Ингибирование процесса кристаллизации карбонатов кальция и магния полиакрилатом натрия

Известно, что при использовании воды в технологических целях, в частности, в системах оборотного водоснабжения предприятий в качестве охлаждающей жидкости в процессе постоянного нагревания и охлаждения происходит образование нерастворимых осадков, чаще всего карбонатов кальция, на стенках теплообменников, что приводит к большому количеству проблем, вплоть до остановок производства для очистки оборудования. Для предотвращения образования отложений необходимо применять ингибиторы осадкообразования. В работе в качестве ингибитора осадкообразования исследовали полиакрилат натрия. Изучен состав, морфология, ИК-спектры осадка карбоната кальция, полученного в отсутствие и в присутствии полиакрилата натрия. Установлено, что влияние полиакрилата натрия на механизм кристаллизации карбонатного осадка зависит от рН исходного раствора. Результаты ИК-спектроскопии, РФА и снимки, полученные электронной микроскопией, свидетельствуют об участии молекул полимера в формировании кристаллической структуры карбонатного осадка.

1. Ридер, Р. Дж. Карбонаты: минералогия и химия / Р. Дж. Ридер. – М.: Мир, 1987. – 494 с.

2. Штукенберг, А. Г. Формирование пространственных неоднородностей в распределении изоморфных компонентов при кристаллизации твердых растворов : дис. … докт. геол.-минерал. наук : 25.00.05 / А. Г. Штукенберг. – Санкт-Петербург, 2009. – 373 с.

3. Массовая кристаллизация в неорганических системах: учеб. пособие / Т. А. Ларичев [и др.]. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2006. – 176 с.

4. Elliot, M. N. Scale control by threshold treatment / M. N. Elliot // Desalination. –1970. – T. 8, № 2. – C. 221–236. https://doi.org/10.1016/s0011-9164(00)80231-3

5. Чаусов, Ф. Ф. Влияние кристаллической структуры солей на эффективность ингибирования их кристаллизации органофосфонатами / Ф. Ф. Чаусов // Известия высших учебных заведений. Серия: химия и химическая технология. – 2008. – T. 51, № 5. – C. 63–67.

6. Westin, K. J. Crystal growth of aragonite and calcite in presence of citric acid, DTPA, EDTA and pyromellitic acid / K. J. Westin, Å. C. Rasmuson // Journal of Colloid and Interface Science. – 2005. – Vol. 282, № 2. – C. 359–369. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2004.03.029

7. Taylor, J. J. Adsorption of sodium polyacrylate in high solids loading calcium carbonate slurries / J. J. Taylor, W. M. Sigmund // Journal of Colloid and Interface Science. – 2010. – Vol. 341, № 2. – C. 298–302. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.09.048

8. Reddy, M. M. Calcite Crystal Growth Rate Inhibition by Polycarboxylic Acids / M. M. Reddy, A. R. Hoch // Journal of Colloid and Interface Science. – 2001. – Vol. 235, № 2. – C. 365–370. https://doi.org/10.1006/jcis.2000.7378

9. Влияние полиакриловой кислоты и полиэтиленгликоля на кристаллизацию карбонатов кальция и магния / И. В. Шестак [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2010. – Т. 54, № 2. – С. 80–84.

10. Amjad, Z. Performance of anionic polymers as precipitation inhibitors for calcium phosphonates: the influence of cationic polyelectrolytes / Z. Amjad, R. W. Zuhl, J. A. Thomas-Wohlever // Advances in Crystal Growth Inhibition Technologies. – Springer, 2002. – P. 71–83. https://doi.org/10.1007/0-306-46924-3_6

11. Gomez-Morales, J. Nucleation of calcium carbonate at different initial pH conditions / J. Gomez-Morales, J. Torrent- Burgues, R. Rodriguez-Clemente // Journal of Crystal Growth. – 1996. – Vol. 169, № 2. – C. 331–338. https://doi.org/10.1016/s0022-0248(96)00381-8

12. Накамото, К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений / К. Накамото. – М.: Мир, 1991. – 536 с.

13. Vagenas, N. V. Quantitative analysis of synthetic calcium carbonate polymorphs using FT-IR spectroscopy / N. V. Vagenas, A. Gatsouli, C. G. Kontoyannis // Talanta. – 2003. – Vol. 59, No. 4. – Р. 831–836. https://doi.org/10.1016/s0039-9140(02)00638-0

14. Литтл, Л. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул / Л. Литтл. – М.: Мир, 1969. – 514 с.

15. Дехант, И. Инфракрасная спектроскопия полимеров / И. Дехант, Р. Данц, В. Киммер, Р. Шмольке. – М.: Химия. 1976, – 472 с.

16. McCluskey, P. H. Infrared spectral studies of various metal polyacrylates / P. H. McCluskey, R. L. Snyder, R. A. Condrate // J.Sol. St.Chem. – 1989. – Vol. 83, No. 2. – Р. 332 –339. https://doi.org/10.1016/0022-4596(89)90183-7