Effect of Temperature on the Formation of Vaterite in Ca(OH)2-CH3OH-H2O-CO2 System

Precipitated calcium carbonate is one of the most versatile mineral fillers and is consumed in an wide range of products including paper, paint, plastics, rubber, textiles, sealants, adhesives and printing ink and can be produced by several methods. Calcium carbonate has three isomorphism; vaterite, aragonite and calcite, with numerous variations of morphology in the natural mineral or organism. Formation process of vaterite in the reaction of system $Ca(OH)_2-CH_3OH-H_2O-CO_2$ were investigated by measuring the electrical conductivity, $Ca^{2+}$ ion concentration, pH in the slurries and by means of X-ray diffraction and electron microscopic observation. It was clearly established that the reaction temperature is important variable in the carbonation process; in general over 50${\circ}C$, the vaterite was precipitated with the calcite and aragonite. SEM and XRD observations revealed that the vaterite formation could be prepared the temperature range of 40 to 50${\circ}C$ and mean size of particles in this range is controlled from 0.5 to 0.8 ${\mu}m$.

Ca(OH)2-CH3OH-H2O-CO2계에서 바테라트의 생성에 미치는 반응온도의 영향

침강성 탄산칼슘은 충진용으로 매우 유용하며 제지, 페인트, 플라스틱, 고무, 잉크 등 광범위한 공업분야에 사용되고 있다. 탄산칼슘은 켈사이트, 아라고나이트, 바테라이트의 세 가지 동질이상이 존재하며 그중 바테라이트는 천연적으로 산출되지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 $Ca(OH)_2-CH_3OH-H_2O-CO_2$계에서 바테라이트 분체를 합성하고자 하였으며, 이때 반응도중 슬러리의 전기전도도, pH, $Ca^{2+}$ 이온농도 등을 측정을 행하였다. 반응이 종료된 후 최종생성물은 XRD 및 SEM을 이용하여 분석하였다. 실험결과 반응온도 50${\circ}C$ 이상에서는 바테라이트와 함께 켈사이트, 아라고나이트가 혼재하게 됨을 알 수 있었으며 순수한 바테라이트를 합성하기 위해서는 반응온도를 40-50${\circ}C$의 범위로 유지해야 함을 알 수 있었다. 또한 반응온도가 40${\circ}C$에서 50${\circ}C$로 증가함에 따라 생성되는 입자의 평균입도를 0.5 ${\mu}m$에서 0.8 ${\mu}m$까지 성장시킬 수 있음을 확인하였다.