואורית מבוקרת (BHF). עודף פלואוריד חופשי הוא רעיל לאורגניזמים ויש להסירו מהשפכים התעשייתיים. Ovivo, חברה קנדית, פיתחה-תהליך משותף של קרום קרמי לטיפול במים המכילים פלואוריד- (במיוחד HF-המכילים שפכים). בתנאים חומציים (pH פחות מ-4 או שווה ל-4), סידן פחמתי מגיב עם יוני פלואוריד במי שפכים ויוצר חלקיקי סידן פלואוריד (CaF₂); חלקיקים אלה מופרדים לאחר מכן מהשפכים המטופלים על ידי סינון ממברנה קרמית.
I. טכנולוגיות דה-פלורידציה קיימות:
- שיטת משקעים של סידן פלואוריד (שיטת קלציט/שיטת התגבשות)
- בשימוש נפוץ ביותר: משקעי סיד + קרישה/צפיפות + תהליך משקעים
- ספיחה של אלומינה, החלפת יונים
II. חסרונות של תהליכים מסורתיים:
- CaF₂ שנוצר הוא אבקה דקה, הדורשת תוספת של חומרי קרישה.
- טביעת רגל מערכת גדולה.
- תכולת טומאה גבוהה, וכתוצאה מכך ערך ניצול נמוך של משאבים של בוצת CaF₂.
- צריכת ריאגנטים גבוהה.
לכן, יש צורך בתהליך משופר שיהיה יציב, בעלות-נמוכה, דורש פחות מקום ובעל צריכת ריאגנט ואנרגיה נמוכה.
הליבה של תהליך ההפלרה המבוסס על הממברנה הקרמית- היא להגיב של סידן פחמתי (CaCO₃) עם יוני פלואוריד (במיוחד HF) במים בתנאים חומציים (pH פחות או שווה ל-4) כדי ליצור חלקיקי סידן פלואוריד (CaF₂).
III. עקרונות מפתח
- חלקיקי סידן פחמתי פועלים כגבישי זרעים, ו-CaF₂ גדל על פני השטח שלהם.
- גרעיני סידן פחמתי נשארים בתוך החלקיקים, ויוצרים חלקיקי CaF₂ גדולים בקוטר- השוקעים בקלות.
- חלקיקי CaF₂ קטנים שאינם גדלים על גבישי הזרע נשמרים על ידי הממברנה.
- אין צורך בחומרי קרישה או פלוקולנטים.
IV. תנאי תהליך
בקרת 1.pH
- pH תגובה אופטימלי: פחות או שווה ל-4, רצוי פחות או שווה ל-3.5.
- ה-pH יעלה לחומציות חלשה (בערך 5-7) במהלך התגובה.
2. תוספת סידן קרבונט
- צורה: אבקה או תמיסה
- גודל חלקיקי אבקה: D90 פחות או שווה ל-1 מ"מ, רצוי פחות או שווה ל-0.1 מ"מ
- Excess dosage: CaCO₃/fluorine mass ratio >2
3. זמן תגובה
- טמפרטורת החדר, בתנאי ערבוב: 5-60 דקות, רצוי 20-40 דקות.