L’acido fluoridrico è molto usato nell’industria ed è un precursore di molti prodotti chimici e materiali ed è ampiamente usato nei prodotti farmaceutici, nei materiali esotici come i fluoropolimeri, per incidere il vetro e per decapare i metalli come l’acciaio inossidabile. Nell’industria dei semiconduttori l’HF è usato per incidere substrati di silicio.
L’acido idrofluorico è incolore e molto aggressivo con la capacità di dissolvere molti materiali tra cui il vetro. L’HF presenta anche alcuni problemi di salute e sicurezza ambientale molto seri, a differenza di molti acidi un’ustione da HF è solitamente innocua, facendo pochi danni evidenti all’inizio, ma può portare rapidamente alla distruzione dei tessuti sottostanti, comprese le ossa. Con un’alta infinità di calcio (Ca) l’HF può portare alla morte interferendo con il metabolismo e i livelli di Ca nel flusso sanguigno.
Il HF insieme ai suoi composti fratelli, l’ossido tamponato o il bifluoruro di ammonio (NH4HF2), devono essere neutralizzati prima dello scarico. Le acque di scarico contenenti fluoruro spesso hanno bisogno di più della neutralizzazione del pH, in quanto ci sono limiti di fluoruro ampiamente imposti in tutto il mondo che richiedono sistemi di riduzione del fluoruro per ridurre i fluoruri negli effluenti industriali.
Acido Idrofluorico ( HF )
Acido Idrofluorico HF:
Con un pKa di 3.15 l’HF è considerato un acido debole in quanto non è completamente dissociato sotto un pH di circa 5.5 e forma complessi con molti composti incluso se stesso. Non lasciatevi ingannare dalla classificazione come acido debole, l’HF è un acido molto aggressivo e pericoloso. L’HF è disponibile in commercio in concentrazioni che vanno dal 10% al 49% con il 49% di HF che è il più comune. La neutralizzazione del pH dell’acido fluoridrico è convenzionale e si può usare qualsiasi base inorganica come l’idrossido di sodio o la calce. L’acido fluoridrico è una soluzione normale, il che significa che per ogni mole di HF si libera una mole di H+ o acido che richiede una mole di idrossido (OH-) per neutralizzarla.
Una mole di idrossido di sodio (NaOH) è necessaria per neutralizzare una mole di HF, come segue:
NaOH + HF → NaF + H20
Inversamente una mole di calce come Ca(OH)2 neutralizzerà due moli di HF che è una reazione comune nella riduzione industriale del fluoruro per la precipitazione dei fluoruri come sale di CaF2 relativamente insolubile:
Ca(OH)2 + 2HF → CaF2 + 2H20
Calore di neutralizzazione
Tutte le reazioni di neutralizzazione del pH sono esotermiche e viene rilasciato calore. Nella maggior parte delle applicazioni pratiche la concentrazione dell’acido è troppo bassa perché l’aumento di temperatura sia preoccupante, tuttavia, quando la concentrazione dell’acido aumenta oltre l’1% circa, l’aumento di temperatura non solo è misurabile ma può essere preoccupante.
ΔHN = 55,83 KJ / Mole di H+
Per esempio, neutralizzando una soluzione al 10% di acido HF si avrà un aumento di temperatura di quasi 300C mentre neutralizzando una soluzione al 49% di acido fluoridrico concentrato si avrà un aumento di temperatura di oltre 1500C. Questo è sufficiente per fondere qualsiasi sistema di tubature termoplastiche e abbastanza caldo da causare esplosioni di vapore.
I nostri sistemi di neutralizzazione del pH dell’acido concentrato tengono conto dell’aumento di temperatura noto e vengono prese misure per controllarlo attraverso il monitoraggio continuo della temperatura, il controllo della velocità di reazione e, quando necessario, l’aggiunta di acqua di spegnimento. Un esempio di un sistema di neutralizzazione del pH dell’acido concentrato può essere visto su: Neutralizzazione dell’acido della batteria
Prodotti di precipitazione
La neutralizzazione del pH di qualsiasi acido forte con una base forte produce un sale. Quando uno dei reagenti è relativamente diluito, i prodotti della neutralizzazione rimarranno solubili, in particolare se il sodio (Na) è il catione. Tuttavia, se il catione è il calcio (Ca) o se la concentrazione di entrambi i reagenti è elevata, inizieranno a formarsi prodotti di precipitazione (sali insolubili). In alcuni casi questi possono essere semplicemente scaricati nello scarico, in altri possono aver bisogno di essere rimossi per qualsiasi numero di ragioni, in particolare se sono presenti alti fluoruri. Ogni volta che si formano prodotti di precipitazione possono anche diventare un problema di manutenzione.
Nell’esempio dato sopra dove l’acido fluoridrico è neutralizzato usando la calce il sottoprodotto sarà il fluoruro di calcio (CaF2). Il fluoruro di calcio formerà un rivestimento cristallino duro come il vetro su tubi, valvole e raccordi che è resistente alla pulizia degli acidi.
Digital Analysis Corp. produce una linea completa di sistemi di neutralizzazione del pH per la neutralizzazione dell’acido fluoridrico (HF) e di tutti gli acidi minerali, basi, acidi organici e alcali. Tre delle nostre quattro famiglie di sistemi di neutralizzazione del pH degli effluenti sono adatte alla neutralizzazione delle acque reflue contenenti HF e comprendono le nostre famiglie di sistemi di neutralizzazione del pH pHASE, labTREAT e batchTREAT.
Packaged / Skid Mounted pH Neutralization SystemsDigital Analysis produce quattro famiglie di sistemi di regolazione del pH che includono: pHASE, labTREAT, batchTREAT e hydroTREAT
La famiglia pHASE di sistemi di regolazione del pH sono sistemi batch progettati per gestire flussi continui da 0-60 GPM. La famiglia pHASE è in grado di gestire una varietà di flussi di acque reflue che vanno da altamente acidi a altamente alcalini.
- Flussi continui da 0-60GPM
- Piattaforma compatta
- Bi-direzionale: neutralizza acidi e basi.
- Design del sistema batch.
- Gestirà acidi e basi concentrati.
- Completamente automatizzato
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La famiglia labTREAT di sistemi di regolazione del pH sono sistemi a flusso continuo progettati per gestire flussi continui da 0-300 GPM. La famiglia labTREAT è in grado di gestire una varietà di flussi di acque reflue da laboratori di ricerca industriali e istituzionali.
- Flussi continui da 0-300GPM
- Disponibile in uno, due e tre stadi.
- Nutralizzazione CIP – adatto per rifiuti CIP caldi.
- Bi-direzionale: neutralizza acidi e basi.
- Flusso continuo attraverso il design del sistema.
- Gestirà flussi elevati in un ingombro minimo.
- Completamente automatizzato
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La famiglia batchTREAT di sistemi di neutralizzazione del pH è progettata per gestire flussi continui di acque reflue industriali da 0-10.000 GPM. Questo grande sistema a piattaforma è un sistema batch che gestisce flussi continui che possono essere altamente acidi o altamente alcalini.
- Flussi continui da 0-1,000GPM
- Molte opzioni incluso il design del sistema pH duplex / ridondante.
- Bi-direzionale: neutralizza acidi e basi.
- Progettazione del sistema a lotti.
- Gestirà acidi e basi concentrate.
- Completamente automatizzato
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La famiglia hydroTREAT di sistemi di neutralizzazione del pH è specificamente progettata per flussi di ingresso alcalini / ad alto pH, in particolare per le acque reflue provenienti da applicazioni di calcestruzzo e idrodemolizioni. La famiglia hydroTREAT è progettata per utilizzare l’anidride carbonica (CO2).
- Flussi continui da 0-1.000GPM
- Acque reflue di calcestruzzo – Progettato specificamente per rifiuti di calcestruzzo, acque reflue di idrodemolizione e acque reflue e deflusso di tunnel.
- Non richiede l’uso di prodotti chimici pericolosi come gli acidi concentrati.
- Uso sicuro dell’anidride carbonica (CO2).
- Progettato per uso esterno su superfici non migliorate.
- Completamente automatizzato
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