Ultrasound-verbessert Mineral Carbonatioun

Mineral Carbonatioun ass d'Reaktioun vu Kuelendioxid mat alkalesche Mineralstoffer wéi Calcium oder Magnesiumoxid. D'Mineralkarbonatioun gëtt fir d'Industrieproduktioun vu festen Partikeln an der Pharmazeutik, der Polymer- an der Düngerindustrie an och fir Korrosiounssequestratioun an alkalesche Materialien benotzt. D'Partikelbehandlung mat Stroum-Ultraschall gouf fonnt fir e Succès vun der Verstäerkung vun der Prozesere ze erreechen, wat zu enger méi héijer Kuelestoff ëmgewandelt gëtt a méi séier Reaktiounsgeschwindigkeit.

Mineral Carbonatioun: Prozess a Begrenzung

Fir Kuelestoff, Naturkatastraner an Offäll ginn karbonéiert wéinst der Präsenz vun Alkalicoxiden, Hydroxiden oder Silikaten an hirer Zesummesetzung. De Karbonisatiounsprozess besteet aus de folgende Reaktiounsschrëtt:

Fir d'Kuelestoffreaktioun mussen d'Partikel fir de Reagenz dran sinn. Dëst bedeit eng héich Partikel Uewerfläch, ouni passivéierend Schichten ass néideg fir de Kuelebauungsprozess ze verbesseren.
D'Formation vun enger méi décker a dichter Carbonatschicht iwwer dem schrumpfend unreagéierten Kär vum massive Partikel huet dräi Trepplen ofschränkt Schrëtt:

• Hydratatioun vu Oxiden / Silicaten;
• Ausléisung vu Katiounen; an
• Diffusioun an d'Reaktiounszon.

Fir de Kuerzaarbechtsprozess ze verbesseren, musse dës Begrenzung duerch e Prozess ënnerstëtzt ginn. Héichkraaft Ultraschall gouf als Prozess-Intensivéierungstechnologie amplifizéiert an d'Kuelewaasstëmmung an d'Reaktionsgeschwindegkeet erhéicht.

Solution: Ultraschall Carbonatioun

Duerch d'Recherchegrupp vun der Katholieke Universiteit Leuven an der Belsch, “Ultraschall ass bewäert ginn e potenziell nëtzlecht Instrument fir d'Intensivéierung vun de Mineral-Karbosierungsprozeduren. Duerch d'verstäerkte Mëschung, d'Partikelbriechung an d'Ofkierzung vun de Kalziumkarbonat-passivéierende Schichten war et méiglech, d'Reaktiounskinetik ze beschleunigen an méi Kuerzwuere méi a kuerzer Zäit ze erreechen. Ausserdeem ginn an der Kombinatioun mat Magnesium-Ionen an der Léisung Ultraschall d'Synthese vun Aragonitkristallen erweidert, souwuel duerch d'Reduktioun vun der erfuerderlech Konzentratioun vu Magnesium an d'Reduktioun vun der Reaktiounstemperatur un déissege Umgebungsbedingungen.”
[Santos et al. 2011, S.114]

Virdeeler op ee Bléck:

• feine Partikelgréisst ze vergläichen duerch Ultraschmixe, Deagglomeratioun & Fräiraum
• Ultraschall schéckt passivéiert Schichten
• Ultraschall verbessert d'Reaktiounskinetik
• Ultraschall reduzéiert Basizitéit
• Ultraschallverhalen Intensivéierung: méi héich Ausbefeedung, méi séier Reaktioun

Ultraschall-Partikelbehandlung

Sonication ass e kräftege Tool, fir Partikel Läffelen ze behandelen. Déi intensivt Ultraschallkräfte schaffen mechanesch Vibrationen a staark Kavitationen an Flëssegkeeten. Dës héich Stresskräfte kënnen d'Agglomerater a souguer d'Primärschoul bremsen, sou datt den Héichkraaft- / nidderfrequéierten Ultraschall eng verlässlech Method fir Fräiraum, An Dekagglomeratioun an ufänken Applikatiounen.

Den Ultraschall Fräsen wärend dem Karboniséierungsprozess vu Schmelzen schaaft kleng Partikel mat groussen Uewerflächeberäicher. Nieft Partikelfragmentatioun, entfernt d'Sonikéierung och Oflagerunge vun der Partikeloberfläch, sou wéi kohlensäregt Muschelen oder verarmt Matrixschichten déi den onreaktéierten Partikelkär ëmginn. Duerch d'Entfernung vun de passivéierende Schichten ginn d'Diffusiounsbegrenzunge reduzéiert an onreaktéiert Material gëtt an d'Waasserfase ausgesat. Doduerch kann d'Sonikéierung d'Karbonéierungskonversioun an de Prozesskinetik erhéijen - wat zu méi héije Rendement an eng méi séier Reaktioun féiert.