Ante el problema de la limitación en la pureza de recuperación de elementos valiosos debido a la coexistencia de iones de dureza en el agua producida de petróleo y gas, se propone una tecnología de eliminación de dureza basada en la peletización por cristalización de nucleación (Nucleation Crystallization Pelleting, NCP), con el objetivo de lograr una separación eficiente de los iones de dureza y una recuperación de elementos valiosos de alta pureza. Utilizando carbonato de sodio/hidróxido de sodio como agente compuesto de inducción, se estudiaron sistemáticamente el efecto de la eliminación de iones de calcio y magnesio y la tasa de pérdida de elementos valiosos mediante la optimización del pH, la proporción de adición y las condiciones hidráulicas. Los resultados mostraron que, bajo los parámetros óptimos del proceso, las tasas de eliminación de iones de calcio y magnesio fueron del 94,5 % y 85,3 % respectivamente, mientras que la pérdida de elementos valiosos fue inferior al 20 %. Mediante métodos de caracterización multidimensional como XRD, Raman y SEM-EDS, se reveló el mecanismo de eliminación de iones de calcio y magnesio, que es la nucleación heterogénea en forma de carbonato de calcio e hidróxido de magnesio en la superficie de las semillas cristalinas, creciendo en formas de gránulos densos; además, la superficie rugosa de los gránulos formados compensa eficazmente la pérdida de sitios activos causada por el aumento del tamaño de las partículas, manteniendo así la capacidad continua del sistema para el tratamiento. El análisis mecanicista mostró que, debido a que en condiciones alcalinas la superficie de las semillas cristalinas está cargada negativamente, los iones libres de calcio y magnesio se acumulan preferentemente en la superficie de las semillas bajo la acción electrostática. Tras la adición del agente de inducción, se construye un microambiente local sobresaturado dentro del confinamiento de las semillas, impulsando el proceso de cristalización heterogénea.

agua producida de petróleo y gas; peletización por cristalización de nucleación; carbonato de calcio; hidróxido de magnesio; efecto electrostático; recuperación de alta pureza