Mineral karbonasyon, kalsiyum ya da magnezyum oksit gibi alkali mineraller karbon dioksit reaksiyonudur. Mineral karbonizasyon katı ilaç, polimer parçacıklar ve gübre endüstrisinde sanayi üretimi için hem de alkali malzeme olarak karbon dioksit depolama için kullanılır. Güç ultrason ile parçacık arıtma yüksek karbonasyon dönüşüm ve daha hızlı reaksiyon hızı elde edilen işlem kuvvetlendirme başarılı bir vasıta olduğu bulunmuştur.

Mineral Karbonatlaşma: Süreç ve Sınırlamalar

karbonlama için, doğal ve atık malzemeler içeriklerine bağlı olarak alkalin oksitler, hidroksitler veya silikatların varlığı gazlı bulunmaktadır. Karbonatlama işlemi, aşağıdaki reaksiyon adımlardan oluşur:

Mineral karbonasyonun adımları

karbonasyon reaksiyonu için, partiküller reaktifler için kullanılabilir olması gerekir. Bu hareketsiz kılıcı katmanlar olmaksızın yüksek partikül yüzey karbonasyon sürecini geliştirmek için gerekli olduğu anlamına gelir.
katı partikülün küçülen reaksiyona girmemiş konusu çekirdeği çevreleyen bir artan kalın ve yoğun karbonat tabakasının oluşması üç oran sınırlayıcı aşamaların oluşturur:

• oksitler / silikatların hidrasyon;
• katyonların atılması; ve
• Reaksiyon bölgesine difüzyon.

karbonatlaşma sürecini iyileştirmek için şu sınırlamalar bir süreç yardımcı teknolojinin üstesinden gelmek zorunda. Yüksek güç ultrason başarıyla KARBONLAŞMAYI oranı ve reaksiyon hızını arttıran bir süreç yoğunlaşması teknoloji olarak uygulanmıştır.

Çözüm: Ultrasonik Karbonatlandırma

Belçika'da Leuven Katholieke Üniversitesine araştırma grubuna göre, “Ultrason mineral karbonasyon süreçlerinin yoğunlaştırılması için potansiyel olarak yararlı bir araç olduğu kanıtlanmıştır. Nedeniyle geliştirilmiş karıştırma, tanecik kırılması ve kalsiyum karbonat pasifleştirme tabakaların kaldırılması reaksiyon kinetiklerini hızlandırmak ve daha kısa sürelerde daha yüksek karbonasyon ölçüde elde etmek mümkün olmuştur. Ayrıca, çözelti içinde magnezyum iyonları ile kombinasyon halinde ultrason önemli ölçüde magnezyum gerekli konsantrasyonunu azaltmak ve yakın çevre koşullarına, reaksiyon sıcaklığını düşürerek, her iki aragonit kristallerinin sentezini hızlandırır.”
[Santos ve diğ. 2011, s.114]

Bir bakışta faydaları:

• ultrasonik karıştırma, deaglomerasyonuna ince parçacık boyutu dağılımı & değirmencilik
• Ultrason hareketsiz kılıcı katmanlar kaldırır
• ultrason reaksiyon kinetik artırır
• Ultrason bazlık azaltır
• ultrasonik işlem yoğunlaşması kullanılmıştır: yüksek verim, daha hızlı bir reaksiyon

Mineral karbonatlaşma üzerinde Ultrasonik etkileri. [Santos ve diğ. 2013]

ultrasonik parçacık arıtma

Sonication parçacık harç maddelerin tedavi etmek için güçlü bir araçtır. Yoğun ultrasonik güçler sıvıların mekanik titreşim ve güçlü kavitasyon oluşturmak. yüksek-güç / düşük frekanslı ultrason için güvenilir bir yöntem, böylece bu yüksek gerilmeler, topakların ve hatta birincil parçacıklar kırabilir değirmencilik, Dağılmanın ve dispersiyon uygulamalar.

kalsiyum oksit SEM resimleri, başlangıçta, (a) ve sonikasyon 10 dakika sonra, (b). [Santos ve diğ. 2012]

Bulamaç karbonasyon işlemi sırasında ultrasonik frezeleme büyük yüzey alanları ile küçük parçacıklar oluşturur. Parçacık fragmeasyonunun yanı sıra, sonication aynı zamanda karbonatlı kabuklar veya tepkisiz parçacık çekirdeğini çevreleyen tükenmiş matris katmanları gibi parçacık yüzeyindeki ifadeleri de kaldırır. Pasifer tabakalar kaldırılarak difüzyon sınırlamaları azalır ve reaksiyona giren malzeme sulu faza maruz kalır. Bu nedenle, sonication karbonasyon dönüşüm ve süreç kinetik artırabilir - daha yüksek verim ve daha hızlı bir reaksiyon ile sonuçlanan.

parçacıkları üzerinde ultrasonik etkileri [Santos ve diğ. 2011]