Giriş
Dolomit, kimyasal olarak CaMg(CO3)2 olarak bilinen kalsiyum magnezyum karbonattan oluşan bir mineraldir. Çeşitli endüstrilerde önemli teknik öneme sahip temel bir doğal kaynaktır. Önde gelen uygulamalardan biri, dolomitin bir yapı malzemesi ve betonda bir agrega olarak kullanıldığı inşaat endüstrisidir. Sertliği ve dayanıklılığı onu yol tabanı, beton bloklar ve asfalt için ideal bir bileşen haline getirmektedir. Dolomitin hava koşullarına ve erozyona karşı direnci, altyapı projelerindeki değerini daha da artırmaktadır.
Dolomitteki kalsiyum ve magnezyum oranını anlamak, uygulamalarını optimize etmek için çok önemlidir. Bu elementlerin değişen oranları mineralin çözünürlüğü, reaksiyon hızları ve kristal yapısı gibi fiziksel ve kimyasal özelliklerini önemli ölçüde etkileyebilir. Üreticiler bu oranı bilerek ve kontrol ederek dolomiti belirli uygulamalar için uyarlayabilir, istenen özellikleri ve performansı sağlayabilir.
Sonuçlar ve Tartışma
Dolomitin Ca/Mg oranını araştırmak için, ölçümler NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® ile farklı gaz atmosferleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ölçüm koşullarının ayrıntılı bir derlemesi Tablo 1'de bulunabilir.
Tablo 1: Ölçüm parametreleri
| Enstrüman | STA 449 F3 Jupiter® |
| Fırın | Silisyum karbür fırın |
| Sensör | TG-DSC Tipleri |
| Pota | 85 μl Al2O3, delikli kapaklı |
| Sıcaklık programı | 40°C - 1200°C mit at K/min |
| Atmosfer | 70 ml/dk sentetik hava veya karbondioksit |
| Örnek kütle | yaklaşık 40 mg |
Dolomitin Hava Altındaki Termal Davranışı
Dolomit oksijen varlığında ısıtıldığında termal ayrışmaya uğrar. Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen bir reaksiyonudur. Ayrışma reaksiyonu aşağıdaki gibi gösterilebilir:
CaMg(CO3)2 → CaO + MgO + 2CO2 (1)
Bu Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen bir reaksiyonudur. ayrışma işlemi sırasında (bkz. Şekil 1), katı dolomit kalsiyum oksit (CaO), magnezyum oksit (MgO) ve karbondioksit gazına (CO2) dönüşür. Bu reaksiyon 700°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda meydana gelir ve DTG ve DSC sinyalinde birden fazla pik sergileyen geniş bir kütle kaybı adımıyla sonuçlanır. Kütle kaybının üst üste binen karakteristiği, TGA eğrisinde farklı adımlar atama yeteneğini önemli ölçüde engeller ve böylece dolomitin Ca/Mg oranına ilişkin herhangi bir ek bilgi belirlemeyi imkansız hale getirir.
Karbondioksit Atmosferi Altında Dolomitin Termal Davranışı
Karbondioksit içeren bir atmosferin varlığında dolomit, Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen bir reaksiyonudur. ayrışma reaksiyonunun tersinir doğası ve ilgili karbonatların değişen kararlılığı nedeniyle farklı davranışlar sergiler. Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen bir reaksiyonudur. Ayrışma reaksiyonu (1) aşağıdaki gibi iki ayrı denge reaksiyonu olarak da gösterilebilir:
MgCO3 → MgO +CO2 (2)
CaCO3 → CaO +CO2 (3)
Reaksiyonun reaktanları ve ürünleri arasındaki denge, sıcaklık veCO2 konsantrasyonları dahil olmak üzere çeşitli faktörlerden etkilenir. Karbondioksit sürekli olarak mevcut olduğunda, denge üzerinde bir etkiye sahiptir, karbonatların stabilizasyonuna doğru bir kaymaya neden olur ve daha yüksek bir Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen bir reaksiyonudur. ayrışma sıcaklığı ile sonuçlanır. Bu etki, larger. Gibbs Oluşum Enerjisi nedeniyle magnezyum karbonata kıyasla kalsiyum karbonat için daha belirgindir. Sonuç olarak, saf karbondioksit atmosferi altında ölçüldüğünde kalsiyum karbonat ve magnezyum karbonatın ayrışması net bir şekilde ayırt edilebilir (bkz. Şekil 2). Bu ayrım, dolomitin Ca/Mg oranını doğru bir şekilde belirlemek için bir fırsat sunar, çünkü ilk adım MgCO3 'ün ayrışmasına (reaksiyon 2) atfedilebilirken, sonraki adım CaCO3 'ün ayrışmasına (reaksiyon 3) karşılık gelir.
Sonuç
Selecti̇deal atmosferin belirlenmesi, termoanalitik ölçümler yoluyla elde edilebilecek bilgilerin niteliğini ve niceliğini önemli ölçüde etkiler. Bu olgunun bir örneği, bir dolomit numunesinin sunulan termal analizinde verilmiştir. Bu durumda, geleneksel hava atmosferinden biraz daha alışılmadık bir seçim olan karbondioksite geçiş, analiz edilen dolomitin ölçülen termal özellikleri üzerinde kayda değer bir etkiyle sonuçlanmıştır. Sonuç olarak, Ca-Mg oranı gibi tamamen yeni bilgiler erişilebilir hale gelmiştir.
