Karbonatiokäsittely

Karbonatiokäsittely on kemiallinen käsittelyprosessi, jossa hiilidioksidia tai karbonaatteja käytetään muokkaamaan liuenneiden aineiden kemiallista tilaa sekä saostuttamaan epäpuhtauksia karbonaattimuotoon. Tavallisia tavoitteita ovat pH:n ja alkaliniteetin säätö sekä liuenneiden metallien ja muiden epäpuhtauksien poisto.

Periaate perustuu hiilidioksidin ja karbonaattien muodostamaan tasapainoon vesiliuoksessa. Hiilidioksidi liukenee veteen muodostaen hiilihappoa, jolloin pH ja karbonaattitasot muuttuvat. Lisätyt karbonaatit saostavat liuenneita ioneja muodostaen epäorgaanisia karbonaatteja, esimerkiksi CaCO3, FeCO3 ja MnCO3. Prosessi voidaan toteuttaa käyttämällä CO2:ta, natriumkarbonaattia (Na2CO3) tai kalsiumkarbonaattia lähtöaineina sekä säätämällä lämpötilaa ja ionikylläisyyttä.

Sovelluskohteita ovat alakohtaiset alueet kuten vedenkäsittely, jäteveden puhdistus sekä maaperän puhdistus ja immobilisointi. Rakentamisessa karbonointiprosessit liittyvät esimerkiksi betonin karbonointikäsittelyyn, jossa CO2 vaikuttaa sementin ja kiviainesosien kiinteytymiseen parantaen kestävyyttä ja pienentäen huokosalaa.

Prosessi etenee tyypillisesti syötin (CO2 tai karbonaattilähteen) annossa, sekoituksessa ja reaktioaikassa, minkä jälkeen saostuneet hiukkaset erotetaan (esim. sakka- tai suodatusvaiheissa) ja vastaanottoa pidetään hallittuna pH- ja alkaliniteetitasojen mukaan.

Edut ovat alhaisempi kemikaalien tarve ja mahdollinen CO2:n varastointi; rajoitteina voivat olla hidas reaktioaika, epätasainen saostuma sekä tilavirrat, jotka vaativat huolellista suunnittelua ja mittausta. Turvallisuus ja ympäristövaikutukset liittyvät erityisesti CO2-hallintaan ja jätelajitteluun.