El Ácido Hidrofluórico es muy utilizado en la industria y es un precursor de muchos productos químicos y materiales y se utiliza ampliamente en productos farmacéuticos, materiales exóticos como los fluoropolímeros, para grabar el vidrio, y para decapar metales como el acero inoxidable. En la industria de los semiconductores, el HF se utiliza para grabar sustratos de silicio.
El ácido fluorhídrico es incoloro y muy agresivo, con capacidad para disolver muchos materiales, incluido el vidrio. A diferencia de muchos ácidos, una quemadura con HF suele ser inocua y causar pocos daños evidentes al principio, pero puede provocar rápidamente la destrucción de los tejidos subyacentes, incluido el hueso. Con un alto índice de calcio (Ca), el HF puede conducir a la muerte al interferir con el metabolismo y los niveles de Ca en el torrente sanguíneo.
El HF junto con sus compuestos hermanos, el grabado de óxido tamponado o el bifluoruro de amonio (NH4HF2), deben ser neutralizados antes de su vertido. Las aguas residuales que contienen fluoruro a menudo necesitan algo más que la neutralización del pH, ya que existen límites de fluoruro ampliamente impuestos en todo el mundo que requieren sistemas de reducción de fluoruro para reducir los fluoruros en los efluentes industriales.
Ácido hidrofluórico ( HF )
Ácido hidrofluórico HF:
Con un pKa de 3,15 el HF se considera un ácido débil en el sentido de que no se disocia completamente por debajo de un pH de aproximadamente 5,5 y formará complejos con muchos compuestos, incluido él mismo. No deje que la clasificación como ácido débil le engañe, el HF es un ácido muy agresivo y peligroso. El HF está disponible en el mercado en concentraciones que van del 10% al 49%, siendo el 49% el más común. La neutralización del pH del ácido fluorhídrico es convencional y puede utilizarse cualquier base inorgánica, como el hidróxido de sodio o la cal. El ácido fluorhídrico es una solución normal, lo que significa que por cada mol de HF se libera un mol de H+ o ácido que requiere un mol de hidróxido (OH-) para neutralizarse.
Se requiere un mol de hidróxido de sodio (NaOH) para neutralizar un mol de HF , como sigue:
NaOH + HF → NaF + H20
A la inversa, un mol de cal como Ca(OH)2 neutralizará dos moles de HF, que es una reacción común en la reducción industrial de fluoruros para la precipitación de fluoruros como una sal CaF2 relativamente insoluble:
Ca(OH)2 + 2HF → CaF2 + 2H20
Calor de Neutralización
Todas las reacciones de neutralización del pH son exotérmicas y se liberará calor. En la mayoría de las aplicaciones prácticas, la concentración de ácido es demasiado baja para que el aumento de la temperatura sea preocupante; sin embargo, a medida que la concentración de ácido aumenta por encima del 1%, el aumento de la temperatura no sólo es medible, sino que puede ser preocupante.
ΔHN = 55,83 KJ / mol de H+
Por ejemplo, la neutralización de una solución del 10% de ácido HF producirá un aumento de la temperatura de casi 300C, mientras que la neutralización de una solución del 49% de ácido fluorhídrico concentrado producirá un aumento de la temperatura de más de 1500C. Esto es suficiente para fundir cualquier sistema de tuberías termoplásticas y lo suficientemente caliente como para causar explosiones de vapor.
Nuestros sistemas de neutralización del pH del ácido concentrado tienen en cuenta el aumento de temperatura conocido y se toman medidas para controlarlo mediante la supervisión continua de la temperatura, el control de la velocidad de reacción y, cuando es necesario, la adición de agua de enfriamiento. Un ejemplo de un sistema de neutralización del pH del ácido concentrado puede verse en: Neutralización del ácido de la batería
Productos de precipitación
La neutralización del pH de cualquier ácido fuerte con una base fuerte producirá una sal. Cuando uno de los reactivos está relativamente diluido los productos de la neutralización permanecerán solubles, particularmente si el sodio (Na) es el catión. Sin embargo, si el catión es el calcio (Ca) o si la concentración de ambos reactivos es elevada, comenzarán a formarse productos de precipitación (sales insolubles). En algunos casos, estos productos se pueden verter simplemente por el desagüe, mientras que en otros puede ser necesario eliminarlos por diversas razones, especialmente si hay un alto nivel de fluoruros. Siempre que se formen productos de precipitación pueden convertirse en un quebradero de cabeza para el mantenimiento.
En el ejemplo anterior, en el que el ácido fluorhídrico se neutraliza con cal, el subproducto será el fluoruro de calcio (CaF2). El fluoruro de calcio formará un revestimiento cristalino duro en las tuberías, válvulas y accesorios que es resistente a la limpieza con ácido.
Digital Analysis Corp. fabrica una línea completa de sistemas de neutralización de pH para la neutralización del ácido fluorhídrico (HF) y todos los ácidos minerales, bases, ácidos orgánicos y álcalis. Tres de nuestras cuatro familias de sistemas de neutralización de pH de efluentes son muy adecuadas para la neutralización de aguas residuales que contienen HF y éstas incluyen nuestras familias de sistemas de neutralización de pHASE, labTREAT, ybatchTREAT.
Sistemas de Neutralización de pH en paquete / montados en patinesDigital Analysis fabrica cuatro familias de sistemas de ajuste de pH: pHASE, labTREAT, batchTREAT e hydroTREAT
La familia pHASE de sistemas de ajuste de pH son sistemas por lotes diseñados para manejar flujos continuos de 0-60 GPM. La familia pHASE es capaz de manejar una variedad de flujos afluentes de aguas residuales que van desde altamente ácidos a altamente alcalinos.
- Caudos continuos de 0-60GPM
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- Diseño del sistema por lotes.
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La familia labTREAT de sistemas de ajuste de pH son sistemas de flujo continuo diseñados para manejar flujos continuos de 0-300 GPM. La familia labTREAT es capaz de manejar una variedad de flujos de aguas residuales de laboratorios de investigación industriales e institucionales.
- Corrientes continuas de 0-300GPM
- Disponibles en diseños de una, dos y tres etapas.
- Neutralización CIP – muy adecuado para residuos CIP calientes.
- Bi-direccional: neutraliza ácidos y bases.
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Los sistemas de neutralización de pH de la familia BatchTREAT están diseñados para manejar flujos continuos de aguas residuales industriales de 0-10,000 GPM. Este sistema de gran plataforma es un sistema por lotes que maneja flujos continuos que pueden ser altamente ácidos o altamente alcalinos.
- Corrientes continuas de 0-1,000GPM
- Muchas opciones incluyendo diseño de sistema de pH dúplex / redundante.
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La familia hydroTREAT de sistemas de neutralización de pH está específicamente diseñada para flujos de entrada alcalinos / de alto pH, particularmente aguas residuales de aplicaciones de hormigón e hidrodemolición. La familia hydroTREAT está diseñada para utilizar dióxido de carbono (CO2).
- Corrientes continuas de 0-1.000GPM
- Aguas residuales de hormigón – Diseñadas específicamente para residuos de hormigón, aguas residuales de hidrodemolición y aguas residuales y de escorrentía de túneles.
- No requiere el uso de productos químicos peligrosos como ácidos concentrados.
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- Diseñado para el uso al aire libre en superficies no mejoradas.
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