अल्ट्रासाउंड-एन्हांस्ड मिनरल कार्बोनेशन

खनिज कार्बोनेशन कैल्शियम या मैग्नीशियम ऑक्साइड जैसे क्षारीय खनिजों के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की प्रतिक्रिया है। खनिज कार्बोनेशन का उपयोग दवा, बहुलक और उर्वरक उद्योग में ठोस कणों के औद्योगिक उत्पादन के साथ-साथ क्षारीय सामग्री में कार्बन डाइऑक्साइड पृथक्करण के लिए किया जाता है। पावर अल्ट्रासाउंड द्वारा कण उपचार को प्रक्रिया गहनता का एक सफल साधन पाया गया है जिसके परिणामस्वरूप उच्च कार्बोनेशन रूपांतरण और तेज प्रतिक्रिया गति होती है।

खनिज कार्बोनेशन: प्रक्रिया और सीमाएं

कार्बोनेशन के लिए, प्राकृतिक और अपशिष्ट पदार्थों को उनकी संरचना में क्षारीय ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड या सिलिकेट की उपस्थिति के कारण कार्बोनेट किया जाता है। कार्बोनेशन प्रक्रिया में निम्नलिखित प्रतिक्रिया चरण होते हैं:

खनिज कार्बोनेशन के चरण

कार्बोनेशन प्रतिक्रिया के लिए, कणों को अभिकर्मकों के लिए उपलब्ध होना चाहिए। इसका मतलब है कि कार्बोनेशन प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए परतों को निष्क्रिय किए बिना एक उच्च कण सतह की आवश्यकता होती है।
ठोस कण के सिकुड़ते हुए अप्रतिक्रियाशील कोर के आसपास एक तेजी से मोटी और घनी कार्बोनेट परत का गठन तीन दर सीमित चरण बनाता है:

• ऑक्साइड/सिलिकेट्स का जलयोजन;
• पिंजरों की लीचिंग; और
• प्रतिक्रिया क्षेत्र में प्रसार।

कार्बोनेशन प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए, इन सीमाओं को प्रौद्योगिकी की सहायता करने वाली प्रक्रिया द्वारा दूर करना होगा। उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड को सफलतापूर्वक कार्बोनेशन दर और प्रतिक्रिया की गति को बढ़ाने वाली प्रक्रिया गहनता तकनीक के रूप में लागू किया गया है।

समाधान: अल्ट्रासोनिक कार्बोनेशन

बेल्जियम में Katholieke Universiteit Leuven के अनुसंधान समूह द्वारा, “खनिज कार्बोनेशन प्रक्रियाओं को तेज करने के लिए अल्ट्रासाउंड एक संभावित उपयोगी उपकरण साबित हुआ है। बढ़ाया मिश्रण, कण टूटना और कैल्शियम कार्बोनेट passivating परतों को हटाने के कारण यह प्रतिक्रिया कैनेटीक्स में तेजी लाने और कम समय में अधिक से अधिक कार्बोनेशन सीमा प्राप्त करने के लिए संभव था. इसके अलावा, समाधान में मैग्नीशियम आयनों के साथ संयोजन में, अल्ट्रासाउंड काफी मैग्नीशियम की आवश्यक एकाग्रता को कम करने और निकट परिवेश की स्थिति में प्रतिक्रिया तापमान को कम करके, अर्गोनाइट क्रिस्टल के संश्लेषण को बढ़ाता है।”
[सैंटोस एट अल 2011, पृष्ठ 114]

एक नज़र में लाभ:

• अल्ट्रासोनिक मिश्रण, deagglomeration द्वारा ठीक कण आकार वितरण & निरुद्देश्य घूमना
• अल्ट्रासाउंड निष्क्रिय परतों को हटा देता है
• अल्ट्रासाउंड प्रतिक्रिया कैनेटीक्स को बढ़ाता है
• अल्ट्रासाउंड मूलभूतता को कम करता है
• अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया गहनता: उच्च उपज, तेज प्रतिक्रिया

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

अल्ट्रासोनिक कण उपचार

सोनिकेशन कण घोल के इलाज के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। तीव्र अल्ट्रासोनिक बल तरल पदार्थों में यांत्रिक कंपन और मजबूत गुहिकायन बनाते हैं। ये उच्च तनाव बल समूह और यहां तक कि प्राथमिक कणों को भी तोड़ सकते हैं, ताकि उच्च-शक्ति / कम आवृत्ति अल्ट्रासाउंड के लिए एक विश्वसनीय तरीका हो निरुद्देश्य घूमना, डीएग्लोमरेशन और फैलाना अनुप्रयोगों।

कैल्शियम ऑक्साइड की एसईएम तस्वीरें शुरू में (ए) और 10 मिनट के सोनिकेशन (बी) के बाद। [सैंटोस एट अल. 2012]

घोल की कार्बोनेशन प्रक्रिया के दौरान अल्ट्रासोनिक मिलिंग बड़े सतह क्षेत्रों के साथ छोटे कण बनाती है। कण फ्रैगमेनेशन के अलावा, सोनिकेशन कण सतह से जमाव को भी हटा देता है, जैसे कार्बोनेटेड गोले या समाप्त मैट्रिक्स परतें जो अनियंत्रित कण कोर को घेरती हैं। निष्क्रिय परतों को हटाकर, प्रसार सीमाएं कम हो जाती हैं और अनियंत्रित सामग्री जलीय चरण के संपर्क में आती है। इस प्रकार, सोनिकेशन कार्बोनेशन रूपांतरण और प्रक्रिया कैनेटीक्स को बढ़ा सकता है - जिसके परिणामस्वरूप उच्च पैदावार और तेज प्रतिक्रिया होती है।

कणों पर अल्ट्रासोनिक प्रभाव [सैंटोस एट अल।