2026-03-30
تتراوح درجة حرارة التحلل النظرية للدولوميت بين 730 و 900 درجة مئوية. بين 730 و 790 درجة مئوية، يتحلل إلى أكسيد المغنيسيوم الحر وكربونات الكالسيوم، بينما تتحلل كربونات الكالسيوم عند حوالي 900 درجة مئوية [2]. بناءً على نسبة الكالسيوم إلى المغنيسيوم، يمكن تصنيف الدولوميت إلى دولوميت مغنسيتي (1.0-1.5)، دولوميت (1.5-1.7)، دولوميت كالسيت دقيق (1.7-2.0)، دولوميت كالسيت (2.0-3.5)، ودولوميت نقي (1.648) [1].
بعد الفصل الفعال للكالسيوم والمغنيسيوم، أصبح كيفية تحويل موارد الكالسيوم المفصولة إلى منتجات كربونات الكالسيوم ذات القيمة المضافة العالية ذات الشكل المتحكم فيه محورًا بحثيًا في المعالجة العميقة للدولوميت. حاليًا، من خلال عمليات مثل الكربنة، والترشيح بالأمونيا، وطرق حمض الهيدروكلوريك، يمكن تحضير منتجات كربونات الكالسيوم عالية النقاء ذات الأشكال المتنوعة - بما في ذلك الأشكال المكعبة، وشبيهة المغزل، وشبيهة الشعيرات، والفاتريت - من الدولوميت.
تنتج طريقة الكربنة كربونات الكالسيوم الخفيفة (النانوية) من خلال نظام "التكليس-الكربنة". يؤدي المزيد من التنقية إلى الحصول على منتجات كربونات الكالسيوم عالية الجودة، بينما يكون الرشيح محلول بيكربونات المغنيسيوم القابل للاسترداد [2]. ومع ذلك، نظرًا لأن هيدروكسيد الكالسيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم يشاركان في الكربنة أثناء التحضير، فإن الحصول على منتجات كربونات الكالسيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم في وقت واحد لا يزال يمثل تحديًا [4].
استخدم يو فنغ وآخرون [12] محلول دولوميت عالي التركيز ومكرر كمادة خام لتحضير شعيرات كربونات الكالسيوم من نوع الأراجونيت بنسبة طول إلى عرض عالية عبر طريقة الكربنة. حققت الدراسة في تأثيرات درجة حرارة الكربنة، ومعدل التحريك، ومعدل تدفق ثاني أكسيد الكربون، ووقت التقادم. حقق منتج كربونات الكالسيوم الناتج عائدًا بنسبة 95٪، ونسبة طول إلى عرض للشعيرات تتراوح بين 30 و 35، ومحتوى شعيرات بنسبة 99.7٪، وبياض بنسبة 99.9٪، مع توزيع موحد. أشارت تحليلات الآلية إلى أن أيونات المغنيسيوم ثنائية التكافؤ تثبط نمو كربونات الكالسيوم من نوع الكالسيت وتعزز نمو كربونات الكالسيوم من نوع الأراجونيت، مفضلة النمو على طول المستوى البلوري (120).
تتضمن طريقة الترشيح بالأمونيا تفاعل أملاح الأمونيوم مع جير الدولوميت للحصول على محلول ملح الكالسيوم، يليه إدخال ثاني أكسيد الكربون لإنتاج كربونات الكالسيوم. هذه الطريقة سهلة التشغيل، وتتضمن تفاعلات معتدلة، وتنتج كربونات الكالسيوم عالية النقاء.
استخدم فان تيانبو وآخرون [9] طريقة سولفاي المعدلة بالأمونيا والصودا باستخدام الدولوميت كمادة خام دون أي إضافات عضوية لتحضير كربونات الكالسيوم بمحتوى فاتريت عالٍ في ظل ظروف قلوية. بلغ مساحة السطح النوعية للعينة الناتجة 32.653 متر مربع/جرام وحجم المسام 2.972 نانومتر، مما يوفر مساحة مواتية لتحميل الجزيئات الحيوية. كشفت تحليلات الآلية أن نظام التخزين المؤقت للأمونيوم-الأمونيا لم يزد من التشبع الفائق لكربونات الكالسيوم فحسب، بل حسن أيضًا بيئة المحلول، مع تعزيز كميات ضئيلة من أيونات المغنيسيوم ثنائية التكافؤ لتكوين أشكال بلورية مثالية.
حققت جيا شياوهوي وآخرون [8] تخليقًا متحكمًا فيه لكربونات الكالسيوم الفاتريت والأراجونيت غير المستقرة في نظام تفاعل كلوريد الكالسيوم-الأمونيا-ثاني أكسيد الكربون باستخدام محلول الهضم الغني بالكالسيوم الذي تم الحصول عليه. بلغ محتوى الفاتريت 97.69٪، مع مساحة سطح نوعية تبلغ 32.653 متر مربع/جرام ومتوسط حجم مسام يبلغ 2.972 نانومتر.
استخدم وو فنغ وآخرون [2] الدولوميت كمادة خام، وحمض الهيدروكلوريك كعامل ترشيح، وهيدروكسيد الكالسيوم وهيدروكسيد الصوديوم كمنظمات للأس الهيدروجيني لتحضير كربونات الكالسيوم الخفيفة الصناعية عبر طريقة الكربنة. أظهرت النتائج أن تكليس الدولوميت عند 900 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة أنتج دولوميتًا مكلسًا خفيفًا بمحتوى أكسيد الكالسيوم يبلغ حوالي 64.14٪. تحت ظروف الترشيح المحسنة (نسبة الصلب إلى السائل 1:4، التحريك عند 20 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة، التقادم لمدة 2.0 ساعة، ضبط الأس الهيدروجيني للعجينة إلى 1.0 باستخدام حمض الهيدروكلوريك 3.0 مول/لتر، والتحريك عند 80 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة)، وصل معدل ترشيح أيونات الكالسيوم ثنائية التكافؤ إلى 99.38٪.
تم استخدام عملية تعديل الأس الهيدروجيني على مراحل لإزالة أيونات الحديد والمنغنيز. تم كربنة الرشيح عن طريق تمرير ثاني أكسيد الكربون بمعدل تدفق 100 مل/دقيقة تحت سرعة تحريك 800 دورة/دقيقة حتى وصل الأس الهيدروجيني للعجينة إلى 7.6. أسفر هذا عن كربونات كالسيوم خفيفة بحجم جسيمات وسيط D50 يبلغ 2.404 ميكرومتر، ونقاء متوسط يبلغ 99.04٪، وبياض متوسط يبلغ 98.76٪. أدى الاستبدال الجزئي لهيدروكسيد الصوديوم بهيدروكسيد الكالسيوم لضبط الأس الهيدروجيني إلى تقليل التكاليف الكيميائية بشكل فعال.
من خلال تعديل ظروف العملية، يمكن حاليًا تحضير منتجات كربونات الكالسيوم بأشكال مختلفة من الدولوميت:
شبيهة بالمغزل: أنتج وانغ شين وآخرون [11] كربونات كالسيوم خفيفة من نوع الكالسيت بشكل شبيه بالمغزل، بطول حوالي 2 ميكرومتر وعرض 0.6 ميكرومتر
شبيهة بالشعيرات: حضر يو فنغ وآخرون [12] شعيرات كربونات الكالسيوم من نوع الأراجونيت بنسبة طول إلى عرض تتراوح بين 30 و 35؛ أنتج وانغ دونغ يي وآخرون [10] شعيرات كربونات الكالسيوم بنسبة طول إلى عرض تبلغ 20
شبيهة بالمكعب: حضر دينغ شياويانغ وآخرون [7] بلورات كربونات الكالسيوم شبيهة بالمكعب بمتوسط حجم جسيمات يتراوح بين 5 و 10 ميكرومتر
الفاتريت: حضر جيا شياوهوي وآخرون [8] وفان تيانبو وآخرون [9] كربونات الكالسيوم بمحتوى فاتريت بنسبة 97.69٪ وأشكال محددة جيدًا على التوالي
أجرى فان يوانيانغ وآخرون [5] تجارب إضافة PVC باستخدام منتج شعيرات كربونات الكالسيوم المحضر. أظهرت النتائج أن مادة PVC حققت أقصى إجهاد شد يبلغ 225٪ وأقصى إجهاد شد يبلغ 13 ميجا باسكال، مما يشير إلى تحسن كبير في المتانة وتقديم دعم قوي للتطبيق العملي.
حضر فان تيانبو وآخرون [9] كربونات الكالسيوم عالية المحتوى من الفاتريت بمساحة سطح نوعية تبلغ 32.653 متر مربع/جرام ومتوسط حجم مسام يبلغ 2.972 نانومتر، مما يوفر خصائص هيكلية مواتية لتحميل الجزيئات الحيوية.
تم إحراز تقدم كبير في تقنيات تحضير كربونات الكالسيوم من الدولوميت. في ظل ظروف المختبر، يمكن أن يتجاوز نقاء كربونات الكالسيوم 99٪، مع أشكال منتجات متنوعة بما في ذلك الأشكال المكعبة، وشبيهة المغزل، وشبيهة الشعيرات، والفاتريت، تتميز بحجم جسيمات موحد وبياض عالٍ. تقدم طريقة الكربنة، وطريقة الترشيح بالأمونيا، وطريقة حمض الهيدروكلوريك كل منها ميزات مميزة، مما يسمح باختيار مسار العملية المناسب بناءً على متطلبات شكل المنتج ونقائه المستهدف. مع استمرار التقدم في فهم آليات التحكم في الشكل وتحسين ظروف العملية، فإن آفاق التطبيق الصناعي لإنتاج منتجات كربونات الكالسيوم ذات القيمة المضافة العالية من الدولوميت واعدة.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا
