Em relação ao problema da limitação da pureza na recuperação de elementos valiosos devido à coexistência de íons de dureza na água produzida do petróleo e gás, foi proposta uma tecnologia de remoção de dureza baseada na peletização por cristalização de nucleação (Nucleation Crystallization Pelleting, NCP), com o objetivo de realizar a separação eficiente dos íons de dureza e a recuperação de elementos valiosos com alta pureza. Utilizando carbonato de sódio/hidróxido de sódio como agente composto de indução, foram sistematicamente investigados os efeitos da remoção dos íons de cálcio e magnésio e a taxa de perda dos elementos valiosos por meio da otimização do pH, proporção de adição e condições hidráulicas. Os resultados mostraram que, sob parâmetros ótimos do processo, as taxas de remoção dos íons de cálcio e magnésio foram de 94,5% e 85,3%, respectivamente, enquanto a taxa de perda dos elementos valiosos ficou abaixo de 20%. Através de métodos multidimensionais de caracterização como XRD, Raman e SEM-EDS, foi revelado o mecanismo de remoção dos íons de cálcio e magnésio, ou seja, uma nucleação heterogênea sob a forma de carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio na superfície das sementes cristalinas, que crescem formando pellets densos; além disso, a superfície dos pellets formados apresenta uma estrutura rugosa, compensando eficazmente a perda de sítios ativos causada pelo aumento do tamanho das partículas, mantendo assim a capacidade contínua do sistema para o tratamento. A análise mecanicista indicou que, devido à carga negativa da superfície das sementes cristalinas em condições alcalinas, os íons livres de cálcio e magnésio se enriquecem preferencialmente na superfície das sementes sob interação eletrostática. Após a adição do agente de indução, um microambiente local supersaturado é construído dentro da restrição das sementes, impulsionando o processo de cristalização heterogênea.

água produzida do petróleo e gás; peletização por cristalização de nucleação; carbonato de cálcio; hidróxido de magnésio; efeito eletrostático; recuperação de alta pureza