Publication detail

Mechanisms of controlled crystallization of struvite-K by NTA and EDTA sodium salts

Authors: Viani Alberto | Zarybnicka Lucie | Sevcik Radek | Macova Petra | Machotová Jana

Year: 2023

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Crystal Growth

Publisher name: Elsevier Science BV

Place: Amsterdam

Page from-to: 127414

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Mechanismus řízené krystalizace struvitu-K pomocí NTA a sodné soli EDTA	Mechanismy, kterými kyselina ethylendiamintetraoctová (EDTA) a kyselina nitrilotrioctová (NTA) řídí srážení struvitu-K z roztoku, byly zkoumány při pokojové teplotě, pH = 9, dvou stupních přesycení roztoku a různé energii míchání. Zájem sahá od získávání draslíku a fosforu z odpadních vod, prevence usazování vodního kamene v čistírnách odpadních vod až po inhibici tvorby ledvinových kamenů a modifikaci reakce hořečnato-fosfátového cementu. Obě molekuly ovlivnily spontánní precipitaci prodloužením doby indukce, snížením zdánlivé rychlosti krystalizace a množství reakčního produktu. Při přidání 20 mM EDTA při nízkém stupni přesycení byla precipitace téměř úplně inhibována, zatímco při vysokém přesycení klesla na 1,36 min-1 a 1,71 min-1 z 2,14 min-1 a 4,09 min-1, při vysoké a nízké energii míchání. Podobné chování bylo pozorováno u NTA. Bylo zjištěno, že aditiva ovlivňují reakci tím, že využívají svou komplexotvornou schopnost v roztoku, čímž snižují stupeň přesycení v roztocích iontů Mg2+ s ohledem na struvit-K, a molekulární adsorpcí na tvořících se pevných površích brání nukleaci a růstu krystalů. Adsorpční procesy byly potvrzeny negativnějším zeta potenciálem naměřeným na krystalech (od -14,5±1,0 mV do -17,0±1,6 mV a -20,8±3,0 mV pro EDTA a NTA, v daném pořadí). Kromě celkového snížení velikosti krystalů (až o 85 %), díky zvýšené afinitě k (101) a (¯101) čelí změně vzhledu krystalu, se sníženým prodloužením vysrážených krystalů (poměr stran klesá z 2,3 až 1,3 a 1,7 pro EDTA a NTA, v daném pořadí).	Adsorpce; Nukleace; Fosfáty; Minerály
eng	Mechanisms of controlled crystallization of struvite-K by NTA and EDTA sodium salts	The mechanisms by which ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and nitrilotriacetic acid (NTA) sodium salts control the precipitation of struvite-K from solution have been investigated at room temperature, pH = 9, two degrees of supersaturation and two stirring speeds. The interest spans from the potassium and phosphorus recovery from wastewaters, the prevention of scale deposits in wastewater treatment plants, to the modification of magnesium phosphate cement reaction. Both molecules influenced the spontaneous precipitation by extending the induction time, reducing the apparent rate of crystallization and the amount of reaction product. When adding 20 mM of EDTA, at the highest supersaturation degree, the rates dropped from 2.14 min-1 and 4.09 min-1 to 1.36 min-1 and 1.71 min-1, under fast and slow stirring speed conditions, respectively. Conversely, at lower supersaturation the precipitation was almost completely inhibited. Similar inhibiting effect was observed for NTA. The additives were found to influence the reaction path by exploiting their complexing ability in solution, thus depressing the supersaturation degree in Mg2+ ions with respect to struvite-K, and by molecular adsorption at the forming solid surfaces, hindering nucleation and crystal growth. The surface adsorption process has been confirmed by the more negative zeta potential measured on the crystals (from-14.5 +/- 1.0 mV to-17.0 +/- 1.6 mV and-20.8 +/- 3.0 mV for EDTA and NTA, respectively). Both additives induced an overall reduction in crystal size (up to 85 %) and a reduced elongation of the precipitated crystals (aspect ratio decreasing from 2.3 to 1.3 and 1.7 for EDTA and NTA, respectively) in consequence of the preferential adsorption at the (101) and (1 01) faces.	Adsorption; Nucleation; Phosphates; Minerals

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links