El método de preparación de carbonato de calcio vaterita.
Hay tres formas cristalinas comunes de carbonato de calcio: aragonita, vaterita y calcita. Desde la perspectiva de la estabilidad termodinámica, el tipo de calcita es la forma de cristal termodinámicamente más estable y existe ampliamente en la naturaleza; mientras que el tipo vaterita es el más inestable, en estado metaestable, y solo existe en algunos peces en la naturaleza. Órganos de otolitos, espículas de ascidias, tejidos de crustáceos.
Hay dos formas principales de generar carbonato de calcio de vaterita, a saber, la recristalización por disolución y la transformación directa en fase sólido-sólido. En la actualidad, se cree que la vía de disolución y recristalización es la principal vía para generar carbonato de calcio tipo vaterita, es decir, se genera carbonato de calcio amorfo como fase inicial en la solución. Sin embargo, la solubilidad del carbonato de calcio de tipo vaterita es relativamente alta, y se produce la disolución y posterior nucleación y crecimiento del carbonato de calcio de tipo calcita. Tal proceso ocurre continuamente, haciendo que el carbonato de calcio tipo vaterita se transforme gradualmente en carbonato de calcio tipo calcita.
A partir de la ruta y el mecanismo de formación, el carbonato de calcio tipo vaterita de alta pureza se prepara principalmente mediante la inhibición del proceso de disolución y recristalización. En la actualidad, los métodos de preparación comunes se pueden dividir en tres tipos: método de carbonización, método de metátesis y método de descomposición térmica de acuerdo con los principios involucrados en el proceso de síntesis.
1. Carbonización
El método de carbonización utiliza una solución alcalina que contiene sales de calcio solubles como fuente de calcio y prepara carbonato de calcio tipo vaterita introduciendo gas CO2 en la solución y controlando las condiciones del proceso. La fuente de calcio se divide principalmente en dos tipos de solución acuosa de hidróxido de calcio y solución alcalina de cloruro de calcio. Por lo tanto, también se determinan dos sistemas principales preparados por el método de carbonización: el sistema de reacción Ca(OH)2-H2O-CO2 y el sistema de reacción CaCl2-NH3·H2O-CO2. Una gran cantidad de estudios han demostrado que ambos sistemas pueden producir bien carbonato de calcio de vaterita.
Sin embargo, el método de carbonización tiene las ventajas de un equipo de proceso simple y de bajo costo, y actualmente es el principal método de producción industrial para preparar varios tipos de productos de carbonato de calcio en el país y en el extranjero. Al mismo tiempo, los investigadores nacionales y extranjeros han aumentado la tasa de transferencia de masa y la dispersión del gas CO2 en la solución mediante el uso de dispositivos como dispersores de gas y han mejorado la eficiencia y el rendimiento del carbonato de calcio tipo vaterita. Por lo tanto, el ácido carbónico tipo vaterita se prepara por carbonización. El calcio tiene grandes perspectivas de aplicación.
2. Método de doble descomposición
El método de doble descomposición se refiere a mezclar la solución de sal de calcio y la solución de carbonato bajo ciertas condiciones para generar una reacción de doble descomposición y, al mismo tiempo, agregar un regulador de forma cristalina y controlar la temperatura de reacción, la concentración y otros factores para controlar la preparación de carbonato de calcio vaterita. En general, durante la preparación, una solución se puede mezclar rápidamente con otra solución para la reacción, o una solución se puede introducir en la otra solución controlando la velocidad de adición de la reacción, y se requiere agitación al mismo tiempo. Promover la reacción de metátesis.
3. Método de descomposición térmica
El método de descomposición térmica es un nuevo método para preparar carbonato de calcio de vaterita, se refiere principalmente a la preparación de carbonato de calcio de vaterita por descomposición térmica de bicarbonato de calcio y condiciones de control. Por lo general, el propósito de preparar carbonato de calcio tipo vaterita se logra controlando la temperatura de descomposición, el tiempo de descomposición, el modo de agitación y los aditivos mediante el uso de una solución acuosa saturada de bicarbonato de calcio.
El principio de preparación del método de descomposición térmica es simple, el proceso es corto y los requisitos del equipo son bajos, pero la pureza del carbonato de calcio de vaterita del producto es baja, el tiempo de descomposición es largo y la reacción de descomposición es difícil de controlar; al mismo tiempo, la temperatura requerida en el proceso de producción es alta y el consumo de energía es alto. grande y difícil de aplicar en la práctica. Hay pocos estudios nacionales y extranjeros sobre este método, y aún queda mucho trabajo por hacer en la teoría y la práctica.