Produção de carbonato de cálcio de alta pureza a partir de dolomita: controle morfológico e aumento do valor do produto

01 Introdução: Da recuperação dos recursos de cálcio à utilização de alto valor

A dolomita tem uma faixa de temperatura de decomposição teórica de 730 ∼ 900 ° C. Entre 730 e 790 ° C, ela se decompõe em MgO livre e CaCO3, enquanto CaCO3 se decompõe em cerca de 900 ° C [2].Com base na relação Ca/Mg, a dolomita pode ser classificada em dolomita magnesítica (1.0 ̇1.5), dolomita (1.5 ̇1.7), dolomita micro-calcita (1.7 ̇2.0), dolomita de calcita (2.0 ̇3.5) e dolomita pura (1.648) [1].

Após a separação eficiente de cálcio e magnésio,Como converter os recursos de cálcio separados em produtos de carbonato de cálcio de alto valor acrescentado com morfologia controlada tornou-se um foco de pesquisa no processamento profundo da dolomitaAtualmente, através de processos tais como a carbonização, lixiviação de amónio e métodos de ácido clorídrico, produtos de carbonato de cálcio de alta pureza com diversas morfologias, incluindo cúbico, tipo fuso,de forma de bigode, e formas de vaterite podem ser preparadas a partir de dolomita.

02 Principais vias de processo para a preparação de carbonato de cálcio

2.1 Método de carbonização para preparação de carbonato de cálcio

O método de carbonização produz carbonato de cálcio leve (nano) através de um sistema de "calcinação-carbonização".enquanto o filtrado é uma solução recuperável de Mg ((HCO3) 2) [2]No entanto, uma vez que tanto o hidróxido de cálcio como o hidróxido de magnésio participam na carbonização durante a preparação,A obtenção simultânea de produtos de carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio continua a ser um desafio [4].

Yu Feng et al. [12] usaram uma solução de dolomita refinada de alta concentração como matéria-prima para preparar bigodes de carbonato de cálcio de tipo aragonita com uma alta relação de aspecto através do método de carbonização.O estudo investigou os efeitos da temperatura de carbonizaçãoO produto resultante de carbonato de cálcio alcançou um rendimento de 95%, uma relação de aspecto de 30 ‰ 35, um teor de borboleta de 99,7% e uma brancura de 99,9%,com distribuição uniformeA análise do mecanismo indicou que o Mg2+ inibiu o crescimento do carbonato de cálcio do tipo calcite e promoveu o crescimento do carbonato de cálcio do tipo aragonite.preferencialmente ao longo do plano cristalino (120).

2.2 Método de lixiviação de amónio para preparação de carbonato de cálcio

O método de lixiviação do amónio envolve a reação de sais de amónio com cal dolomita para obter uma solução de sal de cálcio, seguido da introdução de CO2 para produzir carbonato de cálcio.Este método é fácil de operar, envolve reacções leves e produz carbonato de cálcio de alta pureza.

Fan Tianbo et al.[9] utilizou um método Solvay modificado de amônia-soda utilizando a dolomita como matéria-prima sem aditivos orgânicos para preparar carbonato de cálcio com um elevado teor de vaterita em condições alcalinasA amostra resultante tinha uma superfície específica de 32.653 m2/g e um tamanho de poro de 2.972 nm, proporcionando um espaço favorável para a carga de biomoléculas.A análise do mecanismo revelou que o sistema de tampão NH4+-NH3 não só aumentou a supersaturação do carbonato de cálcio, mas também melhorou o ambiente da solução, com traços de Mg2+ promovendo a formação de morfologias cristalinas perfeitas.

Jia Xiaohui et al. [8] alcançou a síntese controlada de vaterita metastavel e carbonato de cálcio de aragonita em um sistema de reação CaCl2-NH3-CO2 usando a solução de digestão rica em cálcio obtida.O teor de vaterita atingiu 970,69%, com uma superfície específica de 32,653 m2/g e um tamanho médio dos poros de 2,972 nm.

2.3 Método do ácido clorídrico para a preparação de carbonato de cálcio

Wu Feng et al. [2] usaram dolomita como matéria-prima, ácido clorídrico como agente de lixiviação,e Ca (OH) 2 e NaOH como reguladores de pH para preparar carbonato de cálcio leve de qualidade industrial através do método de carbonizaçãoOs resultados mostraram que a calcinação da dolomita a 900°C durante 30 minutos produziu dolomita ligeiramente calcinada com um teor de CaO de aproximadamente 64,14%.Em condições de lixiviação otimizadas (ratio sólido-líquido de 1:4, mexendo a 20°C durante 60 min, envelhecendo durante 2,0 h, ajustando o pH da polpa para 1,0 com 3,0 mol/L de ácido clorídrico e mexendo a 80°C durante 30 min), a taxa de lixiviação de Ca2+ atingiu 99,38%.

Foi utilizado um processo de ajuste de pH em etapas para remover íons de ferro e manganês.O filtrado foi carbonizado através da passagem de CO2 a uma taxa de fluxo de 100 mL/min sob uma velocidade de agitação de 800 r/min até que o pH da lama atingisse 7.6O resultado foi um carbonato de cálcio leve, com um tamanho médio de partícula D50 de 2.404 μm, uma pureza média de 99,04% e uma brancura média de 98.76. Substituindo parcialmente o NaOH por Ca (OH) 2 para ajustar o pH reduziu efetivamente os custos químicos.

03 Controle da morfologia do carbonato de cálcio e desempenho da aplicação

3.1 Preparação de carbonato de cálcio com diversas morfologias

Através do ajuste das condições de processo, produtos de carbonato de cálcio com várias morfologias podem atualmente ser preparados a partir de dolomita:

• Semelhante a um fuso: Wang Xin et al. [11] produziu CaCO3 leve de tipo calcite com uma forma semelhante a um fuso, com aproximadamente 2 μm de comprimento e 0,6 μm de largura

• Parecido com bigode: Yu Feng et al. [12] preparou bigodes de carbonato de cálcio de tipo aragonita com uma relação de aspecto de 30?? 35; Wang Dongyi et al.[10] produzido bigodes de carbonato de cálcio com uma relação de aspecto de 20

• Tipo cúbico: Deng Xiaoyang et al. [7] preparados cristal de carbonato de cálcio tipo cúbico com um tamanho médio de partícula de 510 μm

• Vaterita: Jia Xiaohui et al. [8] e Fan Tianbo et al. [9] prepararam carbonato de cálcio com teor de vaterita de 97,69% e morfologias bem definidas, respectivamente

3.2 Validação do desempenho da aplicação

Fan Yuanyang et al. [5] conduziram experimentos de adição de PVC usando o produto de bigode de carbonato de cálcio preparado.Os resultados revelaram que o material PVC alcançou uma tensão de tração máxima de 225% e uma tensão de tração máxima de 13 MPa., indicando uma resistência significativamente melhorada e fornecendo um forte apoio para a aplicação prática.

Fan Tianbo et al. [9] carbonato de cálcio preparado com alto teor de vaterita, com uma superfície específica de 32,653 m2/g e um tamanho médio dos poros de 2,972 nm,Proporcionando características estruturais favoráveis para a carga de biomoleculas.

04 Conclusão

Foram realizados progressos significativos nas tecnologias de preparação de carbonato de cálcio a partir de dolomita, que, em condições de laboratório, podem ultrapassar a pureza de 99%,com diversas morfologias de produto, incluindo o cúbicoO método de carbonização, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação do amónio, o método de lixiviação doe do método do ácido clorídrico, cada um apresentando características distintas, permitindo a selecção da via de processo adequada com base na morfologia do produto-alvo e nos requisitos de pureza.Com avanços contínuos na compreensão dos mecanismos de controlo da morfologia e na otimização das condições de processo, as perspectivas de aplicação industrial para a produção de produtos de carbonato de cálcio de alto valor acrescentado a partir de dolomita são promissoras.