Ultratovush yordamida yaxshilangan mineral karbonatlanish
Mineral karbonatlanish - bu karbonat angidridning kaltsiy yoki magniy oksidi kabi gidroksidi minerallar bilan reaktsiyasi. Mineral karbonlash farmatsevtika, polimer va o'g'it sanoatida qattiq zarrachalarni sanoat ishlab chiqarishda, shuningdek ishqoriy materiallarda karbonat angidridni ajratish uchun ishlatiladi. Kuchli ultratovush yordamida zarrachalarni davolash jarayonni kuchaytirishning muvaffaqiyatli vositasi topildi, natijada yuqori karbonatlanish konvertatsiyasi va tezroq reaktsiya tezligi.
Mineral karbonatlanish: jarayon va cheklovlar
Karbonatlanish uchun tabiiy va chiqindi materiallar tarkibida ishqoriy oksidlar, gidroksidlar yoki silikatlar mavjudligi sababli karbonatlanadi. Karbonatlanish jarayoni quyidagi reaksiya bosqichlaridan iborat:
Mineral karbonatlanish bosqichlari
Karbonatsiya reaktsiyasi uchun zarralar reagentlar uchun mavjud bo'lishi kerak. Bu karbonatlanish jarayonini yaxshilash uchun passivlashtiruvchi qatlamlarsiz yuqori zarracha yuzasi kerakligini anglatadi.
Qattiq zarrachaning kichrayib borayotgan reaksiyaga kirishmagan yadrosini o'rab turgan borgan sari qalin va zich karbonat qatlamining shakllanishi tezlikni cheklovchi uchta bosqichni hosil qiladi:
- oksidlar/silikatlar hidratsiyasi;
- kationlarni yuvish; va
- reaktsiya zonasiga diffuziya.
Nanozarrachalarning pastdan yuqoriga sintezi UP400St Sonicator
Yechim: Ultrasonik karbonatlanish
Belgiyadagi Katholieke Universiteit Leuven tadqiqot guruhi tomonidan, “ultratovush mineral karbonatlanish jarayonlarini faollashtirish uchun potentsial foydali vosita ekanligi isbotlangan. Kengaytirilgan aralashtirish, zarrachalarni sindirish va kaltsiy karbonatning passivlashtiruvchi qatlamlarini olib tashlash tufayli reaktsiya kinetikasini tezlashtirish va qisqa vaqt ichida ko'proq karbonatlanish darajasiga erishish mumkin edi. Bundan tashqari, eritmadagi magniy ionlari bilan birgalikda ultratovush magniyning kerakli konsentratsiyasini kamaytirish va reaktsiya haroratini yaqin atrof-muhit sharoitlariga kamaytirish orqali aragonit kristallarining sintezini sezilarli darajada oshiradi.”
[Santos va boshqalar. 2011, 114-bet]
Bir qarashda afzalliklari:
- ultratovush aralashtirish, deaglomeratsiya bilan nozik zarracha hajmi taqsimoti & frezalash
- ultratovush passivlashtiruvchi qatlamlarni olib tashlaydi
- ultratovush reaktsiya kinetikasini kuchaytiradi
- ultratovush asosiylikni pasaytiradi
- ultratovush jarayonini kuchaytirish: yuqori rentabellik, tezroq reaktsiya
Mineral karbonatlanishga ultratovush ta'siri. [Santos va boshqalar. 2013]
UIP1000hdT dastgohli sonikator zarralarni nam frezalash va tarqatish uchun
ultratovushli zarrachalarni davolash
Sonication zarrachalar shlamlarini davolash uchun kuchli vositadir. Kuchli ultratovush kuchlari suyuqliklarda mexanik tebranish va kuchli kavitatsiya hosil qiladi. Ushbu yuqori kuchlanish kuchlari aglomeratlarni va hatto birlamchi zarralarni buzishi mumkin, shuning uchun yuqori quvvatli / past chastotali ultratovush ishonchli usuldir. frezalash, deaglomeratsiya va Tarqatish ilovalar.
Kaltsiy oksidining SEM rasmlari dastlab (a) va 10 daqiqalik sonikatsiyadan keyin (b). [Santos va boshqalar. 2012]
Atlamalarni karbonatlash jarayonida ultratovushli frezalash katta sirt maydonlariga ega bo'lgan kichik zarrachalarni hosil qiladi. Zarrachalar bo'linishidan tashqari, sonikatsiya zarrachalar yuzasidagi cho'kmalarni ham olib tashlaydi, masalan, gazlangan qobiqlar yoki reaksiyaga kirmagan zarracha yadrosini o'rab turgan matritsa qatlamlari. Passivlashtiruvchi qatlamlarni olib tashlash orqali diffuziya cheklovlari kamayadi va reaksiyaga kirishmagan material suvli fazaga ta'sir qiladi. Shunday qilib, sonikatsiya karbonatlanish konversiyasini va jarayon kinetikasini oshirishi mumkin - natijada yuqori rentabellik va tezroq reaktsiya.
Zarrachalarga ultratovush ta'siri [Santos va boshq. 2011]
UIP16000 - Eng kuchli ultratovush Og'ir yuk ultratovush apparati UIP16000 (16 kVt)
Adabiyot/Adabiyotlar
- Santos, Rafael M.; Francois, Davy; Mertens, Gilles; Elsen, Jan; Van Gerven, Tom (2013): Ultrasound-intensified mineral carbonation. Applied Thermal Engineering Vol. 57, Issues 1–2, 2013. 154–163.
- Santos, Rafael M.; Ceulemans, Pieter; Van Gerven, Tom (2012): Synthesis of pure aragonite by sonochemical mineral carbonation. Chemical Engineering Research & Design, 90/ 6, 2012. 715-725.
- Santos, Rafael M.; Ceulemans, Pieter; Francois, Davy; Van Gerven, Tom (2011): Ultrasound-Enhanced Mineral Carbonation. IChemE 2011.
Karbonatli xom ashyo
Karbonatlanish uchun xom ashyo ham bo'lishi mumkin Bokira yoki chiqindilar materiallar. Uglerodni sekvestrlash uchun ishlatiladigan oddiy xom ashyo olivin (Mg, Fe) kabi minerallarni o'z ichiga oladi.2SiO4, serpantin (Mg, Fe)3Si2O5(OH)4, va vollastonit CaSiO3.
Chiqindilarga po'lat shlaklari, qizil gips, chiqindi kullari, qog'oz tegirmonlari chiqindilari, tsement o'choqlari changlari va kon chiqindilari kiradi. Ushbu sanoat qo'shimcha mahsulotlar va chiqindilari tarkibida ishqoriy oksidlar, gidroksidlar yoki silikatlar mavjudligi sababli karbonatlanish uchun ishlatilishi mumkin.