Productie van zeer zuiver calciumcarbonaat uit dolomiet: controle van de morfologie en verbetering van de productwaarde

01 Inleiding: Van het terugwinnen van calciumbronnen tot een hoogwaardig gebruik

Dolomiet heeft een theoretisch ontbindingstemperatuurbereik van 730~900°C. Tussen 730 en 790°C ontbindt het in vrije MgO en CaCO3, terwijl CaCO3 bij ongeveer 900°C ontbindt [2].Gebaseerd op de verhouding Ca/Mg, dolomiet kan worden ingedeeld in magnesitische dolomiet (1,0 ∼1,5), dolomiet (1,5 ∼1,7), micro-calcite dolomiet (1,7 ∼2,0), calcite dolomiet (2,0 ∼3,5), en zuivere dolomiet (1,648) [1].

Na de efficiënte scheiding van calcium en magnesium,Hoe de gescheiden calciumbronnen kunnen worden omgezet in calciumcarbonaatproducten met een hoge toegevoegde waarde met een controleerbare morfologie is een onderzoeksonderwerp geworden in de diepverwerking van dolomietIn het verleden werd de productie van calciumcarbonaat met een hoge zuiverheid met verschillende morfologische kenmerken, waaronder kubusvormige, spindelvormige,met een snor, en vaterite vormen kunnen worden bereid uit dolomiet.

02 Belangrijkste procesroutes voor het bereiden van calciumcarbonaat

2.1 Verkoolingsmethode voor het bereiden van calciumcarbonaat

Bij de verkoeling wordt via een "verkoeling-verkoeling" systeem lichtgewicht (nano) calciumcarbonaat geproduceerd.terwijl het filtraat een terug te winnen Mg ((HCO3) 2) oplossing is [2]Aangezien echter zowel calciumhydroxide als magnesiumhydroxide tijdens de bereiding deelnemen aan de koolstofvorming,het tegelijkertijd verkrijgen van calciumcarbonaat- en magnesiumhydroxideproducten blijft een uitdaging [4].

Yu Feng et al. [12] gebruikten een hoogconcentreerde geraffineerde dolomietoplossing als grondstof om aragonite-achtige calciumcarbonaatbaardjes met een hoge beeldverhouding te bereiden via de carbonisatiemethode.De studie onderzocht de effecten van de verbrandingstemperatuurHet resulterende calciumcarbonaatproduct behaalde een opbrengst van 95%, een visgraad van 30 ̊35, een visgraad van 99,7% en een witte kleur van 99,9%.met een gelijkmatige verdelingMechanisme-analyse toonde aan dat Mg2+ de groei van calcit-type calciumcarbonaat remt en de groei van aragonit-type calciumcarbonaat bevordert.bij voorkeur langs het kristalvlak (120).

2.2 Methode van uitloging van ammonium voor het bereiden van calciumcarbonaat

De ammonium uitloging methode bestaat uit het reageren van ammoniumzouten met dolomietkalk om een calciumzoutoplossing te verkrijgen, gevolgd door het toevoegen van CO2 om calciumcarbonaat te produceren.Deze methode is eenvoudig te gebruiken, met milde reacties, en levert hoog zuiver calciumcarbonaat.

Fan Tianbo et al.[9] gebruikte een gemodificeerde Solvay ammoniak-soda methode waarbij dolomiet als grondstof zonder organische toevoegingen werd gebruikt om calciumcarbonaat met een hoog vateritgehalte onder alkalische omstandigheden te bereidenHet resulterende monster had een specifiek oppervlak van 32,653 m2/g en een poriegrootte van 2,972 nm, waardoor er een gunstige ruimte was voor het laden van biomoleculen.Uit de mechanismeanalyse bleek dat het NH4+-NH3-bufferstelsel niet alleen de oververzadiging van calciumcarbonaat verhoogde, maar ook de oplossing omgeving verbeterde., met sporen van Mg2+ die de vorming van perfecte kristallenvormen bevorderen.

Jia Xiaohui et al. [8] bereikten een gecontroleerde synthese van metastabiele vaterite en aragonite calciumcarbonaat in een CaCl2-NH3-CO2-reactiesysteem met behulp van de verkregen calciumrijke verteringsoplossing.Het vateritgehalte bereikte 970,69%, met een specifiek oppervlak van 32,653 m2/g en een gemiddelde poriegrootte van 2,972 nm.

2.3 Zoutzuurmethode voor het bereiden van calciumcarbonaat

Wu Feng et al. [2] gebruikten dolomiet als grondstof, zoutzuur als uitlogmiddel,en Ca (OH) 2 en NaOH als pH-regulatoren voor het bereiden van lichtgewicht calciumcarbonaat van industriële kwaliteit via de carbonisatiemethodeDe resultaten toonden aan dat door dolomiet gedurende 30 min bij 900°C te kalcineren lichtgecalcineerd dolomiet met een CaO-gehalte van ongeveer 64,14% werd geproduceerd.Onder geoptimaliseerde uitlogingsomstandigheden (vast-vloeibare verhouding van 1:4, roeren bij 20°C gedurende 60 min, rijpen gedurende 2,0 h, aanpassen van de pulp pH tot 1,0 met 3,0 mol/L zoutzuur en roeren bij 80°C gedurende 30 min), bereikte de uitloging van Ca2+ 99,38%.

Voor het verwijderen van ijzer- en mangaanionen werd een stapsgewijs pH-aanpassingsproces gebruikt.Het filtraat werd verkoold door CO2 met een doorstroming van 100 ml/min onder een roer snelheid van 800 r/min door te geven totdat de pH van de spuit 7 bereikte..6Dit resulteerde in lichtgewicht calciumcarbonaat met een mediane deeltjesgrootte D50 van 2.404 μm, een gemiddelde zuiverheid van 99,04% en een gemiddelde witheid van 98.76Het gedeeltelijk vervangen van NaOH door Ca (OH) 2 om de pH aan te passen, verminderde de chemische kosten.

03 Calciumcarbonaat Morfologische controle en toepassingsprestaties

3.1 Bereiding van calciumcarbonaat met verschillende morfologieën

Door aanpassing van de procesomstandigheden kunnen momenteel calciumcarbonaatproducten met verschillende morfologieën uit dolomiet worden bereid:

• Spindelvormig: Wang Xin et al. [11] produceerde lichtgewicht CaCO3 van het calciettype met een spindelvormige vorm, ongeveer 2 μm lang en 0,6 μm breed

• Moustacht-achtige: Yu Feng et al. [12] bereide aragonite-type calciumcarbonaat-moustachten met een beeldverhouding van 30?? 35; Wang Dongyi et al.[10] geproduceerde calciumcarbonaatbaarden met een beeldverhouding van 20

• Kubisch: Deng Xiaoyang et al. [7] bereide kubisch-achtige calciumcarbonaatkristallen met een gemiddelde deeltjesgrootte van 5·10 μm

• Vaterite: Jia Xiaohui et al. [8] en Fan Tianbo et al. [9] bereide calciumcarbonaat met een vateritgehalte van respectievelijk 97,69% en goed gedefinieerde morfologieën

3.2 Validering van de prestaties van toepassingen

Fan Yuanyang et al. [5] voerden PVC-additie-experimenten uit met behulp van het voorbereide calciumcarbonaat-baardproduct.De resultaten toonden aan dat het PVC-materiaal een maximale trekspanning van 225% en een maximale trekspanning van 13 MPa heeft bereikt., wat wijst op een aanzienlijk verbeterde taaiheid en een sterke ondersteuning biedt voor praktische toepassing.

Fan Tianbo et al. [9] bereide calciumcarbonaat met een hoog vateritgehalte met een specifiek oppervlak van 32,653 m2/g en een gemiddelde poriegrootte van 2,972 nm,met gunstige structurele kenmerken voor het laden van biomoleculen.

04 Conclusies

Er is aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van de technologieën voor de bereiding van calciumcarbonaat uit dolomiet.met verschillende productmorfologieën, met inbegrip van kubische, spindelvormige, snorvormige en vateritevormen, gekenmerkt door een uniforme deeltjesgrootte en een hoge witte kleur.en zoutzuurmethode elk verschillende kenmerken hebben, zodat de juiste procesroute kan worden gekozen op basis van de morfologie van het beoogde product en de zuiverheidsvereisten.Met de voortdurende vooruitgang in het begrijpen van de morfologische beheersmechanismen en de optimalisatie van de procesomstandighedenIn het kader van het onderzoek naar de industriële toepassing van dolomiet zijn de vooruitzichten voor de productie van calciumcarbonaatproducten met een hoge toegevoegde waarde veelbelovend.