Allumina attivata per la rimozione del fluoro

L'allumina attivata è un materiale estremamente flessibile che trova diversi impieghi industriali. Grazie alla sua stabilità chimica e alla superiore capacità di assorbimento, l'allumina attivata è un alleato prezioso in molte situazioni.

Tra i suoi numerosi impieghi, l'allumina attivata è la scelta ideale per il trattamento delle acque, eliminando contaminanti come il fluoro dall'acqua potabile e agendo come essiccante nei sistemi di aria compressa per prevenire ruggine e corrosione.

Riutilizzabile

L'allumina attivata è un materiale estremamente prezioso grazie alle sue eccezionali proprietà di adsorbimento, inerzia chimica e forza ionica. Grazie all'elevato volume dei pori, all'ampia superficie e alla capacità di adsorbire contaminanti di grande peso molecolare dall'acqua e dai gas a livelli di pressione domestica, è in grado di adsorbire anche il fluoro! Un singolo dispositivo di allumina attivata che opera in condizioni domestiche a livelli di pressione domestica può produrre circa un gallone al minuto di acqua trattata, con l'utilizzo di dispositivi aggiuntivi in parallelo per portate più elevate o l'utilizzo simultaneo di più dispositivi di allumina attivata rigenerati con soda caustica (idrossido di sodio; NaOH), acido solforico (H2SO4) o allume (KAl(SO4)2).

La corretta rigenerazione dell'allumina garantisce il mantenimento della capacità di assorbimento, delle prestazioni e della durata. I metodi di rigenerazione devono essere scelti con cura per ridurre al minimo gli sprechi di energia; una rigenerazione impropria potrebbe causare danni strutturali e ridurre la capacità di assorbimento.

La maggior parte delle applicazioni industriali ricicla l'allumina utilizzando tecniche di rigenerazione termica o sotto vuoto. La rigenerazione sotto vuoto utilizza ambienti a bassa pressione per rilasciare le molecole adsorbite dalla superficie dell'allumina; è quindi un'opzione interessante per le applicazioni che richiedono temperature più basse rispetto ai rigeneranti termici.

I rigeneranti termici riscaldano l'allumina ad alte temperature per rilasciare i contaminanti adsorbiti e quindi risciacquano l'adsorbente per eliminare i composti rilasciati dalla sua superficie. Tuttavia, questo processo richiede un notevole consumo di energia, con conseguenti bollette elettriche molto salate per gli impianti.

L'adsorbimento a pressione variabile è un altro approccio popolare per rivitalizzare l'allumina, che utilizza rapidi cambiamenti di pressione per facilitare il desorbimento dei contaminanti che sono stati adsorbiti su di essa. Questo metodo, efficiente dal punto di vista energetico, può anche essere automatizzato per ridurre i costi operativi; tuttavia, non tutte le applicazioni possono utilizzare questo approccio, poiché alcune sostanze non si desorbono quando sono esposte a questi cicli di alta e bassa pressione.

L'allumina attivata è un materiale facilmente riciclabile e versatile, utilizzato nel trattamento delle acque e dei gas e in ambito industriale come supporto per catalizzatori nelle industrie petrolchimiche. Grazie alle sue proprietà fisiche e chimiche, l'allumina attivata è in grado di adsorbire una varietà di sostanze, dai composti organici ai metalli pesanti come il fluoro.

Elevata capacità di assorbimento

L'allumina attivata ha un'eccezionale capacità di adsorbimento che le consente di rimuovere efficacemente contaminanti e umidità da liquidi e gas. L'elevata area superficiale e la porosità aumentano la capacità di trattenere sostanze come acqua, anidride carbonica, aria, solfuro di idrogeno (H2S) e altre sostanze.

I processi di adsorbimento sono notevolmente facilitati dall'elevato numero atomico e dall'area superficiale dell'allumina attivata. La struttura porosa dell'allumina attivata contiene numerosi minuscoli pori di diametro compreso tra 0,2 e 1 micron che ne facilitano la capacità di assorbire facilmente varie sostanze, rendendola il materiale essiccante perfetto per gli usi industriali.

L'allumina attivata vanta un'eccellente stabilità termica, resistendo alle alte temperature senza perdere efficacia o degradarsi. Inoltre, la sua rigenerazione la rende una soluzione economica per diversi processi di essiccazione.

Le forme di transizione dell'allumina, come l'allumina beta e gamma, offrono aree superficiali più elevate - di solito con pori di dimensioni comprese tra 200 e 400 nanometri - che le rendono adatte alla rimozione dell'acqua da flussi di acidi, gas o solventi organici. Le loro elevate capacità di assorbimento dell'acqua rendono questi materiali molto ricercati negli ambienti di lavorazione chimica.

Grazie alle dimensioni dei pori e all'area superficiale altamente personalizzabili, l'allumina attivata può essere adattata in modo specifico alle esigenze delle singole applicazioni. Inoltre, la sua capacità di essere prodotta in forme e dimensioni diverse ne espande ulteriormente la versatilità nei vari settori.

Durante la manipolazione dell'allumina attivata, è fondamentale osservare le corrette precauzioni di sicurezza. Ciò include l'uso di DPI come occhiali/scudo facciale, guanti resistenti alle sostanze chimiche, maschera antipolvere o respiratore e schermo facciale. L'inalazione o il contatto potrebbero causare irritazioni o problemi respiratori che richiedono una protezione speciale da osservare durante la pulizia delle fuoriuscite e lo spazzamento del materiale contaminato da allumina attivata.

Come ulteriore vantaggio, la lavorazione e il ritrattamento dell'allumina attivata producono emissioni di polvere minime, riducendo i rischi di contaminazione e rendendola una scelta eccellente per le applicazioni che richiedono una pulizia e una manutenzione minime.

Rapido tasso di assorbimento

L'allumina attivata è un materiale poroso creato attraverso un processo speciale che forma grandi aree superficiali e un'intricata rete di pori, conferendo a questo essiccante eccezionali proprietà di adsorbimento e catalisi, che lo rendono utile in molteplici applicazioni come il trattamento delle acque, la purificazione dei gas e la pulizia dell'aria. Inoltre, l'allumina attivata è spesso un ingrediente integrale utilizzato negli esperimenti di cromatografia.

L'allumina attivata si differenzia dalle spugne per il fatto che le sue molecole si legano effettivamente a quelle di qualsiasi sostanza che assorbe, il che significa che non si disperde nel tempo o evapora; ciò la rende un adsorbente altamente efficiente e in grado di essere riciclato ripetutamente senza perdere efficacia, riducendo significativamente i costi in molteplici applicazioni.

Questa elevata capacità di adsorbimento rende il carbone attivo un materiale ideale per molte applicazioni diverse, tra cui il trattamento delle acque. La sua elevata capacità di assorbimento gli consente di rimuovere contaminanti come fluoruro, metalli pesanti e nitrati dall'acqua potabile, purificando al contempo l'aria da gas nocivi e VOC, aumentando la qualità dell'aria interna e garantendo ambienti di vita e di lavoro più sani.

I sistemi di adsorbimento utilizzano granuli di allumina attivata per la rimozione dei contaminanti a velocità diverse a seconda di una serie di fattori, tra cui la portata e l'area superficiale dei granuli di allumina attivata, con la dimensione dei pori che gioca un ruolo fondamentale nella velocità di rimozione. Quando si tratta di grandi volumi di contaminazione da rimuovere dai sistemi idrici, si raccomanda il pretrattamento con un filtro a cartuccia per sedimenti da 5 micron per evitare l'intasamento dei letti di allumina attiva e garantire prestazioni ottimali.

L'allumina attivata ha un'eccezionale affinità per l'acqua e può assorbire fino a 35-40 libbre per 100 libbre di allumina rigenerata se esposta a un'umidità relativa di 90%. Quando viene utilizzata come materiale adsorbente, è in grado di competere con i setacci molecolari, ma con una capacità di assorbimento dell'acqua superiore e una migliore distribuzione delle dimensioni dei pori.

Quando si maneggia l'allumina attivata, è fondamentale adottare le opportune precauzioni di sicurezza. Tra queste, l'uso di DPI come occhiali di sicurezza, mascherina e guanti resistenti alle sostanze chimiche e lo stoccaggio del materiale in un'area priva di materiali incompatibili e di umidità.

Rimozione del fluoro

Il fluoro è un elemento presente naturalmente nelle fonti d'acqua che presenta molti vantaggi per la salute, come rafforzare lo smalto dei denti e favorire lo sviluppo delle ossa. Ma livelli eccessivi di fluoro nell'acqua potabile possono portare alla fluorosi dentale e scheletrica, una malattia legata alla rigidità delle articolazioni. La buona notizia è che il fluoro può essere facilmente rimosso con un sistema di filtrazione ad allumina attiva.

L'allumina attivata può essere utilizzata per rimuovere dall'acqua fluoruri organici e inorganici, nonché arsenico. Il processo di rimozione dipende da fattori quali il livello di pH dell'acqua, la temperatura, il tempo di contatto tra il fluoruro e l'allumina attivata e la durata dell'interazione fluoruro/allumina attivata: ad esempio, livelli di fluoruro più elevati possono essere rimossi in modo più efficiente a temperature più basse, mentre l'assorbimento dell'arsenico è maggiore con tempi di contatto più lunghi.

La capacità dell'essiccante di allumina di assorbire fluoruri organici e inorganici risiede nel suo elevato rapporto superficie/peso, risultato di un processo di attivazione controllato che converte l'idrossido di alluminio o altri composti di alluminio in gamma-allumina. Durante il processo di attivazione, il materiale è esposto a temperature molto elevate che lo disidratano in pori con un'immensa area superficiale interna che varia tra i 150-300 metri quadrati per grammo; la sua struttura può anche essere adattata in modo specifico per applicazioni specifiche controllando la durata della temperatura del processo di attivazione o le concentrazioni di impurità durante il processo di attivazione.

Le proprietà altamente porose dell'allumina attivata la rendono un'opzione di trattamento adatta per le acque contaminate da arsenico, fluoruro e altri contaminanti come metalli pesanti, fenoli, pesticidi, acidi organici o microrganismi. Inoltre, le sue proprietà di adsorbimento garantiscono anche la rimozione degli acidi umici e fulvici dall'acqua, rendendola più sicura per il consumo umano e migliorando il profilo aromatico delle bevande prodotte con le acque trattate.

FEECO fornisce allumina attivata sia granulare che sferica per l'adsorbimento di fluoro e arsenico. Il nostro centro di innovazione è dotato di test termici e di test termici, di agglomerazione e di processo continuo per simulare le condizioni di produzione di varie applicazioni e testare l'efficacia e la durata dei prodotti prima della vendita ai clienti.