Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

Studies on the Preparation of Precipitated Calcium Carbonate(I) : Formation and Transformation of Amorphous Calcium Carbonate

침강성탄산칼슘의 제조에 관한 연구(I) : 비정질탄산칼슘의 생성과 전이

  • Ha, Ho (Department of Chemical Engineering, College of Engineering, Inha University) ;
  • Park, Seung-Soo (Department of Chemical Engineering, College of Engineering, Inha University) ;
  • Lee, Hee-Cheol (Department of Chemical Engineering, College of Engineering, Inha University)
  • 하호 (인하대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 박승수 (인하대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 이희철 (인하대학교 공과대학 화학공학과)
  • Received : 1992.06.18
  • Accepted : 1992.07.22
  • Published : 1992.09.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Carbonation process of an aqueous solution of $Ca(OH)_2$ with $CO_2$ gas at $10^{\circ}C$ has been studied to investigate the formation and transformation processes of amorphous calcium carbonate. It was suggested that the amorphous calcium carbonate consisting of spherical particles with the diameter in the range of $0.02{\sim}0.05{\mu}m$ be a non-stoichiometric $CaCO_3$ phase containing small amounts of $H_2O$ and small incorporations of $HCO^-_3$. Amorphous $CaCO_3$ is unstable in the aqueous solution and converts to calcite, and its morphology depends on the carbonate species present in the slurry such that with [$CO_3^{2-}$] prevailing, chain-like calcite composed of ultrafine colloidal particles and with [$HCO^-_3$] prevailing, rhombohedral particles of calcite are formed respectively. Therefore, morphological control of calcium carbonate crystals could be expected by the adequate controls of transformation process of the amorphous calcium carbonate.

반응온도 $10^{\circ}C$하에서 수산화칼슘 수용액에 $CO_2$ 가스를 흡수시켜 탄산화반응을 행하였으며 비정질탄산칼슘의 생성과 전이과정을 조사하였다. 생성된 비정질탄산칼슘은 입경 약 $0.02{\sim}0.05{\mu}m$ 정도인 구형의 초미립자로서 소량의 부착수를 포함고, $HCO^-_3$ 이온이 일부 치환된 비화학양론적인 물질이었다. 이 물질은 매우 불안정하여 반응액 내에서 쉽게 안정한 calcite로 전이하게 되는데 반응액 내의 탄산기가 $CO_3^{2-}$ 이온 지배적인 경우에는 연쇄상 calcite로 전이하였고, $HCO^-_3$ 이온 지배적인 경우에는 능면체 calcite로 전이하였다. 그러므로 비정질탄산칼슘의 전이과정을 적절히 제어함으로써 탄산칼슘 입자의 형태와 크기를 조절하는 것이 가능할 것으로 생각된다.

Keywords