Flusssäure im Überblick – Eigenschaften, Einsatz, Sicherheit

Flusssäure (HF) ist eine technisch äußerst vielseitige, aber gleichzeitig hochgefährliche Chemikalie. Sie wird in zahlreichen Industriezweigen wie der Halbleiter-, Glas- und Metallverarbeitung eingesetzt. Der Umgang erfordert umfassendes Know-how und strenge Sicherheitsmaßnahmen. Die Donauchem GmbH steht Ihnen dabei als zuverlässiger, lokaler Distributor für Flusssäure beratend zur Seite.
 
 

Was ist Flusssäure?

Flusssäure (chemische Formel: HF) ist eine wässrige Lösung von Fluorwasserstoff (HF-Gas). Wegen ihrer giftigen und ätzenden Eigenschaften zählt die Flusssäure zu den aggressivsten und gefährlichsten Säuren.
 
 

Welche chemischen Eigenschaften hat Flusssäure?

• Chemische Formel: HF (in Wasser gelöst)
• Säurestärke: In wässriger Lösung schwächer als Salzsäure, aufgrund ihrer hohen Reaktivität mit biologischem Gewebe aber deutlich gefährlicher.
• Besonderheit: Fluorid-Ionen können tief ins Gewebe eindringen und reagieren mit Kalzium- und Magnesiumionen. Das kann zu lebendbedrohlichen Elektrolytverschiebungen führen.

 
 

Gesundheitsrisiken und Schutzmaßnahmen

• Hautkontakt: Verursacht tiefe, zunächst kaum spürbare Verbrennungen. Schmerzen und Gewebeschädigungen treten oft verzögert auf.
• Inhalation: Kann von Reizungen der Atemwege bis hin zu Lungenödemen führen.
• Vergiftungsgefahr: Fluorid kann sich im Körper anreichern und zu Herzrhythmusstörungen oder Kreislaufstillstand führen.

 
Beim Umgang mit Flusssäure müssen strenge Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Dabei sollten ausschließlich chemikalienbeständige Schutzhandschuhe getragen werden (Latexhandschuhe sind ungeeignet). Um die Augen vor Spritzern zu schützen ist das Tragen einer Schutzbrille bzw. eines Gesichtsschutzes unerlässlich. Alle Arbeiten mit Flusssäure sollten zudem unter geeigneten Abzügen oder geschlossenen Systemen erfolgen, um eine Inhalation von Dämpfen zu vermeiden.
 
 

Wo wird Flusssäure produziert?

Die Produktion von Flusssäure in Europa konzentriert sich in erster Linie auf einige wenige industriell hochentwickelte Länder. Zu den führenden Herstellern gehören Deutschland, Spanien und Italien. Sie verfügen eine fortschrittliche chemische Infrastruktur, etablierte Lieferketten sowie einen guten Zugang zu den benötigten Rohstoffen.


Abb.1: Herstellung von Flusssäure - Quelle www.eurofluor.com (Stand 16.5.2023)

 

Wie wird Flusssäure hergestellt?

Die industrielle Herstellung von Flusssäure erfolgt in mehreren Schritten:
 

1. Beschaffung von Flussspat

Der Hauptrohstoff für die Herstellung von Flusssäure ist Flussspat, auch bekannt als Calciumfluorid (CaF₂). Flussspar wird in der Regel aus Minen oder bei der Verarbeitung anderer mineralischer Rohstoffe gewonnen.
 

2. Reaktion mit Schwefelsäure

Im nächsten Schritt wird der zuvor gewonnene Flussspat (CaF₂) mit Schwefelsäure (H₂SO₄) in einem Reaktorbehälter zur Reaktion gebracht. Dabei entstehen Flusssäuregas (HF) und als Nebenprodukt Calciumsulfat (CaSO₄), auch bekannt als Gips.
Die chemische Reaktion kann wie folgt dargestellt werden:
CaF₂ + H₂SO₄ → 2 HF + CaSO₄
 
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3. Abtrennung und Reinigung der Flusssäure

Nach der Reaktion wird das entstandene gasförmige Gemisch aus Flusssäure und Wasserdampf durch eine Reihe von Kondensations-, Wasch- und Reinigungsprozessen von Calciumsulfat und anderen Verunreinigungen getrennt.

Das Gasgemisch wird dabei kontrolliert abgekühlt, sodass Wasserdampf und saure Nebenprodukte kondensieren und abgeschieden werden können.
 

4. Konzentrieren

Um den gewünschten HF-Gehalt für die industrielle Anwendung zu erreichen wird die gereinigte Flusssäure anschließend konzentriert. Dabei wird das überschüssige Wasser mittels verschiedener Methoden wie Destillation oder Verdampfung entfernt.
 

5. Lagerung und Handhabung

Sobald die gewünschte Konzentration erreicht ist, wird die Flusssäure in speziell dafür vorgesehenen Behältern gelagert. Diese Behälter bestehen aus korrosionsbeständigen Materialen, wie Polyethylen oder Fluorpolymere.
Aufgrund ihrer hohen Reaktivität und Toxizität gelten bei Lagerung, Handhabung und Transport von Flusssäure strenge Sicherheitsvorschriften. Detaillierte Angaben dazu finden sich im jeweiligen Sicherheitsdatenblatt.
 
 

In welchen Branchen wird Flusssäure eingesetzt?

Halbleiterindustrie

Eine der wichtigsten Anwendungen von Flusssäure in Europa ist die Halbleiterindustrie. HF wird zum Ätzen und Reinigen von Siliziumwafern verwendet, einem entscheidenden Schritt bei der Herstellung von Mikrochips. Mit dem kontinuierlichen Wachstum des Elektroniksektors bleibt die Nachfrage nach Flusssäure konstant.

 

Chemische Industrie

Flusssäure wird als Katalysator oder Reagenz in verschiedenen chemischen Prozessen eingesetzt. Sie ist eine Schlüsselkomponente bei der Herstellung von Fluorpolymeren, die in Branchen wie der Automobil-, Bau- und Telekommunikationsindustrie Anwendung finden. HF wird auch bei der Herstellung von Kühlmitteln und als Vorprodukt bei der Synthese zahlreicher chemischer Verbindungen verwendet.

 

Ölraffinerie-Industrie

In der Mineralölverarbeitung kommt Flusssäure bei der Alkylierung vor. Dabei wird HF als Katalysator zur Herstellung von hochoktanigen Benzinkomponenten wie Isooctan verwendet, die zur Verbesserung der Kraftstoffqualität beitragen.
 
Dieser Anwendungsbereich gilt als besonders sicherheitskritisch, da große Mengen Flusssäure unter kontrollierten Bedingungen gehandhabt werden müssen.

Abb.2: Erdöl Raffnierie

 

Metall-Industrie

Beizen und Oberflächenreinigung

In der Metallindustrie ist Flusssäure ein zentraler Bestandteil von Beizlösungen, insbesondere beim Beizen von Edelstahl. HF entfernt zuverlässig Oxid- und Zunderschichten, die beim Erhitzen von Stahl entstehen. Diese Zunderschichten bestehen aus Eisenoxid sowie Oxiden weiterer Legierungselemente und haften so fest auf der Oberfläche, dass eine mechanische Entfernung nicht ausreicht. Aus diesem Grund ist eine chemische Reinigung notwendig.
 
Für das Beizen von Edelstahl kommt traditionell eine Mischsäure aus Salpetersäure (HNO₃) und Flusssäure (HF) zum Einsatz. Üblicherweise enthält die Lösung 100–150 g HNO₃ und 30–35 g HF pro Liter, angewendet bei Temperaturen zwischen 30 °C und 60 °C.
 
Flusssäure löst auch Kieselsäure und deren Salze, wodurch sie besonders für die Reinigung von Sandguss-Oberflächen geeignet ist. In Kombination mit oxidierenden Komponenten wird HF außerdem zum Beizen von hochlegierten Metallen wie Titan, Wolfram, Molybdän, Niob, Zirkon und Tantal sowie deren Legierungen eingesetzt.
 

Aluminiumherstellung

Ein weiteres Einsatzgebiet von Flusssäure ist die Herstellung von Aluminiumfluorid (AlF₃), einem
Zusatzstoff im Elektrolyseverfahren zur Aluminiumproduktion. Hier wird HF gemeinsam mit Schwefelsäure eingesetzt, um Aluminiumfluorid aus geeigneten Vorläuferverbindungen zu erzeugen.
 
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Glasindustrie

Flusssäure ist eine der wenigen Substanzen, die Siliciumdioxid (SiO₂), den Hauptbestandteil von Glas, chemisch angreifen kann. Dadurch eignet sie sich ideal zur Ätzung, Mattierung und Reinigung von Glasoberflächen. Typische Anwendungsbereiche sind beispielsweise die Säuberung von Glasflaschen, technischen Displays oder auch die Reinigung Glasapparaturen in der Halbleiterindustrie, wo Flusssäure Silikatrückstände entfernt.

Abb.3: Glas mattiert

Bereits seit dem 17.Jhdt wird Flusssäure in der Glasätzerei eingesetzt. Da Glas eine hohe chemische Beständigkeit besitzt, ist es nur der Flusssäure möglich, Silikate aus dessen Oberfläche zu lösen. Seit damals werden mit diesem Verfahren Glasoberflächen gereinigt, mattiert oder mit Dekoren verziert. Im Vergleich zur mechanischen Politur ist die Flusssäurebehandlung deutlich weniger aufwendig.

Bei der Glasbearbeitung mit Flusssäure unterscheidet man zwischen dem Blankätzen (Säurepolitur), dem Mattätzen und dem Tiefätzen. Das Ergebnis und somit die optische Erscheinung der Glasoberfläche ist eine Kombination aus dem angewendeten Verfahren, der Konzentration der Reaktionspartner, der Temperatur des Ätzbades und der chemischen Zusammensetzung des Glases. 
 
 

Welche Umweltauswirkungen hat Flusssäure?

Die Europäische Union hat Vorschriften zur Verringerung der Umweltauswirkungen von Flusssäure erlassen. Es wurden Anstrengungen unternommen, um die Emissionen von Fluorwasserstoff (HF-Gas), einem Nebenprodukt der HF-Produktion und -Verwendung, zu verringern. Es gibt strenge Richtlinien und bewährte Praktiken, um die sichere Entsorgung von flusssäurehaltigen Abfallströmen zu gewährleisten.
 
 

Markttrends für Flusssäure

Steigende Nachfrage

Der europäische Markt für Flusssäure erfährt ein stetiges Wachstum, das durch mehrere Faktoren bedingt ist. Die Expansion des Elektronik- und Automobilsektors sowie die Nachfrage nach fortschrittlichen Werkstoffen tragen zum steigenden Verbrauch von HF in der Region bei.
 
 

Technologischer Fortschritt

Kontinuierliche Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen in der chemischen Industrie führen zur Entdeckung neuer Anwendungen für Fluorwasserstoffsäure. Darüber hinaus verbessern innovative Herstellungsverfahren und -techniken die Effizienz und Nachhaltigkeit der HF-Produktion und treiben das Marktwachstum weiter voran.
 
 

Fazit: Gefährlicher Rohstoff mit hoher Bedeutung

Flusssäure spielt auf dem europäischen Markt eine wichtige Rolle und wird in Branchen wie der Halbleiterindustrie, der chemischen Industrie und der Ölraffination eingesetzt. Die Nachfrage nach HF nimmt stetig zu, angetrieben durch das Wachstum von Schlüsselsektoren und technologischen Fortschritten. Im Zuge der Marktentwicklung wird die Gewährleistung der sicheren Handhabung und der Umweltverträglichkeit von Flusssäure für Hersteller und Aufsichtsbehörden gleichermaßen eine Priorität bleiben.

Die Donauchem GmbH ist Ihr lokaler Distributor, Lieferant und Partner für Flusssäureprodukte und kundenspezifische Flusssäuremischungen. Für mehr Informationen oder wenn Sie eine Anfrage stellen möchten kontaktieren sie uns.
 
 

Was bietet die Donauchem GmbH in Bezug auf Flusssäure

• Abfüllungen von Flusssäure in verschiedenste Gebinde
• Flusssäure-Verdünnungen (in gewünschte Konzentrationen)
• Mischungen/Formulierungen (mit anderen Säuren)
• Beizmischungen (auf Kundenwunsch)
• Lagerung
• Handling

 

Sicherheitshinweis zum Umgang mit Flusssäure

Aufgrund der extremen Toxizität und Korrosivität ist der industrielle Umgang mit Flusssäure stark reguliert. Es gelten strenge Arbeitsschutz- und Umweltvorschriften, etwa zur Lagerung, Belüftung, Notfallausrüstung und Schulung des Personals.
 
 

Erste Hilfe bei Kontakt mit Flüsssäure

Im Notfall ist schnelles und sicheres Handeln entscheidend:

1. Sofort mit Wasser spülen (min. 15 Minuten).
2. Calciumgluconat-Gel auf die betroffene Stelle auftragen.
3. Unverzüglich ärztliche Hilfe rufen. HF-Vergiftungen sind akute Notfälle.