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Keywords:

  • precipitation;
  • crystallization;
  • coprecipitation;
  • calcium carbonate;
  • calcium sulfate

Abstract

Coprecipitation characteristics of CaCO3 and CaSO4 were studied under various operating conditions. The investigations were carried out in temperature-controlled batch tests. Coprecipitation results were compared with our experimental results of a single salt crystallization. It was found that the induction period and kinetics of coprecipitation of these two salts follow that of pure CaCO3. However, thermodynamic concentrations of Ca in coprecipitation followed that of pure CaSO4 at all times. The relationship between the thermodynamic concentrations of Ca for pure CaCO3 and CaSO4 solutions depended on the pH of the CaCO3 solution. CaSO4 precipitated in form of gypsum and had a needle shape structure; CaCO3 had a spiral growth and precipitated in form of calcite. The precipitate structure was affected by the co-existence of salts; the co-precipitation resulted in CaCO3 crystals interwoven by CaSO4 crystals. This tends to result in a co-precipitate that is stronger than pure CaSO4 and weaker than pure CaCO3 precipitate.

On a étudié les caractéristiques de coprécipitation du CaCO3 et du CaSO4 dans diverses conditions de fonctionnement. Les études ont été réalisées au moyen d'essais discontinus à température contrǒlée. Les résultats de coprécipitation ont été comparés à nos résultats expérimentaux portant sur la cristallisation d'un sel unique. II s'avère que la période d'induction et la cinétique de coprécipitation de deux sels suivent celle du CaCO3 pur. Cependant, les concentrations thermodynamiques du Ca en coprécipitation suivent celles du CaSO4 pur en tout temps. La relation entre les concentrations thermodynamiques du Ca pour des solutions de CaCO3 et CaSO4 purs dépend du pH de la solution de CaCO3. Le CaSO4 se précipite sous forme de gypse et a une structure en forme d'aiguille; le CaCO3 a une croissance en spirale et se précipite sous forme de calcite. La structure du précipitat est influencée par la coexistence des sels; la coprécipitation donne des cristaux de CaCO3 entrelacés de cristaux de CaSO4. Cela tend à produire un coprécipitat plus fort qu'un précipitat de CaSO3 pur et plus faible qu'un précipitat de CaCO3 pur.