Giới thiệu
CaCO3 kết tinh ở ba dạng tinh thể khác nhau: canxit, aragonit và vaterit. Canxit thường được kết hợp với một loại cặn cứng trong khi aragonit và vaterit tạo ra một loại cặn mềm hơn và dễ dàng loại bỏ.
Xử lý bằng phương pháp chống đóng cặn có một lịch sử lâu dài và gây tranh cãi. Hiện tượng xử lý nước bằng từ trường ứng dụng đã được biết đến trong nhiều năm và đã được báo cáo là có hiệu quả trong nhiều trường hợp [1], [2], [3], [4], [5]. Người ta đã chứng minh rằng sự tạo mầm và kết tinh của canxi cacbonat trong nước cứng có thể bị ảnh hưởng bởi từ trường và do đó, không còn cần thiết phải sử dụng hóa chất để ngăn chặn sự tích tụ canxi cacbonat trên bề mặt tiếp xúc với nước cứng. . Điều này có thể có tác động đáng kể đến việc giảm ô nhiễm hóa chất đối với môi trường.
Các tác giả khác nhau đã nhấn mạnh các thông số khác nhau bao gồm nhiệt độ, pH, cường độ và hướng của trường áp dụng, và các thành phần tạp chất có trong nước máy, có thể ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước bằng từ trường [6], [7], [8 ], [9], [10]. Một số tác giả trong số này đã báo cáo rằng tiết kiệm lớn cả năng lượng và chi phí tẩy cặn và thời gian ngừng hoạt động của quá trình sau khi lắp đặt các thiết bị xử lý nước từ tính (MWTD) trong các hệ thống thực. Tuy nhiên, Baker [11] báo cáo rằng các MWTD được cài đặt cũng thường tỏ ra không hiệu quả trong các cài đặt thực, mặc dù lý do cho sự kém hiệu quả của chúng không được xem xét trong trường hợp này.
Trong một số nghiên cứu trước đây của chúng tôi, chúng tôi đã nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số khác nhau: cường độ và hướng của từ trường, và thời gian xử lý, lên sự tạo mầm và kết tinh của canxi cacbonat [12]. Để làm được điều này, chúng tôi đã phát triển MWTD với Sm – Co [13]. Các nghiên cứu gần đây hơn của chúng tôi tập trung vào ảnh hưởng của các nguyên tố tạp chất khác nhau đến dạng kết tinh của canxi cacbonat khi có từ trường ứng dụng [16]. Chúng tôi không phải là nhóm duy nhất làm việc về những hiệu ứng này; Herzog [3] và cộng sự đã báo cáo ảnh hưởng tích cực của Fe2 + đối với sự ức chế canxit và sự thúc đẩy dạng tinh thể aragonit, và Coetzee [14], [15] đã nghiên cứu ảnh hưởng của ion Zn2 + với số lượng ppb đối với ưu sự hình thành aragonit trong nước được xử lý từ tính. Kết quả của chúng tôi đồng ý với kết quả của Herzog và Coetzee, nhưng chúng tôi cũng chỉ ra rằng hiệu ứng quan sát được với các ion Fe2 + và Zn2 + cũng có thể thu được với Cu2 + [16]. Các ý kiến khác tồn tại, Busch [17] et al. đã báo cáo sự thay đổi độ chênh lệch pH giữa bề mặt và phần lớn của nước được xử lý từ tính, theo họ, họ đề xuất, có thể góp phần vào những thay đổi kết tinh. Các tác giả cho rằng các yếu tố quan trọng thúc đẩy lực từ động lực học (chịu trách nhiệm cho những thay đổi trong quá trình kết tinh) là độ dẫn của dung dịch, vận tốc dòng chảy tuyến tính của chất lỏng và mật độ thông lượng của trường. Các kết quả gần đây do Coey [18] báo cáo, ở mức xác suất 99,9%, cho thấy rằng việc hút nước qua từ trường làm tăng tỷ lệ aragonit / canxit trong mỏ.
Thực nghiệm
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng nước mẫu được chuẩn bị theo phương pháp của Parsons [19], người đã báo cáo rằng nồng độ tối ưu của ion Ca2 + cho phản ứng tốt nhất với xử lý từ là 300 ppm. Dung dịch mẫu canxi hiđro cacbonat (Ca (HCO3) 2) được điều chế bằng cách hòa tan bột canxi cacbonat nghiền mịn có độ tinh khiết phân tích trong nước đã khử ion và làm sủi bọt huyền phù với khí cacbon đioxit qua một lớp xốp. Khi CO2 được loại bỏ khỏi hệ thống, bằng cách sủi bọt khí
Kết quả và thảo luận
Kết quả phân tích bằng tia X cho thấy có sự khác biệt về lượng của ba dạng tinh thể của CaCO3 nếu nước mẫu được xử lý bằng từ trường.
Hình 1 cho thấy phổ nhiễu xạ tia X của các tinh thể thu được từ các mẫu được xử lý từ tính và không được xử lý; kết quả phân tích định lượng được nêu trong Bảng 1.
Kết quả phân tích nhiễu xạ cho thấy:
• aragonit nhiều hơn đáng kể trong mẫu được xử lý từ tính;
• tỷ lệ tương đối cao của
Kết luận
So sánh các mẫu SAED được tính toán và thực nghiệm, chúng ta có thể kết luận rằng các hạt canxi cacbonat được kết tinh trong từ trường, chủ yếu bao gồm hỗn hợp aragonit và vaterit. Sự phù hợp giữa các mẫu mô phỏng và thí nghiệm không hoàn chỉnh, cho thấy rằng một số pha khác, có thể là canxit, cũng có mặt. Một lý do khác cho sự không phù hợp có thể là sự kết tinh kém của các pha và nhiều khuyết tật. Các hạt kết tinh trong trường hợp không có
Sự nhìn nhận
Bộ Khoa học và Công nghệ Slovenia chân thành cảm ơn sự hỗ trợ tài chính. Termoelektrarna-Toplarna Ljubljana và JP Energetika Ljubljana được công nhận vì đã hỗ trợ tài chính và hợp tác trong suốt dự án. Các tác giả cảm ơn Giáo sư Meden.
Tác giả: SKobeaGDražićaP.JMcGuinessaJStražišarb
