• 0990-923-7988
  • 051-57288954
  • 11
  • دی

عنصر شیمیایی فلوئور وقتی با سایر عناصر شیمیایی ترکیب شود، فلورایدها را تشکیل می دهد. فلوئور به طور عمده در ماده معدنی به نام فلوراسپاریافت می شود. Fluorspar نام تجاری فلوریت معدنی (کلسیم فلوراید، CaF2) است که در صورت خالص بودن از 51.1 درصد کلسیم و 48.9 درصد فلوئور تشکیل شده است. در طبیعت اما مقادیر کمی سیلیسیم، آهک، گوگرد، فسفر، آلومینیوم، آهن و منیزیم نیز معمولاً صورت وجود ناخالصی همراه با کلسیم فلوراید وجود دارد.

در شکل طبیعی آن با مواد معدنی دیگری مانند باریت، گالنا، پیریت ها و سولفیدهای دیگر تشکیل می شود. در شکل خالص آن بی رنگ و شفاف یا شفاف ، با درخشش براق است. ناخالصی های موجود در این ماده معدنی می تواند باعث ایجاد طیف گسترده ای از رنگ ها شود و برخی از انواع آن ممکن است فلورسانس را نشان دهند. این ماده در واقع یکی از خوش رنگ ترین مواد معدنی در جهان است که در رنگ های مختلف زرد و سبز تا گل رز، قرمز، صورتی و نارنجی مایل به قرمز و آبی و سیاه ظاهر می شود. ذخایر اصلی فلورسپار اکنون در چین، مکزیک، مغولستان، آفریقای جنوبی و نامیبیا یافت می شود.

فلورسپار تجاری با توجه به کیفیت و درصد  CaF2زیر به صورت زیر تقسیم بندی می شود.

- 25-30٪   سنگ معدن خام

- 75–82٪   درجه متالورژی

- 94–96٪   درجه سرامیک

- 97٪   درجه اسید

- 99٪   درجه کریستال

فلوراسپار اسید گرید منبع اصلی صنعتی عنصر فلوئور است. بیش از 60 درصد فلورین استخراج شده در ساخت اسید هیدروفلوئوریک استفاده می شود.

فلوراسپار متالورژی گرید برای تولید بریکت و کمک ذوب در تولید فولاد کاربرد دارد.

  • 11
  • دی

انتخاب فلز برای استفاده از اسید هیدروفلوئوریک به غلظت، دما، سرعت و میزان هوادهی اسید و در دسترس بودن آلودگی ها بستگی دارد. همانند سایر اسیدهای غیر اکسید کننده، هوادهی یا در دسترس بودن مواد شیمیایی اکسید کننده در اسید هیدروفلوئوریک باعث افزایش حمله خورنده آن به فلزات مختلف می شود.

نیکل 200

از آنجا که نیکل 200 مقاومت بالایی در برابر هیدروژن فلوراید بدون آب نشان می دهد، حتی در دماهای بالا استفاده از آن در محلول های آبی اسید هیدروفلوریک اغلب به دمای زیر 180 درجه فارنهایت یا 82 درجه سانتیگراد محدود می شود. در غلظت 60 تا 65٪ اسید خوردگی شدید در فلز رخ می دهد.

مونل 400

آلیاژ Monel 400 یک ماده عالی ساخت برای استفاده در فرآیندهای اسید هیدروفلوئوریک است. هوادهی یا در دسترس بودن نمکهای اکسید کننده، میزان خوردگی را افزایش می دهد. اما در اسید غیر هوادهی،  Monel 400 در تمام غلظت ها تا دمای جوش از خوردگی جلوگیری می کند. در دسترس بودن مقادیر کوچک از ترکیبات گوگردی کاهش یا اسید سولفوریک مضر نیست. این آلیاژ نسبتاً نسبت به اثرات سرعت حساس نیست و معمولاً برای اجزای حیاتی مانند کلاهک های حباب یا دریچه های در تماس با اسید در حال استفاده است. نسبت به آلیاژهای آلیاژ بالا با مقاومت در برابر خوردگی عمومی در اسید غیر تخلیه نیست. به طور مشترک با سایر آلیاژهای نیکل بالا، مونل 400 در برابر بخار ترک خوردگی در بخار مرطوب، هوادهی هیدروفلوئوریک یا هیدروفلوئوروسیلیسیک اسید حساس است. در صورت غوطه ور شدن کامل فلز در اسید، ترک خوردن فلز رخ می دهد.

آلیاژ 400 مونل در سیستم های آلکیلاسیون اسید هیدروفلوئوریک و تولید اسید هیدروفلوئوریک به کار میرود . مقاومت بالایی در برابر اسید هیدروفلوئوریک مایع تا 150 درجه سانتیگراد از خود نشان می هد.

اینکونل 600

آلیاژ اینکونل 600 در محیط های اسید هیدروفلوئوریک آبی رقیق در دمای محیط و همچنین فلورید هیدروژن بی آب مقاومت زیادی از خود نشان می دهد. در دسترس بودن نمکهای اکسید کننده اغلب مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. مقاومت کلی در برابر خوردگی سیم اینکونل 600 در برابر اسید هیدروفلوئوریک قابل توجه است.

 Incoloy 800 و Incoloy 825

Incoloy 800 در مقایسه با آلیاژهای Incoloy مبتنی بر مولیبدن مقاومت کمتری در برابر اسید هیدروفلوئوریک بی آب دارد. اگرچه، آنها به اندازه Monel 400 در برابر محلول های اسید هیدروفلوئوریک مقاوم نیستند. برای سیستم هایی که از تنش رهایی ندارند، به دلیل مقاومت بالا در برابر ترک خوردگی در برابر تنش، به ندرت از Incoloy 825 استفاده می شود. هوادهی یا در دسترس بودن نمکهای اکسید کننده سودمند است. به طور کلی ، این آلیاژها در سرویس اسید هیدروفلوئوریک استفاده نمی شوند.

اینکونل 625 و هاستلوی C276

اینکونل 625 و هاستلوی C276 مقاومت در برابر خوردگی شدیدی را که در شرایط دیگر دارند ارائه نمی دهند و به اندازه نیکل 200 یا مونل 400 در اسید هیدروفلوئوریک آبی مقاوم نیستند.

فولادهای کربنی و آلیاژی

فولادهای کم آلیاژ اغلب مقاومت کمتری نسبت به فولاد کربن دارند. فولادهای کربنی مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی در اسید هیدروفلوئوریک 100-64٪ دارند. خوردگی فولادها در محلول های اسید هیدروفلوئوریک با رقت محلول HF افزایش می یابد. علاوه بر این، ممکن است با فرسایش بدتر شود. بین 85 تا 100 درصد ، میزان خوردگی کاملاً مشابه و کم باقی می ماند. بین 70 تا 85 درصد، میزان خوردگی افزایش می یابد اما ممکن است در دمای اتاق از فولاد کربن استفاده شود. در زیر 70 درصد، میزان خوردگی به طرز چشمگیری افزایش می یابد. محلول های رقیق <60٪ حتی در دمای پایین به سرعت به فولاد حمله می کنند. خوردگی کربن استیل در HF منجر به تشکیل هیدروژن می شود. بنابراین، باید از مخلوط منفجره بین هیدروژن و هوا جلوگیری شود. حتی در غلظت های> 85٪ و باAHF ، مقداری مهاجرت هیدروژن اتمی در ورق فولاد رخ می دهد. استفاده از چدن در AHF / HF به دلیل خطر تخلخل، شکنندگی و میزان خوردگی بسیار بیشتر از فولاد کربن یا فولاد چدن توصیه نمی شود.

فولادهای ضد زنگ

استفاده از فولاد ضد زنگ در محیط های اسید هیدروفلوئوریک محدود است. فولادهای آستنیتی مقاومت بالایی در برابر حمله به فلورید هیدروژن بی آب مایع در دمای بالا دارند.

آلومینیوم

آلیاژهای آلومینیوم برای استفاده در کاربردهای اسید هیدروفلوئوریک مناسب نیستند.

مس

در غیاب اکسیژن ، مس فاقد روی و سیلیسیم آلیاژها در برابر AHF مقاوم هستند. به طور معمول، مس به عوامل هوادهی و سرعت غلظت اسید هیدروفلوئوریک حساس است. آلیاژ Cupronickel 70/30 عملکرد خوبی در اسیدهای آبی و غلیظ دارد.

  • 11
  • دی

بازار مصرف اسید هیدروفلوئوریک به سه گروه تقسیم می شود: اسید هیدروفلوئوریک بی آب (AHF)، اسید هیدروفلوئوریک غلیظ (غلظت AHF  بالای 50٪) و اسید هیدروفلوئوریک رقیق (غلظت AHF زیر 50٪). در ادامه به بررسی بخشی ازکاربرد این ماده می پردازیم.

ترکیبات فلوئوردار غیرآلی

زمینه کاربرد دیگر این اسید در تولید فلوریدهای غیر آلی مانند کریولیت مصنوعی (Na3AlF6)، تری فلوئورید آلومینیوم(AlF3)، سدیم فلوراید(NaF)، هگزا فلوراید اورانیوم (UF6) و هگزا فلوراید گوگرد (SF6) می باشد. بیشترین کاربرد اسید هیدروفلوئوریک در تولید فلوروکربن ها می باشد.

صنعت الکترونیک

در صنعت الکترونیک، اسید هیدروفلوئوریک ماده شیمیایی اصلی در ساخت دستگاه های نیمه رسانای مبتنی بر سیلیکون است. توانایی اسید در حمله به اکسید سیلیسیم و تبدیل آن به ترکیبات محلول اساس کاربردهای متعدد اسید HF در فرآیندهای تمیز کردن و اچ است. اسید هیدروفلوئوریک همراه با اسید نیتریک برای اچ سیلیکون، به عنوان اچ اکسید بافر در ترکیب با محلول های آمونیوم فلوراید، و به عنوان HF رقیق برای مراحل تمیز کردن نهایی و حذف اکسیدهای بومی استفاده می شود.

دستگاه های نیمه رسانا برای عملکرد بسیاری از کالاهای مصرفی که برای سهولت زندگی طراحی شده اند از جمله ماشین لباسشویی، رایانه های شخصی، یخچال، تلفن های همراه و تلفن های هوشمند، دوربین فیلمبرداری و ... است.

شیشه و کریستال

اصلی ترین مواد اولیه مورد استفاده در ساخت انواع شیشه ها ماسه، سیلیس و کربنات سدیم است. علاوه بر این، از اکسید سرب برای تولید شیشه های کریستال استفاده می شود. در حالت مذاب، شیشه یا به صورت مکانیکی و یا با دمیدن به شکل مورد نیاز شکل می گیرد.

مرحله نهایی فرایند تولید، عبور شیشه از حمامی است که حاوی مخلوطی از اسید هیدروفلوئوریک و اسید سولفوریک می باشد. محلول های حاوی  اسید هیدروفلوئوریک تنها اسیدهایی هستند که می توانند سیلیس را درخود حل کنندو باعث ایجاد درخشش در شیشه و کریستال می شود.

سرامیک

ترکیبات غیر آلی فلوراید از اجزای مهم لعاب های سرامیکی هستند .ترکیبات فلوراید مانند فلوراید باریم هم به عنوان ماده ای روان کننده وهم به عنوان مایع ساز عمل می کند.

سلول های خورشیدی

از هیدروژن فلوراید (HF) در ساخت سلول های خورشیدی استفاده می شود. صفحات خورشیدی از سلولهای فتوولتائیک سیلیکونی ساخته شده اند. برای جمع آوری هرچه بیشتر انرژی خورشید (فوتون)، سلول باید فاقد اکسیدها و ناخالصی های مزاحم باشد. بنابراین کیفیت خلوص بالای HF برای فرایند تمیز کردن مورد نیاز است. بعلاوه برای اینکه انرژی خورشید در سطح سلول باقی بماند و دوباره برعکس نشود (بنابراین امکان تبدیل آن به برق را از دست می دهد) HF می تواند "کوه" های کوچکی را نیز در سطح سلول ایجاد کند، به طوری که فوتون ها در داخل بمانند سطح سلول برای مدت طولانی تر این فرآیند را بافت سازی می نامند.

فلوئوروپلیمرها

بیشتر فلوئوروپلیمرها بر اساس ترکیبی از فلوروکربن ها ساخته شده اند. HCFC  ها برای ساخت پلیمرهای فلوئوره، پلی تترا فلورواتیلن (PTFE) وپلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) کاربرد دارد. در میان سایر فلوروپلیمرها، پلی تترا فلوئوراتیلن (PTFE) برای عایق سیم و کابل، لوله ها، شیرآلات و مخازن، پوشش ها برای وسایل آشپزی ، ورقه های ضد آب روی منسوجات استفاده می شود .

از ویژگیهای خاص این مواد می توان به مقاومت در برابر آتش، مقاومت مکانیکی، عایق بندی، کشش سطحی کم و مقاومت در برابر مواد شیمیایی اشاره کرد.

مواد شوینده

از هیدروژن فلوراید به عنوان کاتالیزور در تولید مواد شوینده آلکیل بنزن سولفونات خطی (LAS) برای کاربردهای لباسشویی و ظرفشویی استفاده می شود.

در مقایسه با مواد شوینده سنتی مانند صابون، این محصولات محلول تر در آب هستند. این انحلال پذیری به آنها اجازه می دهد تا در مواد آلوده بسیار موثرتر نفوذ کنند. عملکرد مواد شوینده تا حد زیادی به وجود یک قطب و یک جز non غیر قطبی در مولکول بستگی دارد. جز قطبی باعث جذب آب می شود، در حالی که جز non غیر قطبی باعث جذب روغن و گریس می شود. به این ترتیب یک امولسیون تشکیل می شود که در آن می توان خاک را به طور موثر شست.

محصولات بهداشتی

از سال 1925 در ایالات متحده مشاهده شد که فلوئور مصرف شده از منابع آب غنی از فلوراید می تواند منجر به کاهش قابل توجهی در پوسیدگی دندان شود. اما در دهه 1950، دانشمندان سوئیسی تعیین کردند که فلورین به شکل پتاسیم  فلوراید را می توان به نمک خوراکی اضافه کرد.

آزمایشات گسترده نشان داد که نتایج مشابه نتایج حاصل از فلوراسیون آب است. سازمان بهداشت جهانی، فلوراید نمک خوراکی را به عنوان بهترین راه پیشگیری از پوسیدگی دندان در هرجایی که امکان استفاده از فلوراید آب وجود نداشت، توصیه کرد و اکنون در بسیاری از مناطق آمریکای مرکزی و جنوبی فلوراید پتاسیم به طور معمول به نمک خوراکی اضافه می شود. نمک حاوی فلوراید در اتحادیه اروپا نیز به میزان محدودی موجود است.

دو ترکیب دیگر، سدیم فلوراید و سدیم منوفلوئوروفسفات نیز از اجزای اساسی فرمولاسیون داروسازی خمیر دندان هستند و به همین ترتیب در کمک به جلوگیری از پوسیدگی دندان مهم هستند.

حفاظت از محصولات کشاورزی

اسید هیدروفلوئوریک همچنین در تولید حشره کش و علف کش  برای حفاظت از محصوات کشاوری کاربرد دارد.

صنعت داروسازی

چندین دهه است که فلورین نقش مهمی در صنایع دارویی و همچنین صنایع کشاورزی دارد. کاملاً مشهور است که اثربخشی بسیاری از مولکولهای پیچیده با وجود حتی یک اتم فلوئور به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.  در برخی از داروهای ضد درد اختصاصی، آنتی بیوتیک ها و ضد افسردگی ها استفاده می شود. حتی اخیراً ، پیشرفت قابل توجهی در توسعه طیف وسیعی از ترکیبات آلی فلورین بر اساس گروه های CF2 و CF3 حاصل شده است. که در تولید داروی بیهوشی و یک داروی معروف ضد مالاریا بودند.

تولید نفت

علاوه بر کاربردهای فراوان هیدروژن فلوراید (HF) به عنوان یک ماده شیمیایی فرآیندی، در کاربردهای مهم صنعتی به عنوان کاتالیزور نیز مورد استفاده قرار می گیرد. در صنعت پتروشیمی، اجزای موجود در نفت خام که به طور طبیعی بوجود می آیند با فرآیند تقطیر جدا می شوند.

فرآیند آلکیلاسیون که هیدروژن فلوراید (HF) به عنوان کاتالیزور استفاده می شود، اسید HF با موادی مانند پروپیلن و بوتیلن با ایزوبوتان واکنش داده و محصولات با اکتان بالا تولید می کنند.

صنعت متالورژی

اسید هیدروفلوئوریک و نمکهای آن در فرآوری بسیاری از فلزات مانند تولید آلومینیوم اولیه، فولاد ضد زنگ و ریخته گری ها مورد استفاده قرار می گیرد.

  1. استخراج فلز

HF برای جداسازی فلزات اساسی از سنگ معدن استفاده می شود. به عنوان مثال برای استخراج تانتالوم و نیوبیوم که در صنعت الکترونیک کاربرد دارد استفاده می شود.

  1. ساخت فلز

آلومینیوم از ماده معدنی بوکسیت با روش الکترولیز بدست می آید. الکترولیت مورد استفاده سدیم آلومینیوم فلوراید است که به عنوان سدیم کریولیت شناخته می شود. ماده اولیه اصلی دیگر در این فرآیند ، فلوراید آلومینیوم (3 AlF) است. 3AlF به عنوان کاهنده نقطه ذوب عمل می کند که منجر به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی می شود.

  1. فرآوری فلز

اسید هیدروفلوئوریک همراه با اسید نیتریک در ساخت فولاد ضد زنگ برای از بین بردن اکسیدهای ناخواسته و سایر ناخالصی ها از سطح ورق فلز استفاده می شود.

فلوئوروکربن ها

AHF ماده اولیه تولید بیشترترکیبات فلوئوردار می باشد. از زمان امضای پروتکل مونترال در سپتامبر 1987 که در آن کشورها توافق کردند ترمیبات کلروفلوئورکربن ها (CFC) را حذف کنند، دو پیشرفت عمده وجود داشته است. در مرحله اول، هیدروکلروفلوروکربن ها (HCFC ها) جایگزین CFC ها شدند. با این وجود HCFC ها  هم  توانایی تخریب لایه ازن را داشتند و یک راه حل میانی برای این مشکل بودند، تولیدکنندگان خیلی سریع نسبت به تولید هیدروفلوروکربن (HFC) که فاقد کلر است که هیچ پتانسیلی برای تخریب لایه ازن ندارند اقدام نمودند. یکی از کاربردهای اصلی AHF در ساخت هیدرو فلوروکربن ها (HFC) به عنوان مثال CF3CH2F ،CF3CF2H ،CF3CH2CH2F  و CH2F2 که تخریب کننده لایه ازون نیستند و جایگزینی برای کلروفلوروکربن های حاوی کلر (CFC) و هیدروکلرو فلوروکربن ها (HCFC) می باشند.

فوئوروکربن ها در سه زمینه کاربرد دارند:

1. تبرید

محصول اصلی برای کاربردهای برودتی HFC 134a است که ثابت شده جایگزینی عالی برای CFC 12 است. اگرچه تا حدی محدود است اما در هر کجا که نیاز به خنک سازی، انجماد یا سایر فرآیندهای انتقال حرارت باشد از آن استفاده می شود. در حال حاضر HFO ها مورد بحث قرار گرفته اند تا برای کاربردهای مشابه مانند فرآیند خنک سازی ، فرآوری مواد غذایی، تبرید صنعتی، حمل و نقل، تبرید تجاری و خانگی مورد استفاده قرار گیرند.

2. دمیدن کف

طیف وسیعی از پلاستیک ها از جمله پلی اورتان و پلی استایرن دارای خواص عایق بندی بالایی هستند. روند تولید آنها به عنوان "دمیدن کف" شناخته می شود. هنگامی که "دمیدن کف" با استفاده از فلوروکربن ها حاصل می شود، کف های عایق با عملکرد بسیار بالا و چگالی کم را فراهم می کند. HFC ها بدون پتانسیل تخریب اوزن جایگزین CFC ها شده و تا حدی جایگزین HCFC ها شده اند. HFO ها نیز برای این بخش در دست توسعه هستند.

3.تهویه مطبوع

طیف وسیعی از ترکیبات HFC در بسیاری از انواع سیستم های تهویه مطبوع استفاده می شود.

تولید فلوئورکربن 60٪ از مصرف اسید هیدروفلوئوریک را در سال 2019 تشکیل داده است. انتظار می رود طی چند سال آینده رشد متوسطی در حدود 2-3٪ داشته باشد. پیش بینی می شود بازار اسید هیدروفلوئوریک از 1.6 میلیون تن در سال 2018  به 2.1 میلیون تن در سال 2023 برسد. تقاضای فزاینده برای هیدروفلوروکربن ها (HFC) ها و هیدروفلوئوروالفین ها (HFO) ها و افزایش تقاضا برای ترکیبات فلوئور در صنایع مختلف، محرک های اصلی بازار جهانی اسید هیدروفلوئوریک در طی دوره می باشند.

کمپانی های Honeywell و  DuPont آمریکا و شرکت Quimica Fluor  و Solvay Fluor Mexico مکزیک از بزرگترین تولید کنندگان اسید هیدروفلوئوریک می باشند.

  • 11
  • دی

اسید هیدروفلوئوریک محلول گاز هیدروژن فلوراید (HF) در آب، محلولی بی رنگ، اسیدی و بسیار خورنده می باشد.

بخش عمده ای از اسید هیدروفلوئوریک، از واکنش ماده معدنی فلوریت (CaF2) با اسید سولفوریک در دمای حدود 300 درجه طبق واکنش زیر تولید می شود.

CaF2 + H2SO4 → 2 HF + CaSO4

این اسید محصول جانبی تولید اسید فسفریک از آپاتیت / فلوراپاتیت است. از واکنش این ماده معدنی با اسید سولفوریک در دمای بالا، مخلوطی از گازها از جمله هیدروژن فلوراید آزاد می شود. به دلیل خاصیت خورنده بودن HF، تولید آن با انحلال مواد معدنی سیلیکات همراه است و از این طریق مقادیر قابل توجهی اسید فلوروسیلیسیک تولید می شود.

اسید هیدروفلوئوریک همچنین با آزاد شدن فرآیندهای صنعتی و جوشکاری و فعالیتهای محیطی مانند آتشفشانها تولید می شود.

اسید هیدروفلوئوریک در سال 1771 توسط کارل ویلهلم شیلی شیمیدان سوئدی، هنگام تحقیق در مورد ماده معدنی بنام فلوریت (کلسیم فلوراید) کشف شد. هیدروژن فلوراید (HF) مترادف های مختلفی دارد: اسید هیدروفلوئوریک، اسید فلوریک، هیدروفلوئور، فلورین منو هیدرید، فلوران.

در سال 1931، HF برای اولین بار به صورت تجاری تولید شد و پس از آن به طور پیوسته افزایش یافته است.

اطلاعات تماس

  • خراسان رضوی، گناباد، مرکز رشد فناوری
  • 051-57288954
  • 7988 923 0990
  • soltani.chem
  • این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید
  • این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

ارسال پیام

  ایمیل ارسال نشد !   Your email has been sent.