В связи с проблемой ограничения чистоты возврата ценных элементов из-за сопутствующих ионов жесткости в добычной воде нефтегазового производства, предложена технология удаления жесткости на основе нуклеационного кристаллизационного пеллетирования (Nucleation Crystallization Pelleting, NCP), направленная на эффективное разделение ионов жесткости и высокочистый возврат ценных элементов. Используя карбонат натрия/гидроксид натрия в качестве комплексного индуцирующего агента, был систематически изучен эффект удаления ионов кальция и магния, а также уровень потерь ценных элементов при оптимизации pH, дозировки и гидравлических условий. Результаты показали, что при оптимальных параметрах процесса удаление ионов кальция и магния достигло 94,5% и 85,3% соответственно, а потери ценных элементов были ниже 20%. С помощью многомерных методов анализа, таких как XRD, рамановская спектроскопия и SEM-EDS, была выявлена механизм удаления ионов кальция и магния: гетерогенный нуклеус с образованием на поверхности кристаллов карбоната кальция и гидроксида магния, формирующих плотные гранулы; кроме того, сформированные гранулы имеют шероховатую поверхность, что эффективно компенсирует потерю активных центров, вызванную увеличением размера частиц, поддерживая устойчивую способность системы к обработке. Механистический анализ показал, что при щелочных условиях поверхность заряженных кристаллов становится отрицательно заряженной, что способствует приоритетному накоплению свободных ионов кальция и магния на поверхности кристаллов под действием электростатических сил. После добавления индуцирующего агента в пределах кристаллов создается локальная пересыщенная среда, стимулирующая процесс гетерогенного кристаллизационного роста.

добычная вода нефтегаза; нуклеационное кристаллизационное пеллетирование; карбонат кальция; гидроксид магния; электростатическое воздействие; высокочистый возврат