Vaterite kalsiyum karbonat hazırlama yöntemi
Kalsiyum karbonatın üç yaygın kristal formu vardır: aragonit, vaterit ve kalsit. Termodinamik stabilite açısından kalsit tipi, termodinamik olarak en kararlı kristal formudur ve doğada yaygın olarak bulunur; vaterit tipi ise yarı kararlı bir durumda en kararsız olanıdır ve doğada sadece bazı balıklarda bulunur. Otolit organları, ascidian spikülleri, kabuklu dokular.
Vaterit kalsiyum karbonat üretmenin iki ana yolu vardır, yani çözünme yeniden kristalizasyonu ve katı-katı faz doğrudan dönüşümü. Şu anda, çözünme ve yeniden kristalleştirme yolunun vaterit tipi kalsiyum karbonat üretmenin ana yolu olduğuna inanılmaktadır, yani çözeltide başlangıç fazı olarak amorf kalsiyum karbonat üretilmektedir. Bununla birlikte, vaterit tipi kalsiyum karbonatın çözünürlüğü nispeten yüksektir ve çözünme ve ardından kalsit tipi kalsiyum karbonatın çekirdeklenmesi ve büyümesi meydana gelir. Böyle bir süreç sürekli olarak meydana gelir ve vaterit tipi kalsiyum karbonatın kademeli olarak kalsit tipi kalsiyum karbonata dönüşmesini sağlar.
Oluşum yolu ve mekanizmasından yola çıkarak, yüksek saflıkta vaterit tipi kalsiyum karbonat, esas olarak çözünme ve yeniden kristalleşme sürecini inhibe ederek hazırlanır. Şu anda, yaygın hazırlama yöntemleri üç türe ayrılabilir: sentez sürecinde yer alan ilkelere göre karbonizasyon yöntemi, metatez yöntemi ve termal ayrıştırma yöntemi.
1. Kömürleşme
Karbonizasyon yöntemi, kalsiyum kaynağı olarak çözünür kalsiyum tuzları içeren bir alkali çözelti kullanır ve çözeltiye CO2 gazı vererek ve işlem koşullarını kontrol ederek vaterit tipi kalsiyum karbonat hazırlar. Kalsiyum kaynağı esas olarak iki çeşit kalsiyum hidroksit sulu çözeltisine ve kalsiyum klorür alkali çözeltisine bölünmüştür. Bu nedenle karbonizasyon yöntemiyle hazırlanan iki ana sistem de belirlenmiştir: Ca(OH)2-H2O-CO2 reaksiyon sistemi ve CaCl2-NH3·H2O -CO2 reaksiyon sistemi. Çok sayıda çalışma, her iki sistemin de vaterit kalsiyum karbonat üretebileceğini göstermiştir.
Bununla birlikte, karbonizasyon yöntemi, düşük maliyetli ve basit işlem ekipmanı avantajlarına sahiptir ve şu anda yurtiçinde ve yurtdışında çeşitli kalsiyum karbonat ürünleri hazırlamak için ana endüstriyel üretim yöntemidir. Aynı zamanda yurtiçi ve yurtdışındaki araştırmacılar, gaz dağıtıcılar gibi cihazlar kullanarak çözeltideki CO2 gazının kütle aktarım hızını ve dağılımını artırmış, vaterit tipi kalsiyum karbonatın verimini ve verimini iyileştirmiştir. Bu nedenle vaterit tipi karbonik asit, karbonizasyon ile hazırlanır. Kalsiyumun harika uygulama beklentileri vardır.
2. Çift ayrıştırma yöntemi
Çift ayrışma yöntemi, bir çift ayrışma reaksiyonu oluşturmak için belirli koşullar altında kalsiyum tuzu çözeltisi ve karbonat çözeltisinin karıştırılması ve aynı zamanda bir kristal form düzenleyici eklenmesi ve hazırlanmasını kontrol etmek için reaksiyon sıcaklığının, konsantrasyonunun ve diğer faktörlerin kontrol edilmesi anlamına gelir. vaterit kalsiyum karbonat. Genel olarak, hazırlama sırasında, reaksiyon için bir solüsyon hızlı bir şekilde başka bir solüsyona karıştırılabilir veya reaksiyon için ilave hızı kontrol edilerek bir solüsyon diğer solüsyona eklenebilir ve aynı zamanda karıştırma gereklidir. Metatez reaksiyonunu teşvik edin.
3. Termal ayrıştırma yöntemi
Termal ayrışma yöntemi, vaterit kalsiyum karbonat hazırlamak için yeni bir yöntemdir, esas olarak kalsiyum bikarbonatın termal ayrışması ve kontrol koşulları ile vaterit kalsiyum karbonatın hazırlanmasına atıfta bulunur. Genellikle, vaterit tipi kalsiyum karbonat hazırlama amacına, doymuş sulu bir kalsiyum bikarbonat çözeltisi kullanılarak ayrışma sıcaklığı, ayrışma süresi, karıştırma modu ve katkı maddeleri kontrol edilerek ulaşılır.
Termal ayrışma yönteminin hazırlama prensibi basittir, işlem kısadır ve ekipman gereksinimleri düşüktür, ancak vaterit kalsiyum karbonat ürününün saflığı düşüktür, ayrışma süresi uzundur ve ayrışma reaksiyonunun kontrol edilmesi zordur; aynı zamanda üretim sürecinde gerekli olan sıcaklık ve enerji tüketimi fazladır. büyük ve pratikte uygulanması zor. Bu yöntemle ilgili yerli ve yabancı az sayıda çalışma bulunmakta olup, teoride ve pratikte daha yapılması gereken çok iş vardır.