二酸化炭素固定化方法
【課題】高炉スラグを用いて、二酸化炭素を固定化する方法が、従来から様々に提示されているが、高炉スラグの結晶相のひとつである硬石膏（ＣａＳＯ４）が炭酸化過程を経た後にも依然として存在し、ＣａＯの炭酸化効率が６０％内外に低くなる弊害があった。硬石膏のＣａＯを完全に分解し、炭酸化反応後に硬石膏の再沈殿を抑制し、炭酸化効率を画期的に増加させる方法を提供する。
【解決手段】二酸化炭素固定化方法において、高炉スラグを粉砕した後、水１００重量部に対して高炉スラグが５〜１５重量部になるように水、高炉スラグ、およびＮａＯＨを混合し、前記混合した混合物に二酸化炭素を供給して水熱反応を行う。
【解決手段】二酸化炭素固定化方法において、高炉スラグを粉砕した後、水１００重量部に対して高炉スラグが５〜１５重量部になるように水、高炉スラグ、およびＮａＯＨを混合し、前記混合した混合物に二酸化炭素を供給して水熱反応を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業副産物である高炉スラグを利用して二酸化炭素を固定化させ、生成された炭酸カルシウムの品位を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の対策方案として提示された国際的協約である“京都議定書”に基づき、これを承認した国家は、二酸化炭素を含む６種の温室ガスの排出量を１９９０年対比５．２％減縮しなければならないという時点が到来した。そこで、先進国を中心に温室ガス、特にＣＯ2ガスを鉱物構造の構成成分として固定化させる様々な種類の鉱物炭酸化方法が工夫されている。この方法は１９９０年にSeifritzによって最初に提案され、初めは玄武岩、橄欖石、蛇紋石、および珪灰石などのような天然岩石およびケイ酸塩鉱物が対象であったが、その後、産業活動から由来した様々な種類の産業副産物または廃棄物にまでその研究幅を広めている。鉱物炭酸化法は、大きく、直接法（direct method：単一プロセスによる鉱物の炭酸化）と間接法（indirect method：ＣａまたはＭｇを鉱物から先に抽出した後に炭酸化）とに分けることができる。現在、様々な母材に対する直接法および間接法を用いた研究がオランダで活発に遂行されており、日本の場合には主に産業副産物である廃セメント／コンクリートなどに対する炭酸化反応研究が進行中にある。米国の場合、１９９８年に米国エネルギー省が主管して「the DOE Mineral Carbonation Study Group」が結成され、Alabany Research Center、Arizona State University、Los Alamos National Laboratory、National Energy Technology LatoratoryおよびSicence Applications International Corp.などの機関が共同研究を遂行し始めた。２００５年には二酸化炭素の捕集および貯蔵と関わるＩＰＣＣ特別報告書中の１分科として鉱物炭酸化が含まれた。特許文献１においては、マグネシウムシリケートヒドロキシド鉱物使用による金属酸化物を炭酸化させて固体物質に切り換える方法について開示されている。
【０００３】
本発明で用いられた高炉スラグは製鋼産業で発生する物質であって、年間で約８３０万トンが発生しており、鉱物炭酸化の主要元素であるＣａＯを約４４％含有している。仮に高炉スラグを母材とした鉱物炭酸化反応が成功的に遂行されるときには、年間で約２９０万トンのＣＯ2低減効果があると考えられ、結果物である炭酸塩鉱物が約６６０万トン生産されることにより、ＣＯ2低減効果は勿論のこと、副産物である炭酸塩鉱物資源を確保できるという附加的な効果が期待される。
【０００４】
このような鉄鋼産業の副産物である高炉スラグを利用して二酸化炭素を固定化させる方法は特許文献２に開示されているが、高炉スラグの結晶相の一つである硬石膏（ＣａＳＯ4）が炭酸化過程を経た後にも依然として存在していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国公開特許第２０１１−００６１５５８号公報
【特許文献２】大韓民国登録特許第１０−０８９１５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
既存の様々な方法による高炉スラグからの二酸化炭素固定化方法が提示されているが、高炉スラグの結晶相の一つである硬石膏（ＣａＳＯ4）が炭酸化過程を経た後にも依然として存在していた。このような硬石膏の存在は、炭酸化反応の主要酸化物であるＣａＯを含むため、ＣａＯの炭酸化効率が６０％内外に低くなる原因となった。そこで、本発明は、硬石膏のＣａＯを完全に分解し、炭酸化反応後にも硬石膏の再沈殿を抑制する技術を発明することによって、炭酸化効率を画期的に増加させることをその目的とする。
【０００７】
また、本発明は、世界的に注目を浴びている気候変化の主要原因であるＣＯ2ガスを安定した状態の炭酸塩鉱物に変化させることにより、ＣＯ2低減効果と共に地質学的に親環境的な物質である炭酸塩鉱物を製造する方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、効果的な二酸化炭素固定化法において、
ａ）高炉スラグを粉砕するステップ、
ｂ）水１００重量部に対して高炉スラグが５〜１５重量部になるように水および高炉スラグを混合するステップ、
ｃ）前記ｂ）ステップの混合物にＮａＯＨを添加するステップ、および
ｄ）前記ｃ）ステップの分解された混合物に二酸化炭素を供給して水熱反応させるステップ
を含むことを特徴とする二酸化炭素固定化方法を提供する。
【０００９】
本発明による二酸化炭素固定化方法において、前記ａ）ステップでは高炉スラグを１５０〜５００メッシュになるように粉砕することを特徴とする。
本発明による二酸化炭素固定化方法において、前記ｃ）ステップでは、ＮａＯＨは、前記ｄ）ステップにおいて残留塩類である硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比で投入され、水熱反応後にも高炉スラグに含まれた硬石膏（ＣａＳＯ4）の再沈殿が抑制されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、
ｅ）前記ｄ）ステップ後、残留塩類を除去してＣａＣＯ3の品位を向上するステップをさらに含むことを特徴とする二酸化炭素固定化方法を提供する。
このとき、残留塩類の除去は水洗いによって遂行される。
【００１１】
本発明による二酸化炭素固定化方法において、前記ｄ）ステップの二酸化炭素は、前記ｃ）ステップの混合物が投入された反応器内部の二酸化炭素分圧が１０〜３０ｂａｒになるように供給されることを特徴とする。
また、前記水熱反応は１５０〜３００℃で行われることが望ましく、前記水熱反応時に１２００〜１７００ｒｐｍの回転速度で攪拌しながら行うことを特徴とする。
【００１２】
また、前記水熱反応後、前記ｅ）ステップの残留塩類の除去は水洗いによって遂行されるとき、濾過乾燥させるステップを含むことができ、このときの乾燥温度は８０〜１００℃であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による二酸化炭素固定化方法は、二酸化炭素ガスを安全に固定化させ、高炉スラグに含まれたＣａＯの炭酸化効率を画期的に増大させる効果がある。また、高炉スラグを処理することにより、親環境的な効果があるだけでなく、高炉スラグを使って最終産物として炭酸塩鉱物を生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による二酸化炭素を固定化する方法を図式化したものである。
【図２】比較例１および実施例１〜２のＸＲＤ分析を行った結果である。
【図３】比較例２および実施例３〜４のＸＲＤ分析を行った結果である。
【図４】比較例３および実施例５〜７のＸＲＤ分析を行った結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。下記図１は、本発明による二酸化炭素を固定化する方法を図式化したものである。
本発明は、
ａ）高炉スラグを粉砕するステップ１１０、
ｂ）水１００重量部に対して高炉スラグが５〜１５重量部になるように水および高炉スラグを混合するステップ１２０、
ｃ）前記ｂ）ステップの混合物にＮａＯＨを添加するステップ１３０、および
ｄ）前記ｃ）ステップの分解された混合物に二酸化炭素を供給して水熱反応させるステップ１４０
を含む二酸化炭素固定化方法を提供する。
【００１６】
前記ａ）ステップにおいて、高炉スラグは１５０〜５００メッシュになるように粉砕することが望ましい。前記粉砕範囲において、即ち１５０メッシュ以上において粉砕された高炉スラグの取り扱いが容易であり、且つ、５００メッシュ以下において高炉スラグの表面積が増加して、二酸化炭素との接触面が増加し、水熱反応効果が増加する。
【００１７】
前記ｂ）ステップにおいて、水１００重量部に対する高炉スラグの量は大きくは制限されないが、５〜１５重量部であることが好適である。５重量部未満の場合には、炭酸化率には問題がないが、費用面での効率性の問題点があり、１５重量部超過の場合には、高炉スラグの濃度が濃くなるため、高炉スラグの分散性および比表面積がかえって減少して炭酸化率が低くなるという問題点がある。
【００１８】
硬石膏（ＣａＳＯ4）は水溶液上でＣａ2+およびＳＯ42-のイオン形態で存在する。
前記ｃ）ステップは混合物にＮａＯＨを添加するステップ１３０であり、ＮａＯＨは、前記ｄ）ステップの水熱反応を通じた炭酸化反応時、硬石膏（ＣａＳＯ4）のＣａ2+およびＳＯ42-が水熱反応後にも再結合して再沈殿しないように抑制させる重要な機能を果たす。
【００１９】
このとき、ＮａＯＨは、水熱反応後の硬石膏の再沈殿を無くすために、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）、特に硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように、１モルＳＯ3：２モル以上ＮａＯＨの重量比で投入されることを特徴とする。
【００２０】
より望ましくは、ＮａＯＨは１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比で投入されることを特徴とする。
これは、水熱反応ステップ後に硬石膏が再沈殿することなく、Ｃａ2+が鉱物炭酸化に参加してＣａＣＯ3の構成成分となることにより、ＣａＯの炭酸化効率を増大させられるように誘導したものである。
【００２１】
より具体的には、本発明は、高炉スラグに含まれたＳＯ3の含量を考慮し、これに対応するＮａＯＨは水熱反応ステップで残留塩類である硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）、特に硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比で投入され、炭酸化反応時、高炉スラグに含まれている硬石膏をＣａ2+とＳＯ42-に完全に解離して再沈殿を抑制した。これは、高炉スラグの結晶相の一つである硬石膏をＣａ2+とＳＯ42-に完全に解離させ、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）を生成させることにより、炭酸化反応後にも硬石膏の再沈殿を抑制する技術であり、炭酸化効率を画期的に増大させることができる。また、分解反応の中間相である硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）およびバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）は、水に溶解する性質を有しているため、数回の洗浄で完全に除去されることによって、鉱物炭酸化反応の効率を増大させることに貢献する。
【００２２】
本発明の実施例によれば、特に高炉スラグ２０ｇ当たり０．２ｇ以上のＮａＯＨを添加するときに、ＣａＯの炭酸化率が非常に効果的であることを確認した。
本発明の実施例によれば、ＮａＯＨの添加によって硬石膏から解離したＳＯ42-イオンは、ＮａＯＨとの反応によって硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）を生成し、解離したＣａ2+イオンは、ＣＯ2との反応によってＣａＣＯ3を生成する。また、前記硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）およびバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）は、いずれも水に溶解する性質を有しているため、数回の洗浄で完全に除去されることによって、鉱物炭酸化反応の効率を増大させることに貢献する。
【００２３】
前記ｄ）ステップの水熱反応時の二酸化炭素の供給は、ｃ）ステップの混合物が投入された密閉反応器内部の二酸化炭素分圧が１０〜３０ｂａｒになるように供給することが望ましい。１０ｂａｒ未満の場合には高炉スラグに含まれたＣａＯが炭酸化に参加できずに未反応状態で残る余地があり、３０ｂａｒ超過の場合には非経済的である。
【００２４】
ｄ）ステップの水熱反応は１５０〜３００℃で行われることが望ましい。１５０℃未満の場合には炭酸化反応の効率が減少する問題点があり、３００℃超過の場合には非経済的だけでなく他の相ができる余地がある。
また、前記ｄ）ステップの水熱反応時の反応器は１２００〜１７００ｒｐｍの回転速度で攪拌しながらなされることが望ましい。このような高速の攪拌は炭酸化反応度を高める長所がある。
【００２５】
また、本発明は、
ｅ）前記ｄ）ステップ後、残留塩類を除去してＣａＣＯ3の品位を向上するステップ１５０をさらに含む二酸化炭素固定化方法を提供する。
前記ｅ）ステップの残留塩類の除去は水洗いによってなされる。
このとき、濾過、洗浄、および乾燥ステップを含むことができ、乾燥ステップ時の乾燥温度は８０〜１００℃であることが望ましい。
このような残留塩類の除去によってＣａＣＯ3の品位を向上させることができる。
【００２６】
以下、本発明のより具体的な説明のために実施例および比較例を挙げて説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
表１は、高炉スラグに含まれた全体ＣａＯの含量がＣａＣＯ3に変換されたとき、即ち理想的なＣａＣＯ3の含量を数式的に予測した資料である。このような理想的な含量は、各実験から得られた試料に対する炭素分析時、炭酸化効率および炭酸塩鉱物の含量を測定する基準となる。
【００２７】
初期物質である高炉スラグの組成中のＣａＯの含量は約４４ｗｔ％である。これらのＣａＯの全量は全てＣＯ2と反応するという仮定を設定するとき、ＣａＣＯ3においてＣａＯとＣＯ2の質量比はＣａＯ：ＣＯ2＝５６：４４であるため、ＣａＯ含量（４４ｗｔ％）対比ＣＯ2の含量は３４．６ｗｔ％であり、ＣＯ2含量を高炉スラグの組成に加えて百分率にすれば、ＣａＯが３２．７３ｗｔ％およびＣＯ2が２５．７２ｗｔ％であり、炭酸化反応後の物質内のＣａＣＯ3の含量は５８．４５ｗｔ％（以下「理想的ＣａＣＯ3の含量」と記載）となる（表１）。したがって、これに基づいて下記式（１）のようにＣａＣＯ3の含量を計算した後、下記式（２）のように「理想的ＣａＣＯ3の含量」で分けて１００をかければ、この値が高炉スラグ内のＣａＯ含量中の炭酸化に参加した含量比、即ちＣａＯの炭酸化率が計算される。
【００２８】
ＣａＣＯ3（ｗｔ％）＝Ｃ（ｗｔ％）×３．６６４１×２．２７４３ ・・・（１）
ＣａＯの炭酸化率（％）＝（ＣａＣＯ3（ｗｔ％）／５８．４５（ｗｔ％））×１００（％） ・・・（２）
【００２９】
ここで、３．６６４１はＣ（炭素分析から得られたＣの含量、ｗｔ％）からＣＯ2への変換係数であり、２．２７４３はＣＯ2からＣａＣＯ3への変換係数である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
［実施例１〜２］
高炉スラグを粉砕して１５０〜２００メッシュの大きさに選別した後、高炉スラグと水を混合する際に水２００ｇ当たり高炉スラグが２０ｇになるように調節して混合した後に、ＮａＯＨを各々１．０１３ｇ（実施例１）および２．０２６ｇ（実施例２）を添加した。このような添加されたＮａＯＨの含量は、高炉スラグ２０ｇ内に含まれたＳＯ3の含量を考慮して硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比から計算された量である。前記混合物を含む密閉反応容器のＣＯ2分圧が１０ｂａｒになるようにＣＯ2ガスを注入した後、１５００ｒｐｍで攪拌しながら、１５０℃で６時間反応させた。前記水熱反応後に得られた生成物を濾過し、数回の洗浄過程を経て残存塩類を除去した後、９０℃で乾燥して生成物を得た。
【００３２】
［実施例３〜４］
高炉スラグを粉砕して１５０〜２００メッシュの大きさに選別した後、高炉スラグと水を混合する際に水２００ｇ当たり高炉スラグが２０ｇになるように調節して混合した後に、ＮａＯＨを各々１．０１３ｇ（実施例３）および２．０２６ｇ（実施例４）を添加した。このような添加されたＮａＯＨの含量は、高炉スラグ２０ｇ内に含まれたＳＯ3の含量を考慮して硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比から計算された量である。前記混合物を含む密閉反応容器のＣＯ2分圧が１０ｂａｒになるようにＣＯ2ガスを注入した後、１５００ｒｐｍで攪拌しながら、２００℃で６時間反応させた。前記水熱反応後に得られた生成物を濾過し、数回の洗浄過程を経て残存塩類を除去した後、９０℃で乾燥して生成物を得た。
【００３３】
［実施例５〜７］
高炉スラグを粉砕して１５０〜２００メッシュの大きさに選別した後、高炉スラグと水を混合する際に水２００ｇ当たり高炉スラグが２０ｇになるように調節して混合した後に、ＮａＯＨを各々０．６４ｇ（実施例５）、１．０１３ｇ（実施例６）、および２．０２６ｇ（実施例７）を添加した。このような添加されたＮａＯＨの含量は、高炉スラグ２０ｇ内に含まれたＳＯ3の含量を考慮して硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比から計算された量である。前記混合物を含む密閉反応容器のＣＯ2分圧が１０ｂａｒになるようにＣＯ2ガスを注入した後、１５００ｒｐｍで攪拌しながら、２９０℃で６時間反応させた。前記水熱反応後に得られた生成物を濾過し、数回の洗浄過程を経て残存塩類を除去した後、９０℃で乾燥して生成物を得た。
【００３４】
［比較例１］
比較例１は、ＮａＯＨを添加せず、密閉反応容器のＣＯ2分圧が５ｂａｒになるようにＣＯ2ガスを注入したことを除いては、実施例１と同一の工程で実施した。
［比較例２］
比較例２は、反応温度を２００℃に増加したことを除いては、比較例１と同一の工程で実施した。
［比較例３］
比較例３は、反応温度を２９０℃に増加したことを除いては、比較例１と同一の工程で実施した。
【００３５】
図２は、比較例１と実施例１〜２のＸＲＤ回折パターンを示す結果である。
前記水熱反応後に得られた生成物に対する図２のＸＲＤ分析結果、比較例１の場合、非晶質相が相当の量を占めているが、ＣＯ2分圧の増加と添加されたＮａＯＨ量に比例してＣａＳＯ4の含量が減少する代わりにＣａＣＯ3の含量が増加することを示している。また、前記ＸＲＤ資料に基づいて回折パターンを示す構成鉱物（結晶質鉱物）に対し、ＳＩＲＯＱＵＡＮＴプログラムを利用して構成鉱物の含量を測定した結果を下記表１に提示する。
【００３６】
実施例１〜実施例２で得られたＣａＣＯ3の含量は、各々、４３．９５ｗｔ％と５２．２６ｗｔ％、そしてＣａＯの炭酸化率は、各々、７５．２０％と８９．４２％であって、比較例１に対し、１．６倍および１．９倍に画期的に増加することを示している。このような結果値を下記表２に示す。結果的に、鉱物炭酸化工程時のＮａＯＨの添加量の増加、特に高炉スラグ２０ｇ当たり２ｇ以上のＮａＯＨを添加するときに、ＣａＯの炭酸化率が非常に効果的であることを示している。
【００３７】
【表２】
【００３８】
図３は、比較例２と実施例３〜４のＸＲＤ回折パターンを示す結果である。
前記水熱反応後に得られた生成物に対するＸＲＤ分析結果、比較例２の場合、比較例１と同様に非晶質相が相当の量を占めているが、ＣＯ2分圧の増加とＮａＯＨ量の添加に比例してＣａＳＯ4の含量が減少する代わりにＣａＣＯ3の含量が増加することを示している。また、ＳＩＲＯＱＵＡＮＴプログラムを用いた結晶相の含量および炭酸化過程に参加したＣａＯの含量比、即ちＣａＯの炭酸化率を計算して下記表３に示す。
【００３９】
実施例３〜実施例４で得られたＣａＣＯ3の含量は、各々、４５．３３ｗｔ％と５３．０２ｗｔ％、そしてＣａＯの炭酸化率は、各々、７７．５６％と９０．７２％であって、比較例２に対し１．５倍および１．８倍に画期的に増加することを示している。このような結果値を下記表３に示す。結果的に、鉱物炭酸化工程時のＮａＯＨの添加量の増加、特に高炉スラグ２０ｇ当たり２ｇ以上のＮａＯＨを添加するときに、ＣａＯの炭酸化率が非常に効果的であることを示している。
【００４０】
【表３】
【００４１】
図４は、比較例３と実施例５〜７のＸＲＤ回折パターンを示す結果である。
前記水熱反応後に得られた生成物に対するＸＲＤ分析結果、比較例３の場合、比較例１と同様に非晶質相が相当の量を占めているが、ＣＯ2分圧の増加とＮａＯＨ量の添加に比例してＣａＳＯ4の含量が減少する代わりにＣａＣＯ3の含量が増加することを示している。また、ＳＩＲＯＱＵＡＮＴプログラムを用いた結晶相の含量および炭酸化に参加したＣａＯの含量比、即ち炭酸化率を計算して下記表４に示す。
【００４２】
実施例５〜実施例７で得られたＣａＣＯ3の含量は、各々、４５．７６ｗｔ％、４８．１７ｗｔ％、および５２．１６ｗｔ％、そしてＣａＯの炭酸化率は、各々、７８．２９％、８２．４１％、および８９．２４％であって、比較例３に対し１．５倍、１．６倍、および１．７倍に画期的に増加することを示している。このような結果値を下記表４に示す。結果的に、鉱物炭酸化工程時のＮａＯＨの添加量の増加、特に高炉スラグ２０ｇ当たり２ｇ以上のＮａＯＨを添加するときに、ＣａＯの炭酸化率が非常に効果的であることを示している。
【００４３】
【表４】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業副産物である高炉スラグを利用して二酸化炭素を固定化させ、生成された炭酸カルシウムの品位を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の対策方案として提示された国際的協約である“京都議定書”に基づき、これを承認した国家は、二酸化炭素を含む６種の温室ガスの排出量を１９９０年対比５．２％減縮しなければならないという時点が到来した。そこで、先進国を中心に温室ガス、特にＣＯ2ガスを鉱物構造の構成成分として固定化させる様々な種類の鉱物炭酸化方法が工夫されている。この方法は１９９０年にSeifritzによって最初に提案され、初めは玄武岩、橄欖石、蛇紋石、および珪灰石などのような天然岩石およびケイ酸塩鉱物が対象であったが、その後、産業活動から由来した様々な種類の産業副産物または廃棄物にまでその研究幅を広めている。鉱物炭酸化法は、大きく、直接法（direct method：単一プロセスによる鉱物の炭酸化）と間接法（indirect method：ＣａまたはＭｇを鉱物から先に抽出した後に炭酸化）とに分けることができる。現在、様々な母材に対する直接法および間接法を用いた研究がオランダで活発に遂行されており、日本の場合には主に産業副産物である廃セメント／コンクリートなどに対する炭酸化反応研究が進行中にある。米国の場合、１９９８年に米国エネルギー省が主管して「the DOE Mineral Carbonation Study Group」が結成され、Alabany Research Center、Arizona State University、Los Alamos National Laboratory、National Energy Technology LatoratoryおよびSicence Applications International Corp.などの機関が共同研究を遂行し始めた。２００５年には二酸化炭素の捕集および貯蔵と関わるＩＰＣＣ特別報告書中の１分科として鉱物炭酸化が含まれた。特許文献１においては、マグネシウムシリケートヒドロキシド鉱物使用による金属酸化物を炭酸化させて固体物質に切り換える方法について開示されている。
【０００３】
本発明で用いられた高炉スラグは製鋼産業で発生する物質であって、年間で約８３０万トンが発生しており、鉱物炭酸化の主要元素であるＣａＯを約４４％含有している。仮に高炉スラグを母材とした鉱物炭酸化反応が成功的に遂行されるときには、年間で約２９０万トンのＣＯ2低減効果があると考えられ、結果物である炭酸塩鉱物が約６６０万トン生産されることにより、ＣＯ2低減効果は勿論のこと、副産物である炭酸塩鉱物資源を確保できるという附加的な効果が期待される。
【０００４】
このような鉄鋼産業の副産物である高炉スラグを利用して二酸化炭素を固定化させる方法は特許文献２に開示されているが、高炉スラグの結晶相の一つである硬石膏（ＣａＳＯ4）が炭酸化過程を経た後にも依然として存在していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国公開特許第２０１１−００６１５５８号公報
【特許文献２】大韓民国登録特許第１０−０８９１５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
既存の様々な方法による高炉スラグからの二酸化炭素固定化方法が提示されているが、高炉スラグの結晶相の一つである硬石膏（ＣａＳＯ4）が炭酸化過程を経た後にも依然として存在していた。このような硬石膏の存在は、炭酸化反応の主要酸化物であるＣａＯを含むため、ＣａＯの炭酸化効率が６０％内外に低くなる原因となった。そこで、本発明は、硬石膏のＣａＯを完全に分解し、炭酸化反応後にも硬石膏の再沈殿を抑制する技術を発明することによって、炭酸化効率を画期的に増加させることをその目的とする。
【０００７】
また、本発明は、世界的に注目を浴びている気候変化の主要原因であるＣＯ2ガスを安定した状態の炭酸塩鉱物に変化させることにより、ＣＯ2低減効果と共に地質学的に親環境的な物質である炭酸塩鉱物を製造する方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、効果的な二酸化炭素固定化法において、
ａ）高炉スラグを粉砕するステップ、
ｂ）水１００重量部に対して高炉スラグが５〜１５重量部になるように水および高炉スラグを混合するステップ、
ｃ）前記ｂ）ステップの混合物にＮａＯＨを添加するステップ、および
ｄ）前記ｃ）ステップの分解された混合物に二酸化炭素を供給して水熱反応させるステップ
を含むことを特徴とする二酸化炭素固定化方法を提供する。
【０００９】
本発明による二酸化炭素固定化方法において、前記ａ）ステップでは高炉スラグを１５０〜５００メッシュになるように粉砕することを特徴とする。
本発明による二酸化炭素固定化方法において、前記ｃ）ステップでは、ＮａＯＨは、前記ｄ）ステップにおいて残留塩類である硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比で投入され、水熱反応後にも高炉スラグに含まれた硬石膏（ＣａＳＯ4）の再沈殿が抑制されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、
ｅ）前記ｄ）ステップ後、残留塩類を除去してＣａＣＯ3の品位を向上するステップをさらに含むことを特徴とする二酸化炭素固定化方法を提供する。
このとき、残留塩類の除去は水洗いによって遂行される。
【００１１】
本発明による二酸化炭素固定化方法において、前記ｄ）ステップの二酸化炭素は、前記ｃ）ステップの混合物が投入された反応器内部の二酸化炭素分圧が１０〜３０ｂａｒになるように供給されることを特徴とする。
また、前記水熱反応は１５０〜３００℃で行われることが望ましく、前記水熱反応時に１２００〜１７００ｒｐｍの回転速度で攪拌しながら行うことを特徴とする。
【００１２】
また、前記水熱反応後、前記ｅ）ステップの残留塩類の除去は水洗いによって遂行されるとき、濾過乾燥させるステップを含むことができ、このときの乾燥温度は８０〜１００℃であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による二酸化炭素固定化方法は、二酸化炭素ガスを安全に固定化させ、高炉スラグに含まれたＣａＯの炭酸化効率を画期的に増大させる効果がある。また、高炉スラグを処理することにより、親環境的な効果があるだけでなく、高炉スラグを使って最終産物として炭酸塩鉱物を生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による二酸化炭素を固定化する方法を図式化したものである。
【図２】比較例１および実施例１〜２のＸＲＤ分析を行った結果である。
【図３】比較例２および実施例３〜４のＸＲＤ分析を行った結果である。
【図４】比較例３および実施例５〜７のＸＲＤ分析を行った結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。下記図１は、本発明による二酸化炭素を固定化する方法を図式化したものである。
本発明は、
ａ）高炉スラグを粉砕するステップ１１０、
ｂ）水１００重量部に対して高炉スラグが５〜１５重量部になるように水および高炉スラグを混合するステップ１２０、
ｃ）前記ｂ）ステップの混合物にＮａＯＨを添加するステップ１３０、および
ｄ）前記ｃ）ステップの分解された混合物に二酸化炭素を供給して水熱反応させるステップ１４０
を含む二酸化炭素固定化方法を提供する。
【００１６】
前記ａ）ステップにおいて、高炉スラグは１５０〜５００メッシュになるように粉砕することが望ましい。前記粉砕範囲において、即ち１５０メッシュ以上において粉砕された高炉スラグの取り扱いが容易であり、且つ、５００メッシュ以下において高炉スラグの表面積が増加して、二酸化炭素との接触面が増加し、水熱反応効果が増加する。
【００１７】
前記ｂ）ステップにおいて、水１００重量部に対する高炉スラグの量は大きくは制限されないが、５〜１５重量部であることが好適である。５重量部未満の場合には、炭酸化率には問題がないが、費用面での効率性の問題点があり、１５重量部超過の場合には、高炉スラグの濃度が濃くなるため、高炉スラグの分散性および比表面積がかえって減少して炭酸化率が低くなるという問題点がある。
【００１８】
硬石膏（ＣａＳＯ4）は水溶液上でＣａ2+およびＳＯ42-のイオン形態で存在する。
前記ｃ）ステップは混合物にＮａＯＨを添加するステップ１３０であり、ＮａＯＨは、前記ｄ）ステップの水熱反応を通じた炭酸化反応時、硬石膏（ＣａＳＯ4）のＣａ2+およびＳＯ42-が水熱反応後にも再結合して再沈殿しないように抑制させる重要な機能を果たす。
【００１９】
このとき、ＮａＯＨは、水熱反応後の硬石膏の再沈殿を無くすために、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）、特に硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように、１モルＳＯ3：２モル以上ＮａＯＨの重量比で投入されることを特徴とする。
【００２０】
より望ましくは、ＮａＯＨは１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比で投入されることを特徴とする。
これは、水熱反応ステップ後に硬石膏が再沈殿することなく、Ｃａ2+が鉱物炭酸化に参加してＣａＣＯ3の構成成分となることにより、ＣａＯの炭酸化効率を増大させられるように誘導したものである。
【００２１】
より具体的には、本発明は、高炉スラグに含まれたＳＯ3の含量を考慮し、これに対応するＮａＯＨは水熱反応ステップで残留塩類である硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）、特に硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比で投入され、炭酸化反応時、高炉スラグに含まれている硬石膏をＣａ2+とＳＯ42-に完全に解離して再沈殿を抑制した。これは、高炉スラグの結晶相の一つである硬石膏をＣａ2+とＳＯ42-に完全に解離させ、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）を生成させることにより、炭酸化反応後にも硬石膏の再沈殿を抑制する技術であり、炭酸化効率を画期的に増大させることができる。また、分解反応の中間相である硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）およびバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）は、水に溶解する性質を有しているため、数回の洗浄で完全に除去されることによって、鉱物炭酸化反応の効率を増大させることに貢献する。
【００２２】
本発明の実施例によれば、特に高炉スラグ２０ｇ当たり０．２ｇ以上のＮａＯＨを添加するときに、ＣａＯの炭酸化率が非常に効果的であることを確認した。
本発明の実施例によれば、ＮａＯＨの添加によって硬石膏から解離したＳＯ42-イオンは、ＮａＯＨとの反応によって硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）を生成し、解離したＣａ2+イオンは、ＣＯ2との反応によってＣａＣＯ3を生成する。また、前記硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）およびバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）は、いずれも水に溶解する性質を有しているため、数回の洗浄で完全に除去されることによって、鉱物炭酸化反応の効率を増大させることに貢献する。
【００２３】
前記ｄ）ステップの水熱反応時の二酸化炭素の供給は、ｃ）ステップの混合物が投入された密閉反応器内部の二酸化炭素分圧が１０〜３０ｂａｒになるように供給することが望ましい。１０ｂａｒ未満の場合には高炉スラグに含まれたＣａＯが炭酸化に参加できずに未反応状態で残る余地があり、３０ｂａｒ超過の場合には非経済的である。
【００２４】
ｄ）ステップの水熱反応は１５０〜３００℃で行われることが望ましい。１５０℃未満の場合には炭酸化反応の効率が減少する問題点があり、３００℃超過の場合には非経済的だけでなく他の相ができる余地がある。
また、前記ｄ）ステップの水熱反応時の反応器は１２００〜１７００ｒｐｍの回転速度で攪拌しながらなされることが望ましい。このような高速の攪拌は炭酸化反応度を高める長所がある。
【００２５】
また、本発明は、
ｅ）前記ｄ）ステップ後、残留塩類を除去してＣａＣＯ3の品位を向上するステップ１５０をさらに含む二酸化炭素固定化方法を提供する。
前記ｅ）ステップの残留塩類の除去は水洗いによってなされる。
このとき、濾過、洗浄、および乾燥ステップを含むことができ、乾燥ステップ時の乾燥温度は８０〜１００℃であることが望ましい。
このような残留塩類の除去によってＣａＣＯ3の品位を向上させることができる。
【００２６】
以下、本発明のより具体的な説明のために実施例および比較例を挙げて説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
表１は、高炉スラグに含まれた全体ＣａＯの含量がＣａＣＯ3に変換されたとき、即ち理想的なＣａＣＯ3の含量を数式的に予測した資料である。このような理想的な含量は、各実験から得られた試料に対する炭素分析時、炭酸化効率および炭酸塩鉱物の含量を測定する基準となる。
【００２７】
初期物質である高炉スラグの組成中のＣａＯの含量は約４４ｗｔ％である。これらのＣａＯの全量は全てＣＯ2と反応するという仮定を設定するとき、ＣａＣＯ3においてＣａＯとＣＯ2の質量比はＣａＯ：ＣＯ2＝５６：４４であるため、ＣａＯ含量（４４ｗｔ％）対比ＣＯ2の含量は３４．６ｗｔ％であり、ＣＯ2含量を高炉スラグの組成に加えて百分率にすれば、ＣａＯが３２．７３ｗｔ％およびＣＯ2が２５．７２ｗｔ％であり、炭酸化反応後の物質内のＣａＣＯ3の含量は５８．４５ｗｔ％（以下「理想的ＣａＣＯ3の含量」と記載）となる（表１）。したがって、これに基づいて下記式（１）のようにＣａＣＯ3の含量を計算した後、下記式（２）のように「理想的ＣａＣＯ3の含量」で分けて１００をかければ、この値が高炉スラグ内のＣａＯ含量中の炭酸化に参加した含量比、即ちＣａＯの炭酸化率が計算される。
【００２８】
ＣａＣＯ3（ｗｔ％）＝Ｃ（ｗｔ％）×３．６６４１×２．２７４３ ・・・（１）
ＣａＯの炭酸化率（％）＝（ＣａＣＯ3（ｗｔ％）／５８．４５（ｗｔ％））×１００（％） ・・・（２）
【００２９】
ここで、３．６６４１はＣ（炭素分析から得られたＣの含量、ｗｔ％）からＣＯ2への変換係数であり、２．２７４３はＣＯ2からＣａＣＯ3への変換係数である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
［実施例１〜２］
高炉スラグを粉砕して１５０〜２００メッシュの大きさに選別した後、高炉スラグと水を混合する際に水２００ｇ当たり高炉スラグが２０ｇになるように調節して混合した後に、ＮａＯＨを各々１．０１３ｇ（実施例１）および２．０２６ｇ（実施例２）を添加した。このような添加されたＮａＯＨの含量は、高炉スラグ２０ｇ内に含まれたＳＯ3の含量を考慮して硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比から計算された量である。前記混合物を含む密閉反応容器のＣＯ2分圧が１０ｂａｒになるようにＣＯ2ガスを注入した後、１５００ｒｐｍで攪拌しながら、１５０℃で６時間反応させた。前記水熱反応後に得られた生成物を濾過し、数回の洗浄過程を経て残存塩類を除去した後、９０℃で乾燥して生成物を得た。
【００３２】
［実施例３〜４］
高炉スラグを粉砕して１５０〜２００メッシュの大きさに選別した後、高炉スラグと水を混合する際に水２００ｇ当たり高炉スラグが２０ｇになるように調節して混合した後に、ＮａＯＨを各々１．０１３ｇ（実施例３）および２．０２６ｇ（実施例４）を添加した。このような添加されたＮａＯＨの含量は、高炉スラグ２０ｇ内に含まれたＳＯ3の含量を考慮して硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比から計算された量である。前記混合物を含む密閉反応容器のＣＯ2分圧が１０ｂａｒになるようにＣＯ2ガスを注入した後、１５００ｒｐｍで攪拌しながら、２００℃で６時間反応させた。前記水熱反応後に得られた生成物を濾過し、数回の洗浄過程を経て残存塩類を除去した後、９０℃で乾燥して生成物を得た。
【００３３】
［実施例５〜７］
高炉スラグを粉砕して１５０〜２００メッシュの大きさに選別した後、高炉スラグと水を混合する際に水２００ｇ当たり高炉スラグが２０ｇになるように調節して混合した後に、ＮａＯＨを各々０．６４ｇ（実施例５）、１．０１３ｇ（実施例６）、および２．０２６ｇ（実施例７）を添加した。このような添加されたＮａＯＨの含量は、高炉スラグ２０ｇ内に含まれたＳＯ3の含量を考慮して硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比から計算された量である。前記混合物を含む密閉反応容器のＣＯ2分圧が１０ｂａｒになるようにＣＯ2ガスを注入した後、１５００ｒｐｍで攪拌しながら、２９０℃で６時間反応させた。前記水熱反応後に得られた生成物を濾過し、数回の洗浄過程を経て残存塩類を除去した後、９０℃で乾燥して生成物を得た。
【００３４】
［比較例１］
比較例１は、ＮａＯＨを添加せず、密閉反応容器のＣＯ2分圧が５ｂａｒになるようにＣＯ2ガスを注入したことを除いては、実施例１と同一の工程で実施した。
［比較例２］
比較例２は、反応温度を２００℃に増加したことを除いては、比較例１と同一の工程で実施した。
［比較例３］
比較例３は、反応温度を２９０℃に増加したことを除いては、比較例１と同一の工程で実施した。
【００３５】
図２は、比較例１と実施例１〜２のＸＲＤ回折パターンを示す結果である。
前記水熱反応後に得られた生成物に対する図２のＸＲＤ分析結果、比較例１の場合、非晶質相が相当の量を占めているが、ＣＯ2分圧の増加と添加されたＮａＯＨ量に比例してＣａＳＯ4の含量が減少する代わりにＣａＣＯ3の含量が増加することを示している。また、前記ＸＲＤ資料に基づいて回折パターンを示す構成鉱物（結晶質鉱物）に対し、ＳＩＲＯＱＵＡＮＴプログラムを利用して構成鉱物の含量を測定した結果を下記表１に提示する。
【００３６】
実施例１〜実施例２で得られたＣａＣＯ3の含量は、各々、４３．９５ｗｔ％と５２．２６ｗｔ％、そしてＣａＯの炭酸化率は、各々、７５．２０％と８９．４２％であって、比較例１に対し、１．６倍および１．９倍に画期的に増加することを示している。このような結果値を下記表２に示す。結果的に、鉱物炭酸化工程時のＮａＯＨの添加量の増加、特に高炉スラグ２０ｇ当たり２ｇ以上のＮａＯＨを添加するときに、ＣａＯの炭酸化率が非常に効果的であることを示している。
【００３７】
【表２】
【００３８】
図３は、比較例２と実施例３〜４のＸＲＤ回折パターンを示す結果である。
前記水熱反応後に得られた生成物に対するＸＲＤ分析結果、比較例２の場合、比較例１と同様に非晶質相が相当の量を占めているが、ＣＯ2分圧の増加とＮａＯＨ量の添加に比例してＣａＳＯ4の含量が減少する代わりにＣａＣＯ3の含量が増加することを示している。また、ＳＩＲＯＱＵＡＮＴプログラムを用いた結晶相の含量および炭酸化過程に参加したＣａＯの含量比、即ちＣａＯの炭酸化率を計算して下記表３に示す。
【００３９】
実施例３〜実施例４で得られたＣａＣＯ3の含量は、各々、４５．３３ｗｔ％と５３．０２ｗｔ％、そしてＣａＯの炭酸化率は、各々、７７．５６％と９０．７２％であって、比較例２に対し１．５倍および１．８倍に画期的に増加することを示している。このような結果値を下記表３に示す。結果的に、鉱物炭酸化工程時のＮａＯＨの添加量の増加、特に高炉スラグ２０ｇ当たり２ｇ以上のＮａＯＨを添加するときに、ＣａＯの炭酸化率が非常に効果的であることを示している。
【００４０】
【表３】
【００４１】
図４は、比較例３と実施例５〜７のＸＲＤ回折パターンを示す結果である。
前記水熱反応後に得られた生成物に対するＸＲＤ分析結果、比較例３の場合、比較例１と同様に非晶質相が相当の量を占めているが、ＣＯ2分圧の増加とＮａＯＨ量の添加に比例してＣａＳＯ4の含量が減少する代わりにＣａＣＯ3の含量が増加することを示している。また、ＳＩＲＯＱＵＡＮＴプログラムを用いた結晶相の含量および炭酸化に参加したＣａＯの含量比、即ち炭酸化率を計算して下記表４に示す。
【００４２】
実施例５〜実施例７で得られたＣａＣＯ3の含量は、各々、４５．７６ｗｔ％、４８．１７ｗｔ％、および５２．１６ｗｔ％、そしてＣａＯの炭酸化率は、各々、７８．２９％、８２．４１％、および８９．２４％であって、比較例３に対し１．５倍、１．６倍、および１．７倍に画期的に増加することを示している。このような結果値を下記表４に示す。結果的に、鉱物炭酸化工程時のＮａＯＨの添加量の増加、特に高炉スラグ２０ｇ当たり２ｇ以上のＮａＯＨを添加するときに、ＣａＯの炭酸化率が非常に効果的であることを示している。
【００４３】
【表４】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）高炉スラグを粉砕するステップ（１１０）、
ｂ）水１００重量部に対して高炉スラグが５〜１５重量部になるように水および高炉スラグを混合するステップ（１２０）、
ｃ）前記ｂ）ステップの混合物にＮａＯＨを添加するステップ（１３０）、および
ｄ）前記ｃ）ステップの分解された混合物に二酸化炭素を供給して水熱反応させるステップ（１４０）
を含むことを特徴とする二酸化炭素固定化方法。
【請求項２】
前記ａ）ステップでは高炉スラグを１５０〜５００メッシュになるように粉砕することを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項３】
前記ｃ）ステップにおいて、ＮａＯＨは、前記ｄ）ステップにおいて残留塩類である硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比で投入され、水熱反応後にも高炉スラグに含まれた硬石膏（ＣａＳＯ4）の再沈殿が抑制されることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項４】
ｅ）前記ｄ）ステップ後、残留塩類を除去してＣａＣＯ3の品位を向上するステップ（１５０）をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項５】
前記ｄ）ステップの二酸化炭素は、前記ｃ）ステップの混合物が投入された反応器内部の二酸化炭素分圧が１０〜３０ｂａｒになるように供給されることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項６】
前記ｄ）ステップの水熱反応は１５０〜３００℃で行われるものであることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項７】
前記ｄ）ステップの水熱反応は、１２００〜１７００ｒｐｍの回転速度で攪拌しながら行われるものであることを特徴とする、請求項６に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項８】
前記ｅ）ステップにおいて、残留塩類の除去は水洗いによるものであることを特徴とする、請求項４に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項１】
ａ）高炉スラグを粉砕するステップ（１１０）、
ｂ）水１００重量部に対して高炉スラグが５〜１５重量部になるように水および高炉スラグを混合するステップ（１２０）、
ｃ）前記ｂ）ステップの混合物にＮａＯＨを添加するステップ（１３０）、および
ｄ）前記ｃ）ステップの分解された混合物に二酸化炭素を供給して水熱反応させるステップ（１４０）
を含むことを特徴とする二酸化炭素固定化方法。
【請求項２】
前記ａ）ステップでは高炉スラグを１５０〜５００メッシュになるように粉砕することを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項３】
前記ｃ）ステップにおいて、ＮａＯＨは、前記ｄ）ステップにおいて残留塩類である硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）またはバーカイト（Ｎａ6ＣＯ3（ＳＯ4）2）が生成されるように、１モルＳＯ3：２〜４モルＮａＯＨの重量比で投入され、水熱反応後にも高炉スラグに含まれた硬石膏（ＣａＳＯ4）の再沈殿が抑制されることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項４】
ｅ）前記ｄ）ステップ後、残留塩類を除去してＣａＣＯ3の品位を向上するステップ（１５０）をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項５】
前記ｄ）ステップの二酸化炭素は、前記ｃ）ステップの混合物が投入された反応器内部の二酸化炭素分圧が１０〜３０ｂａｒになるように供給されることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項６】
前記ｄ）ステップの水熱反応は１５０〜３００℃で行われるものであることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項７】
前記ｄ）ステップの水熱反応は、１２００〜１７００ｒｐｍの回転速度で攪拌しながら行われるものであることを特徴とする、請求項６に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項８】
前記ｅ）ステップにおいて、残留塩類の除去は水洗いによるものであることを特徴とする、請求項４に記載の二酸化炭素固定化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−９５６６２（Ｐ２０１３−９５６６２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３６６４４（Ｐ２０１２−２３６６４４）
【出願日】平成２４年１０月２６日（２０１２．１０．２６）
【出願人】（５１０２３０３１１）コリア・インスティテュート・オヴ・ジオサイエンス・アンド・ミネラル・リソーシズ (4)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
【住所又は居所原語表記】９２， Ｇｗａｈａｎｇ−ｎｏ， Ｙｕｓｅｏｎｇ−ｇｕ， Ｄａｅｊｅｏｎ， ３０５−３５０， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月２６日（２０１２．１０．２６）
【出願人】（５１０２３０３１１）コリア・インスティテュート・オヴ・ジオサイエンス・アンド・ミネラル・リソーシズ (4)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
【住所又は居所原語表記】９２， Ｇｗａｈａｎｇ−ｎｏ， Ｙｕｓｅｏｎｇ−ｇｕ， Ｄａｅｊｅｏｎ， ３０５−３５０， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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