Face au problème de la limitation de la pureté de récupération des éléments précieux due à la coexistence d’ions de dureté dans les eaux de production pétrolière et gazière, une technologie de décalcification basée sur la granulométrie par cristallisation de nucléation (Nucleation Crystallization Pelleting, NCP) est proposée, visant à réaliser une séparation efficace des ions de dureté et une récupération à haute pureté des éléments précieux. En utilisant du carbonate de sodium/hydroxyde de sodium comme agent composite de nucléation, l’effet de l’élimination des ions calcium et magnésium ainsi que le taux de perte des éléments précieux ont été systématiquement étudiés en optimisant le pH, la proportion d’addition et les conditions hydrauliques. Les résultats montrent qu’avec les paramètres de procédé optimaux, les taux d’élimination des ions calcium et magnésium sont respectivement de 94,5 % et 85,3 %, tandis que la perte d’éléments précieux est inférieure à 20 %. Grâce à des méthodes de caractérisation multidimensionnelles telles que la DRX, le Raman et le SEM-EDS, le mécanisme d’élimination des ions calcium et magnésium a été révélé, à savoir une nucléation hétérogène sous forme de carbonate de calcium et d’hydroxyde de magnésium à la surface des germes cristallins, qui croissent pour former des granulés denses ; de plus, la surface rugueuse des granulés formés compense efficacement la perte de sites actifs due à l’agrandissement des particules, maintenant ainsi la capacité de traitement continue du système. L’analyse mécanistique indique que, en conditions alcalines, la surface des germes cristallins charge négativement, ce qui favorise l’enrichissement préférentiel des ions calcium et magnésium libres à leur surface par effet électrostatique. Après l’ajout de l’agent de nucléation, un micro-environnement local de sursaturation est créé dans la zone confinée des germes, stimulant ainsi le processus de cristallisation hétérogène.

eaux de production pétrolière et gazière; granulation par cristallisation de nucléation; carbonate de calcium; hydroxyde de magnésium; effet électrostatique; récupération à haute pureté