La méthode de préparation du carbonate de calcium de vatérite
Il existe trois formes cristallines courantes de carbonate de calcium : l’aragonite, la vatérite et la calcite. Du point de vue de la stabilité thermodynamique, le type calcite est la forme cristalline la plus stable thermodynamiquement et existe largement dans la nature; tandis que le type vatérite est le plus instable, dans un état métastable, et n’existe que chez certains poissons dans la nature. Organes d’otolithes, spicules d’ascidies, tissus de crustacés.
Il existe deux manières principales de générer du carbonate de calcium de vatérite, à savoir la recristallisation par dissolution et la transformation directe en phase solide-solide. Actuellement, on pense que la voie de dissolution et de recristallisation est le principal moyen de générer du carbonate de calcium de type vatérite, c’est-à-dire que du carbonate de calcium amorphe est généré comme phase initiale dans la solution. Cependant, la solubilité du carbonate de calcium de type vatérite est relativement élevée, et il se produit une dissolution, puis une nucléation et une croissance du carbonate de calcium de type calcite. Un tel processus se produit en continu, transformant progressivement le carbonate de calcium de type vatérite en carbonate de calcium de type calcite.
En partant de la voie et du mécanisme de formation, le carbonate de calcium de type vatérite de haute pureté est principalement préparé en inhibant le processus de dissolution et de recristallisation. À l’heure actuelle, les méthodes de préparation courantes peuvent être divisées en trois types : méthode de carbonisation, méthode de métathèse et méthode de décomposition thermique selon les principes impliqués dans le processus de synthèse.
1. Carbonisation
La méthode de carbonisation utilise une solution alcaline contenant des sels de calcium solubles comme source de calcium et prépare du carbonate de calcium de type vatérite en introduisant du gaz CO2 dans la solution et en contrôlant les conditions du procédé. La source de calcium est principalement divisée en deux types de solution aqueuse d’hydroxyde de calcium et de solution alcaline de chlorure de calcium. Par conséquent, deux systèmes majeurs préparés par la méthode de carbonisation sont également déterminés : le système réactionnel Ca(OH)2-H2O-CO2 et le système réactionnel CaCl2-NH3·H2O-CO2. Un grand nombre d’études ont montré que les deux systèmes peuvent bien produire du carbonate de calcium de vatérite.
Cependant, la méthode de carbonisation présente les avantages d’un équipement de traitement peu coûteux et simple, et est actuellement la principale méthode de production industrielle pour la préparation de divers types de produits de carbonate de calcium au pays et à l’étranger. Dans le même temps, des chercheurs nationaux et étrangers ont augmenté le taux de transfert de masse et la dispersion du gaz CO2 dans la solution en utilisant des dispositifs tels que des disperseurs de gaz, et ont amélioré l’efficacité et le rendement du carbonate de calcium de type vatérite. Par conséquent, l’acide carbonique de type vatérite est préparé par carbonisation. Le calcium a de grandes perspectives d’application.
2. Méthode de double décomposition
La méthode de double décomposition consiste à mélanger la solution de sel de calcium et la solution de carbonate dans certaines conditions pour générer une double réaction de décomposition, et en même temps à ajouter un régulateur de forme cristalline et à contrôler la température de réaction, la concentration et d’autres facteurs pour contrôler la préparation de carbonate de calcium de vatérite. En général, lors de la préparation, une solution peut être rapidement mélangée à une autre solution pour la réaction, ou une solution peut être introduite dans l’autre solution en contrôlant la vitesse d’addition pour la réaction, et une agitation est nécessaire en même temps. Favoriser la réaction de métathèse.
3. Méthode de décomposition thermique
La méthode de décomposition thermique est une nouvelle méthode de préparation du carbonate de calcium vaterite, se réfère principalement à la préparation du carbonate de calcium vaterite par décomposition thermique du bicarbonate de calcium et des conditions de contrôle. Habituellement, le but de préparer du carbonate de calcium de type vatérite est atteint en contrôlant la température de décomposition, le temps de décomposition, le mode d’agitation et les additifs en utilisant une solution aqueuse saturée de bicarbonate de calcium.
Le principe de préparation de la méthode de décomposition thermique est simple, le processus est court et les besoins en équipement sont faibles, mais la pureté du carbonate de calcium de vatérite produit est faible, le temps de décomposition est long et la réaction de décomposition est difficile à contrôler. en même temps, la température requise dans le processus de production est élevée et la consommation d’énergie est élevée. important et difficile à appliquer en pratique. Il existe peu d’études nationales et étrangères sur cette méthode, et beaucoup de travail doit encore être fait en théorie et en pratique.