2026-03-30
डोलोमाइट की सैद्धांतिक अपघटन तापमान सीमा 730–900 डिग्री सेल्सियस है। 730 और 790 डिग्री सेल्सियस के बीच, यह मुक्त MgO और CaCO₃ में विघटित हो जाता है, जबकि CaCO₃ लगभग 900 डिग्री सेल्सियस पर विघटित होता है [2]। Ca/Mg अनुपात के आधार पर, डोलोमाइट को मैग्नेसाइट डोलोमाइट (1.0–1.5), डोलोमाइट (1.5–1.7), माइक्रो-कैल्साइट डोलोमाइट (1.7–2.0), कैल्साइट डोलोमाइट (2.0–3.5), और शुद्ध डोलोमाइट (1.648) [1] में वर्गीकृत किया जा सकता है।
कैल्शियम और मैग्नीशियम के कुशल पृथक्करण के बाद, अलग किए गए कैल्शियम संसाधनों को नियंत्रणीय आकारिकी वाले उच्च-मूल्य-वर्धित कैल्शियम कार्बोनेट उत्पादों में कैसे परिवर्तित किया जाए, यह डोलोमाइट के गहन प्रसंस्करण में एक शोध फोकस बन गया है। वर्तमान में, कार्बोनेशन, अमोनियम लीचिंग और हाइड्रोक्लोरिक एसिड विधियों जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से, डोलोमाइट से विविध आकारिकी वाले उच्च-शुद्धता वाले कैल्शियम कार्बोनेट उत्पादों को तैयार किया जा सकता है, जिसमें क्यूबिक, स्पिंडल-जैसे, व्हिस्कर-जैसे और वेटरिट रूप शामिल हैं।
कार्बोनेशन विधि "कैल्सीनेशन-कार्बोनेशन" प्रणाली के माध्यम से हल्के (नैनो) कैल्शियम कार्बोनेट का उत्पादन करती है। आगे शुद्धिकरण से उच्च-गुणवत्ता वाले कैल्शियम कार्बोनेट उत्पाद प्राप्त होते हैं, जबकि फ़िल्ट्रेट एक पुनर्प्राप्त करने योग्य Mg(HCO₃)₂ घोल है [2]। हालांकि, चूंकि कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड और मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड दोनों तैयारी के दौरान कार्बोनेशन में भाग लेते हैं, इसलिए एक साथ कैल्शियम कार्बोनेट और मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड उत्पादों को प्राप्त करना अभी भी चुनौतीपूर्ण है [4].
यू फेंग एट अल। [12] ने कार्बोनेशन विधि के माध्यम से उच्च पहलू अनुपात वाले एरागोनाइट-प्रकार के कैल्शियम कार्बोनेट व्हिस्कर तैयार करने के लिए कच्चे माल के रूप में उच्च-सांद्रता वाले परिष्कृत डोलोमाइट घोल का उपयोग किया। अध्ययन में कार्बोनेशन तापमान, सरगर्मी दर, CO₂ प्रवाह दर और एजिंग समय के प्रभावों की जांच की गई। परिणामी कैल्शियम कार्बोनेट उत्पाद ने 95% की उपज, 30–35 का व्हिस्कर पहलू अनुपात, 99.7% का व्हिस्कर सामग्री और 99.9% की सफेदी प्राप्त की, जिसमें समान वितरण था। तंत्र विश्लेषण से संकेत मिला कि Mg²⁺ ने कैल्साइट-प्रकार के कैल्शियम कार्बोनेट के विकास को बाधित किया और एरागोनाइट-प्रकार के कैल्शियम कार्बोनेट के विकास को बढ़ावा दिया, विशेष रूप से (120) क्रिस्टल प्लेन के साथ।
अमोनियम लीचिंग विधि में डोलोमाइट चूने के साथ अमोनियम लवणों की प्रतिक्रिया शामिल है ताकि कैल्शियम नमक का घोल प्राप्त किया जा सके, जिसके बाद कैल्शियम कार्बोनेट का उत्पादन करने के लिए CO₂ पेश किया जाता है। यह विधि संचालित करने में आसान है, इसमें हल्की प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, और उच्च-शुद्धता वाले कैल्शियम कार्बोनेट प्राप्त होते हैं।
फैन तियानबो एट अल। [9] ने डोलोमाइट को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके एक संशोधित सोल्वे अमोनिया-सोडा विधि का उपयोग किया, जिसमें किसी भी कार्बनिक योजक के बिना क्षारीय परिस्थितियों में उच्च वेटरिट सामग्री वाले कैल्शियम कार्बोनेट तैयार किए गए। परिणामी नमूने में 32.653 एम² / ग्राम का विशिष्ट सतह क्षेत्र और 2.972 एनएम का छिद्र आकार था, जो बायोमोलेक्यूल लोडिंग के लिए अनुकूल स्थान प्रदान करता है। तंत्र विश्लेषण से पता चला कि NH₄⁺-NH₃ बफर प्रणाली ने न केवल कैल्शियम कार्बोनेट की सुपरसैचुरेशन को बढ़ाया, बल्कि घोल के वातावरण में भी सुधार किया, जिसमें Mg²⁺ की ट्रेस मात्राओं ने पूर्ण क्रिस्टल आकारिकी के निर्माण को बढ़ावा दिया।
जिया शियाओहुई एट अल। [8] ने प्राप्त कैल्शियम-समृद्ध पाचन घोल का उपयोग करके CaCl₂-NH₃-CO₂ प्रतिक्रिया प्रणाली में मेटास्टेबल वेटरिट और एरागोनाइट कैल्शियम कार्बोनेट के नियंत्रित संश्लेषण को प्राप्त किया। वेटरिट सामग्री 97.69% तक पहुंच गई, जिसमें 32.653 एम² / ग्राम का विशिष्ट सतह क्षेत्र और 2.972 एनएम का औसत छिद्र आकार था।
वू फेंग एट अल। [2] ने डोलोमाइट को कच्चे माल के रूप में, हाइड्रोक्लोरिक एसिड को लीचिंग एजेंट के रूप में, और Ca(OH)₂ और NaOH को पीएच नियामक के रूप में उपयोग करके कार्बोनेशन विधि के माध्यम से औद्योगिक-ग्रेड हल्के कैल्शियम कार्बोनेट तैयार किए। परिणामों से पता चला कि 900 डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट के लिए डोलोमाइट को कैल्सीनेट करने से लगभग 64.14% CaO सामग्री के साथ हल्के ढंग से कैल्सीनेटेड डोलोमाइट का उत्पादन हुआ। अनुकूलित लीचिंग स्थितियों (1:4 का ठोस-तरल अनुपात, 20 डिग्री सेल्सियस पर 60 मिनट के लिए सरगर्मी, 2.0 घंटे के लिए एजिंग, 3.0 मोल/एल हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ घोल पीएच को 1.0 पर समायोजित करना, और 80 डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट के लिए सरगर्मी) के तहत, Ca²⁺ लीचिंग दर 99.38% तक पहुंच गई।
लौह और मैंगनीज आयनों को हटाने के लिए एक चरणबद्ध पीएच समायोजन प्रक्रिया का उपयोग किया गया था। फ़िल्ट्रेट को 800 आर/मिनट की सरगर्मी गति के तहत 100 एमएल/मिनट की प्रवाह दर पर CO₂ पास करके कार्बोनेट किया गया था जब तक कि घोल का पीएच 7.6 तक नहीं पहुंच गया। इससे 2.404 माइक्रोन के माध्य कण आकार D50, 99.04% की औसत शुद्धता और 98.76 की औसत सफेदी के साथ हल्के कैल्शियम कार्बोनेट का उत्पादन हुआ। पीएच को समायोजित करने के लिए आंशिक रूप से NaOH को Ca(OH)₂ से बदलना प्रभावी रूप से रासायनिक लागत को कम करता है।
प्रक्रिया स्थितियों को समायोजित करके, वर्तमान में डोलोमाइट से विभिन्न आकारिकी वाले कैल्शियम कार्बोनेट उत्पादों को तैयार किया जा सकता है:
स्पिंडल-जैसे: वांग ज़िन एट अल। [11] ने लगभग 2 माइक्रोन लंबाई और 0.6 माइक्रोन चौड़ाई वाले स्पिंडल-जैसे आकार के कैल्साइट-प्रकार के हल्के CaCO₃ का उत्पादन किया
व्हिस्कर-जैसे: यू फेंग एट अल। [12] ने 30–35 के पहलू अनुपात वाले एरागोनाइट-प्रकार के कैल्शियम कार्बोनेट व्हिस्कर तैयार किए; वांग डोंगयी एट अल। [10] ने 20 का पहलू अनुपात वाले कैल्शियम कार्बोनेट व्हिस्कर का उत्पादन किया
क्यूबिक-जैसे: डेंग शियाओयांग एट अल। [7] ने 5–10 माइक्रोन के औसत कण आकार वाले क्यूबिक-जैसे कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल तैयार किए
वेटरिट: जिया शियाओहुई एट अल। [8] और फैन तियानबो एट अल। [9] ने क्रमशः 97.69% और अच्छी तरह से परिभाषित आकारिकी वाले कैल्शियम कार्बोनेट तैयार किए
फैन युआनयांग एट अल। [5] ने तैयार कैल्शियम कार्बोनेट व्हिस्कर उत्पाद का उपयोग करके पीवीसी जोड़ प्रयोग किए। परिणामों से पता चला कि पीवीसी सामग्री ने 225% का अधिकतम तन्यता खिंचाव और 13 एमपीए का अधिकतम तन्यता तनाव प्राप्त किया, जो काफी बढ़ी हुई कठोरता का संकेत देता है और व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करता है।
फैन तियानबो एट अल। [9] ने 32.653 एम² / ग्राम के विशिष्ट सतह क्षेत्र और 2.972 एनएम के औसत छिद्र आकार के साथ उच्च-वेटरिट-सामग्री वाले कैल्शियम कार्बोनेट तैयार किए, जो बायोमोलेक्यूल लोडिंग के लिए अनुकूल संरचनात्मक विशेषताएं प्रदान करते हैं।
डोलोमाइट से कैल्शियम कार्बोनेट तैयार करने की प्रौद्योगिकियों में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, कैल्शियम कार्बोनेट की शुद्धता 99% से अधिक हो सकती है, जिसमें क्यूबिक, स्पिंडल-जैसे, व्हिस्कर-जैसे और वेटरिट रूपों सहित विविध उत्पाद आकारिकी होती है, जो समान कण आकार और उच्च सफेदी की विशेषता है। कार्बोनेशन विधि, अमोनियम लीचिंग विधि और हाइड्रोक्लोरिक एसिड विधि प्रत्येक विशिष्ट विशेषताएं प्रदान करती है, जिससे लक्ष्य उत्पाद आकारिकी और शुद्धता आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त प्रक्रिया मार्ग का चयन किया जा सकता है। आकारिकी नियंत्रण तंत्र की समझ और प्रक्रिया स्थितियों के अनुकूलन में निरंतर प्रगति के साथ, डोलोमाइट से उच्च-मूल्य-वर्धित कैल्शियम कार्बोनेट उत्पादों के उत्पादन के लिए औद्योगिक अनुप्रयोग की संभावनाएं आशाजनक हैं।
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