Résine échangeuse d’ions pour l’élimination du fluor ZGF 860

ZGF 860 Fluorine Remove Ion Exchange Resin

1. Introduction : La résine échangeuse
d’ions ZGF 860 pour l’élimination du fluor est une résine spéciale à structure macroporeuse. Il s’agit d’un copolymère macromoléculaire dont la matrice styrène-DVB comporte des groupes aluminium actifs. Cette structure chimique facilite la formation d’un complexe stable avec l’ion radical acide fluorhydrique présent dans l’eau, permettant ainsi d’éliminer et de réduire la concentration de fluor dans l’eau afin d’atteindre la norme nationale relative à l’eau potable, qui est inférieure à 1 mg/L.

2. Propriétés techniques

3. Principe de fonctionnement

Le fluor est un oligo-élément présent naturellement dans la nature, notamment dans des minéraux courants comme la fluorite, la fluorapatite, la pierre cristalline, le mica et le carbure de calcium. Les zones à forte concentration de minéraux fluorés sont appelées zones à forte teneur en fluor. Lorsque l’eau traverse une couche riche en fluor, le fluor s’y dissout et se retrouve sous forme de F⁻, HF⁻ et HF₂. La contamination industrielle, par exemple par les industries d’aluminium et d’engrais phosphatés, constitue une autre source de fluor dans la nature. De plus, la combustion du charbon, en libérant du fluor dans l’environnement, augmente la concentration de fluor dans l’eau et l’air. On rapporte que la concentration de fluor dans l’eau naturelle atteint plusieurs mg/l, voire plusieurs dizaines de mg/l dans certaines régions du pays. Les recherches en toxicologie du fluor indiquent qu’une concentration de 115 mg/l provoque une fluorose dentaire, tandis qu’une concentration de 415 mg/l entraîne une ostéoporose et des lésions des tissus nerveux et des muscles squelettiques. Le fluor diminue également l’activité du système enzymatique et entrave la formation osseuse. D’autres recherches indiquent qu’une consommation excessive de fluor pourrait entraîner des cancers tels que le cancer de la bouche et le cancer du sein. La contamination de l’eau par le fluor et son élimination constituent donc un problème majeur. À ce jour, les méthodes d’élimination du fluor comprennent la coagulation, l’adsorption et la technologie membranaire. Cependant, elles présentent toutes l’inconvénient d’une mauvaise qualité de l’eau après traitement, d’une faible capacité d’élimination du fluor et d’un coût élevé. Néanmoins, en tirant parti des propriétés de coordination chimique des ions Al³⁺ et F⁻, et en utilisant une résine chélatante aminocarboxylique (groupe fonctionnel —CH₂—N(CH₂COOH)₂) capable de fixer les ions Al³⁺ dans une eau contenant de 2 à 60 ml/L de fluor, une étape solide-liquide d’élimination du fluor s’avère efficace.
AL3+ possède un champ de ligands octaédrique. Après sa fixation sur la résine, il peut former des complexes insaturés. Le site de coordination gauche se combine à l’eau. Au contact d’une eau riche en fluor, il peut remplacer l’eau grâce à sa forte capacité de coordination entre F- et AL3+, provoquant ainsi une adsorption par échange de ligands pour fixer F-. On obtient alors une séparation solide-liquide dans l’eau pour éliminer le fluor. La formule chimique est la suivante :
R—CH2—N(COO)2 AL(H2O)3X + 3F- → R—CH2—N(COO)2 AL(F)3X + 3H2O.
Remarque : X est un anion unique, ion neutre ; R est un groupe macromoléculaire organique de la résine.

4. Régénérer la propriété :

R—CH2—N(COO)2 AL（F）3 X + 3OH- → R—CH2—N(COO)2 AL（H2O）3X + 3HF-