2026-03-27
डोलोमाइट को मैग्नेसाइट और कैल्साइट का एक दोहरा नमक माना जाता है, जिसका मुख्य रासायनिक घटक CaMg(CO₃)₂ है। इसकी सैद्धांतिक संरचना (ω/%) 21.7% MgO, 30.4% CaO, और 47.90% CO₂ है, जो अक्सर क्वार्ट्ज और फेल्डस्पार जैसी अशुद्धियों के साथ जुड़ा होता है [1]। शुद्ध डोलोमाइट सफेद होता है, जबकि लौह युक्त किस्में भूरे या गहरे भूरे रंग की दिखाई देती हैं, जिनकी अपक्षयित सतहें भूरी हो जाती हैं।
वर्तमान में, विभिन्न उद्योगों में डोलोमाइट से मैग्नीशियम का उपयोग अपेक्षाकृत अच्छी तरह से विकसित है, जबकि कैल्शियम का विकास और उपयोग अपर्याप्त बना हुआ है। कैल्शियम का उपयोग अक्सर कम मूल्य-वर्धित निर्माण सामग्री या फिलर्स के उत्पादन के लिए किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कैल्शियम संसाधनों की महत्वपूर्ण बर्बादी होती है। इसलिए, इस्पात निर्माण और मैग्नीशियम गलाने जैसे थोक धातु उद्योगों के लिए कच्चे माल की आपूर्ति सुनिश्चित करते हुए, उच्च शुद्धता, उच्च मूल्य-वर्धित कैल्शियम और मैग्नीशियम उत्पादों को विकसित करने के लिए कैल्शियम और मैग्नीशियम दोनों संसाधनों का पूरी तरह से उपयोग करना डोलोमाइट खनिज संसाधनों के गहरे प्रसंस्करण और व्यापक विकास में एक शोध हॉटस्पॉट बन गया है [3] ।
डोलोमाइट में कैल्शियम और मैग्नीशियम संसाधनों का पूरी तरह से उपयोग करने की कुंजी कैल्शियम और मैग्नीशियम का कुशल पृथक्करण है, साथ ही अशुद्ध घटकों को प्रभावी ढंग से हटाना है।
डोलोमाइट से कैल्शियम-मैग्नीशियम पृथक्करण और अशुद्धता हटाने के लिए वर्तमान प्रौद्योगिकियों में मुख्य रूप से कार्बोनेशन विधि, एसिड विघटन विधि, अमोनियम लीचिंग विधि, ब्राइन-डोलोमाइट विधि और कॉम्प्लेक्सेशन लीचिंग विधि शामिल हैं [3] ।
कार्बोनेशन विधि अपनी सरल प्रक्रिया, कम लागत और औद्योगिक कार्यान्वयन में आसानी के कारण सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली औद्योगिक विधि है। यह तकनीक जलीय घोल में CaCO₃ और Mg(HCO₃)₂ की घुलनशीलता के अंतर पर निर्भर करती है, जिससे कार्बोनेशन प्रक्रिया के अंतिम पीएच को नियंत्रित करके कैल्शियम-मैग्नीशियम पृथक्करण प्राप्त होता है [3] ।
प्रक्रिया प्रवाह इस प्रकार है: डोलोमाइट को कैल्साइन और पचाया जाता है ताकि डोलोमाइट चूना दूध का उत्पादन किया जा सके, जिसे फिर भट्ठी गैस से शुद्ध CO₂ के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है। नियंत्रित प्रक्रिया स्थितियों के तहत, CaCO₃ अवक्षेप और Mg(HCO₃)₂ भारी मैग्नीशियम पानी बनता है। ठोस-तरल पृथक्करण के बाद, हल्का CaCO₃ प्राप्त होता है। फ़िल्ट्रेट, भारी मैग्नीशियम पानी, एक बुनियादी मैग्नीशियम कार्बोनेट मध्यवर्ती का उत्पादन करने के लिए थर्मल रूप से विघटित होता है, जिसे फिर MgO का उत्पादन करने के लिए कैल्साइन किया जाता है [3] ।
कार्बोनेशन विधि में एक सरल प्रक्रिया और कम उत्पादन लागत के फायदे हैं। हालांकि, यह विधि पृथक्करण प्राप्त करने के लिए केवल कार्बोनेशन के दौरान प्रक्रिया नियंत्रण पर निर्भर करती है, जिससे वास्तविक उत्पादन में सटीक नियंत्रण मुश्किल हो जाता है। नतीजतन, परिणामी कैल्शियम और मैग्नीशियम उत्पादों में अक्सर अपेक्षाकृत कम शुद्धता होती है [3] । इसे संबोधित करने के लिए, विभिन्न बेहतर प्रौद्योगिकियां विकसित की गई हैं, जिनमें बैच रिकवरी, द्वितीयक कार्बोनेशन, दबावयुक्त कार्बोनेशन और एडिटिव-सहायता प्राप्त कार्बोनेशन शामिल हैं।
अमोनियम लीचिंग विधि अमोनियम नमक समाधानों ((NH₄)₂SO₄, NH₄Cl, NH₄NO₃) की कमजोर अम्लता का उपयोग पचे हुए डोलोमाइट चूने के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए करती है, जिससे कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण के घोल बनते हैं। आवश्यकताओं के आधार पर, संबंधित कैल्शियम और मैग्नीशियम उत्पादों को प्राप्त करने के लिए NH₃ या CO₂ पेश किया जाता है [5] । इस विधि में हल्की प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, संचालित करने में आसान है, डोलोमाइट से कैल्शियम और मैग्नीशियम को प्रभावी ढंग से अलग करती है, और उच्च शुद्धता वाले उत्पाद प्राप्त करती है।
ब्राइन-डोलोमाइट विधि में मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन करने के लिए पचे हुए डोलोमाइट चूने को ब्राइन (MgCl₂) में बूंद-बूंद करके मिलाना शामिल है। निस्पंदन और सुखाने के बाद, Mg(OH)₂ पाउडर प्राप्त होता है, जबकि फ़िल्ट्रेट को CaCO₃ तैयार करने के लिए आगे संसाधित किया जाता है [5] । इस विधि के फायदे कम प्रक्रिया लागत और न्यूनतम प्रदूषण हैं। यह ब्राइन और डोलोमाइट चूने दोनों से मैग्नीशियम संसाधनों का प्रभावी ढंग से उपयोग करता है, जिससे कैल्शियम और मैग्नीशियम का अपेक्षाकृत पूर्ण पृथक्करण प्राप्त होता है। हालांकि, एक महत्वपूर्ण कमी बड़ी मात्रा में कैल्शियम क्लोराइड समाधान का उत्पादन है, जिसे संभालना मुश्किल है [5] ।
वांग वेनज़े एट अल। [6] ने कैल्साइन डोलोमाइट पाउडर को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके एक चरण-स्थानांतरण कार्बोनेशन विधि के साथ हल्के CaCO₃ तैयार किया। एकल-कारक और ऑर्थोगोनल प्रयोगों के माध्यम से, अनुकूलित चरण-स्थानांतरण की स्थिति निर्धारित की गई: 20 एमएल/जी का तरल-ठोस अनुपात, n(अमोनियम साइट्रेट):n(CaO) = 4:3, 20°C का प्रतिक्रिया तापमान, और 10 मिनट का प्रतिक्रिया समय। अनुकूलित कार्बोनेशन की स्थिति थी: 7.6 का अंतिम पीएच, 0.6 एल/मिनट का CO₂ प्रवाह दर, 65°C का प्रतिक्रिया तापमान, और 550 आर/मिनट की सरगर्मी गति। इन स्थितियों के तहत, 98.18% की शुद्धता वाला कैल्शियम कार्बोनेट उत्पादित किया गया था, जिसमें समान कण आकार और अच्छी फैलाव क्षमता थी। कैल्साइन डोलोमाइट पाउडर से कैल्शियम-मैग्नीशियम पृथक्करण के दो चक्रों के बाद, "मैग्नीशियम मुक्त कैल्शियम" अनिवार्य रूप से प्राप्त किया गया था, जिससे कैल्शियम उत्पाद की शुद्धता में काफी सुधार हुआ।
वांग शिन एट अल। [11] ने साइट्रिक एसिड-अमोनियम घोल का उपयोग करके कैल्साइन डोलोमाइट पाउडर से कैल्शियम के निष्कर्षण की जांच की। Ca²⁺ और Mg²⁺ के निष्कर्षण दर क्रमशः 99.34% और 6.11% तक पहुंच गए। कैल्शियम साइट्रेट के कार्बोनेशन से कैल्साइट-प्रकार का हल्का CaCO₃ प्राप्त हुआ जिसमें ω(CaCO₃) = 98.2% और एक स्पिंडल-जैसे आकारिकी थी। फ़िल्टर केक, बाद के प्रसंस्करण के बाद, ω(MgO) = 99.2% और एक छोटी छड़ जैसी आकृति के साथ एक MgO नमूना उत्पादित किया।
फैन युआनयांग एट अल। [5] ने अमोनिया आसवन, मैग्नीशियम अवक्षेपण और कैल्शियम अवक्षेपण की चक्रीय प्रक्रिया के माध्यम से कैल्शियम कार्बोनेट व्हिस्कर और मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड तैयार करने के लिए डोलोमाइट चूने और एक पुनर्नवीनीकरण अमोनिया घोल का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया। चक्रीय प्रयोगों में, 1:2 का एक इष्टतम Ca/Mg से अमोनियम नमक मोलर अनुपात पहचाना गया, जिससे Ca²⁺ और Mg²⁺ के लिए क्रमशः 91.32% और 90.95% की निष्कर्षण दर प्राप्त हुई। अध्ययन ने पुष्टि की कि कैल्शियम कार्बोनेट व्हिस्कर तैयार करने के लिए तीन चक्र इष्टतम थे, जिसमें उत्पाद ने 98% का कैल्शियम कार्बोनेट सामग्री प्राप्त किया।
डेंग ज़ियाओयांग एट अल। [7] ने हल्के कैल्साइन डोलोमाइट पाउडर, अमोनियम क्लोराइड और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया ताकि क्रिस्टल आकारिकी नियंत्रण एजेंटों के उपयोग के बिना अमोनिया आसवन और कैल्शियम अवक्षेपण प्रक्रिया के माध्यम से 5-10 μm के औसत कण आकार के साथ अच्छी तरह से आकार वाले, समान रूप से वितरित क्यूबिक-जैसे कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल तैयार किए जा सकें।
जिया ज़ियाओहुई एट अल। [8] ने अमोनियम क्लोराइड घोल का उपयोग करके एक दो-चरणीय पृथक्करण विधि का प्रस्ताव दिया, पहले कैल्शियम निकाला गया और फिर मैग्नीशियम। डोलोमाइट से कैल्शियम निष्कर्षण दर 95% से अधिक थी।
वांग डोंगयी एट अल। [10] ने कैल्सीनेशन, अमोनिया आसवन और अवक्षेपण की प्रक्रिया के माध्यम से मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड और कैल्शियम कार्बोनेट व्हिस्कर तैयार किए। तैयार कैल्शियम कार्बोनेट व्हिस्कर उत्पाद ने 20 का पहलू अनुपात, 98.7 की सफेदी, और 80.75% का Ca²⁺ रूपांतरण दर प्राप्त किया, जिसमें पूरी प्रक्रिया में सामग्री का पुनर्चक्रण किया गया।
डोलोमाइट से कैल्शियम-मैग्नीशियम पृथक्करण के लिए वर्तमान प्रौद्योगिकियां तेजी से आगे बढ़ रही हैं। कार्बोनेशन विधि, अमोनियम लीचिंग विधि और ब्राइन-डोलोमाइट विधि में से प्रत्येक के अपने विशिष्ट फायदे और सीमाएं हैं। कार्बोनेशन विधि में परिपक्व तकनीक और कम लागत है, लेकिन शुद्धता नियंत्रण में चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। अमोनियम लीचिंग विधि बेहतर पृथक्करण दक्षता और उच्च उत्पाद शुद्धता प्रदान करती है, लेकिन इसमें अपेक्षाकृत जटिल प्रक्रियाएं शामिल हैं। ब्राइन-डोलोमाइट विधि मैग्नीशियम संसाधनों के सहक्रियात्मक उपयोग को सक्षम बनाती है, लेकिन उप-उत्पाद कैल्शियम क्लोराइड के निपटान के साथ संघर्ष करती है। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, कैल्शियम निष्कर्षण दर 99% के करीब पहुंचती है, अनिवार्य रूप से "मैग्नीशियम मुक्त कैल्शियम" प्राप्त करती है और उच्च शुद्धता वाले कैल्शियम कार्बोनेट की बाद की तैयारी के लिए एक ठोस नींव रखती है।
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