Fluoria käytetään laajalti etsausaineena teollisuudessa, kuten puolijohteissa ja aurinkosähköissä, ja se on peräisin pääasiassa fluorivetyhaposta (HF) ja puskuroidusta fluorivetyhaposta (BHF). Liiallinen vapaa fluori on myrkyllistä organismeille ja se on poistettava teollisuuden jätevesistä. Kanadalainen yritys Ovivo on kehittänyt keraamisen kalvon yhteisprosessin fluori-pitoisen veden (erityisesti HF-pitoisen jäteveden) käsittelemiseen. Happamissa olosuhteissa (pH pienempi tai yhtä suuri kuin 4) kalsiumkarbonaatti reagoi jäteveden fluoridi-ionien kanssa muodostaen kalsiumfluoridi (CaF2) hiukkasia; nämä hiukkaset erotetaan sitten käsitellystä jätevedestä keraamisella kalvosuodatuksella.
I. Nykyiset fluorinpoistotekniikat:
- Kalsiumfluoridisaostusmenetelmä (kalsiittimenetelmä/kiteytysmenetelmä)
- Yleisimmin käytetty: kalkin saostus + koagulointi/flokkulaatio + saostusprosessi
- Alumiinioksidin adsorptio, ioninvaihto
II. Perinteisten prosessien haitat:
- Syntynyt CaF2 on hieno jauhe, joka vaatii koagulanttien lisäämistä.
- Suuri järjestelmäjalanjälki.
- Korkea epäpuhtauspitoisuus, mikä johtaa alhaiseen CaF₂-lietteen resurssien käyttöarvoon.
- Suuri reagenssin kulutus.
Siksi tarvitaan parannettu prosessi, joka on vakaa, edullinen-, vaatii vähemmän tilaa ja jonka reagenssi- ja energiankulutus on alhainen.
Keraamiseen kalvoon{0}} perustuvan defluoridointiprosessin ydin on antaa kalsiumkarbonaatin (CaCO₃) reagoida fluoridi-ionien (erityisesti HF) kanssa vedessä happamissa olosuhteissa (pH pienempi tai yhtä suuri kuin 4) kalsiumfluoridihiukkasten (CaF₂) muodostamiseksi.
III. Keskeiset periaatteet
- Kalsiumkarbonaattihiukkaset toimivat siemenkiteinä ja CaF₂ kasvaa niiden pinnalla.
- Kalsiumkarbonaattiytimet jäävät hiukkasten sisään muodostaen suuria{0}}halkaisijaltaan CaF₂-hiukkasia, jotka laskeutuvat helposti.
- Pienet CaF2-hiukkaset, jotka eivät kasva siemenkiteiden päällä, jäävät kalvoon.
- Koagulantteja tai flokkulantia ei tarvita.
IV. Prosessin ehdot
1.pH-säätö
- Optimaalinen reaktion pH: pienempi tai yhtä suuri kuin 4, edullisesti pienempi tai yhtä suuri kuin 3,5.
- pH nousee heikosti happamaksi (noin 5-7) reaktion aikana.
2. Kalsiumkarbonaatin lisäys
- Muoto: Jauhe tai liete
- Jauheen hiukkaskoko: D90 pienempi tai yhtä suuri kuin 1 mm, mieluiten pienempi tai yhtä suuri kuin 0,1 mm
- Excess dosage: CaCO₃/fluorine mass ratio >2
3. Reaktioaika
- Huoneenlämpötila, sekoitusolosuhteissa: 5-60 minuuttia, mieluiten 20-40 minuuttia.