खनिज कार्बोनेशन जैसे कैल्शियम या मैग्नीशियम ऑक्साइड के रूप में क्षारीय खनिजों के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की प्रतिक्रिया होती है। खनिज कार्बोनेशन दवा, बहुलक में ठोस कणों और उर्वरक उद्योग के औद्योगिक उत्पादन के लिए और साथ ही क्षारीय सामग्री में कार्बन डाइऑक्साइड ज़ब्ती के लिए प्रयोग किया जाता है। शक्ति अल्ट्रासाउंड द्वारा कण उपचार प्रक्रिया गहन उच्च कार्बोनेशन रूपांतरण और तेजी से प्रतिक्रिया की गति में जिसके परिणामस्वरूप के सफल साधन पाया गया है।

खनिज कार्बोनेशन: प्रक्रिया और सीमाएं

कार्बोनेशन के लिए, प्राकृतिक और अपशिष्ट पदार्थों उनकी संरचना में क्षारीय आक्साइड, हाइड्रॉक्साइड या सिलिकेट की उपस्थिति के कारण कार्बोनेटेड हैं। कार्बोनेशन प्रक्रिया के बाद प्रतिक्रिया चरण होते हैं:

खनिज कार्बोनेशन के कदम

कार्बोनेशन प्रतिक्रिया के लिए, कणों अभिकर्मकों के लिए उपलब्ध होना चाहिए। इसका मतलब यह है passivating परतों के बिना एक उच्च कण सतह कार्बोनेशन प्रक्रिया में सुधार करने की आवश्यकता है।
एक तेजी से मोटी और घने कार्बोनेट ठोस कण की सिकुड़ unreacted कोर आसपास परत का निर्माण तीन दर सीमित चरणों बनाता है:

• आक्साइड / सिलिकेट के जलयोजन;
• फैटायनों की लीचिंग; तथा
• प्रतिक्रिया क्षेत्र के प्रसार।

कार्बोनेशन प्रक्रिया में सुधार करने के लिए, इन सीमाओं को एक प्रक्रिया की सहायता प्रौद्योगिकी द्वारा काबू पाने के लिए। उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड सफलतापूर्वक एक प्रक्रिया गहन प्रौद्योगिकी कार्बोनेशन दर और प्रतिक्रिया की गति को बढ़ाने के रूप में लागू किया गया है।

समाधान: अल्ट्रासोनिक कार्बोनेशन

बेल्जियम में कथोलिएके युनिवार्सिटीट लेउवेन के अनुसंधान समूह द्वारा, “अल्ट्रासाउंड खनिज कार्बोनेशन प्रक्रियाओं की गहन के लिए एक संभावित रूप से उपयोगी उपकरण साबित किया गया है। बढ़ाया मिश्रण, कण टूटना और कैल्शियम कार्बोनेट passivating परतों को हटाने के कारण यह प्रतिक्रिया गतिकी में तेजी लाने और कम समय में अधिक से अधिक कार्बोनेशन हद तक प्राप्त करने के लिए संभव था। इसके अलावा, समाधान में मैग्नीशियम आयनों के साथ संयोजन में, अल्ट्रासाउंड काफी एंरेगोनाइट क्रिस्टल के संश्लेषण, दोनों मैग्नीशियम की आवश्यकता एकाग्रता को कम करने और पास परिवेश की स्थिति के प्रतिक्रिया तापमान को कम करके बढ़ाता है।”
[सैंटोस एट अल। 2011, p.114]

एक नज़र में लाभ:

• अल्ट्रासोनिक मिश्रण, deagglomeration से ठीक कण आकार वितरण & पिसाई
• अल्ट्रासाउंड passivating परतों को हटा
• अल्ट्रासाउंड प्रतिक्रिया गतिकी को बढ़ाता है
• अल्ट्रासाउंड क्षारकता कम कर देता है
• अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया उत्कटता: अधिक उपज, तेजी से प्रतिक्रिया

खनिज कार्बोनेशन पर अल्ट्रासोनिक प्रभाव। [सैंटोस एट अल। 2013]

अल्ट्रासोनिक कण उपचार

Sonication कण slurries के इलाज के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। तीव्र अल्ट्रासोनिक बलों यांत्रिक कंपन और तरल पदार्थ में मजबूत गुहिकायन पैदा करते हैं। इन उच्च तनाव बलों, agglomerates और यहां तक ​​कि प्राथमिक कणों तोड़ सकते हैं ताकि उच्च शक्ति / कम आवृत्ति अल्ट्रासाउंड के लिए एक विश्वसनीय तरीका है पिसाई, deagglomeration तथा dispersing अनुप्रयोगों।

SEM कैल्शियम ऑक्साइड की तस्वीरें शुरू में (क) और sonication के 10 मिनट बाद (ख)। [सैंटोस एट अल। 2012]

घोल की कार्बोनेशन प्रक्रिया के दौरान अल्ट्रासोनिक मिलिंग बड़ी सतह क्षेत्रों के साथ छोटे कण बनाती है। कण फ्रैगमेनेशन के अलावा, सोनिकेशन कण की सतह से डिपोजिशन को भी हटा देता है, जैसे कार्बोनेट गोले या समाप्त मैट्रिक्स परतें जो बिना प्रतिक्रिया वाले कण कोर को घेरती हैं। पासिवाटिंग परतों को हटाकर, प्रसार सीमाएं कम हो जाती हैं और जलीय चरण के संपर्क में नहीं आती हैं। इस तरह, सोनिकेशन कार्बोनेशन रूपांतरण और प्रक्रिया काइनेटिक्स को बढ़ा सकता है - जिसके परिणामस्वरूप अधिक पैदावार और तेज प्रतिक्रिया होती है।

कणों पर अल्ट्रासोनिक प्रभाव [सैंटोस एट अल। 2011]