JP2015505811A - 炭酸化装置及びこれを用いた炭酸化方法 - Google Patents

炭酸化装置及びこれを用いた炭酸化方法 Download PDF

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Abstract

炭酸化装置及びこれを用いた炭酸化方法に関するものであって、炭酸化対象溶液を貯蔵する貯蔵タンク；前記貯蔵タンクから前記炭酸化対象溶液を液滴形態で噴射する液滴噴射装置；前記液滴噴射装置が備えられており、一定の圧力の炭酸化ガスが充填されており、前記液滴形態に噴射された炭酸化対象溶液が、充填された炭酸化ガスと炭酸化反応をしてスラリーを形成する炭酸化反応タンク；前記炭酸化反応タンク内の炭酸化ガスが前記一定の圧力を維持することができるように前記炭酸化ガスを前記炭酸化反応タンクの内部に供給する炭酸化ガス供給装置；及び前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱しないように前記炭酸化反応タンクの内部から引き出すスラリー引出装置を含む炭酸化装置を提供する。

Description

本発明は、炭酸化装置及びこれを用いた炭酸化方法に関する。
一般に、炭酸化技術は石灰石原料から機能性材料である沈降性炭酸カルシウム粉末を製造する工程に主に使用されてきたが、このような沈降性炭酸カルシウムは石灰石をか焼して生石灰に作り、これを再び水和させて水酸化カルシウムスラリーを作り、このスラリーに二酸化炭素を曝気して溶液中のカルシウムを炭酸化して再析出させて作られる。
従来の炭酸化工程は炭酸化対象溶液内に二酸化炭素曝気管を挿入して二酸化炭素を小さい滴形態で曝気し、曝気された滴が溶液内を通過する間に溶けて炭酸イオンに変わるようにする構造であって、曝気管ノズル入口で析出された炭酸塩によってノズルが詰まる現象が頻繁に発生し、二酸化炭素の過量を消費し、大容量の商用化工程で構成する場合に連続工程構成が難しく、二酸化炭素滴が溶液内を通過する短い時間の間に反応が起こらなければならないため反応効率が落ちる。
本発明の一の側面は炭酸化反応中に炭酸化ガス（具体的な例を挙げれば、二酸化炭素）噴射ノズルが詰まることを防止し、炭酸化ガスを炭酸化反応にかかる量のみ消耗することによって炭酸化ガスの過多消耗を抑制することができる装置を提供することを目的とする。
また、大容量の連続工程構成を可能にし、炭酸化ガスの溶解速度を増加させて炭酸化効率を高めることができる炭酸化装置である。
より具体的に、塩水中に含まれているリチウム（Ｌｉ）を回収しようとする時、塩水中に不純物として存在するカルシウム、マグネシウムなどを炭酸化して抽出することができる装置を提供する。
また、水酸化リチウム形態に回収されたリチウムを炭酸リチウムに変換させる時にも活用できる炭酸化装置を提供する。
本発明の一実施形態では、炭酸化対象溶液を貯蔵する貯蔵タンク；前記貯蔵タンクから前記炭酸化対象溶液を液滴形態に噴射する液滴噴射装置；前記液滴噴射装置が備えられており、一定の圧力の炭酸化ガスが充填されており、前記液滴形態で噴射された炭酸化対象溶液が充填された炭酸化ガスと炭酸化反応をしてスラリーを形成する炭酸化反応タンク；前記炭酸化反応タンク内の炭酸化ガスが前記一定の圧力を維持することができるように前記炭酸化ガスを前記炭酸化反応タンクの内部に供給する炭酸化ガス供給装置；及び前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱しないように前記炭酸化反応タンクの内部から引き出すスラリー引出装置を含む炭酸化装置を提供する。
前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱しないように前記炭酸化反応タンクの内部から引き出すスラリー引出装置は、前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱するかどうかを確認する信号を発生する水位測定装置；及び前記発生された信号を受け前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器；を含むことができる。
前記炭酸化反応タンクに備えられ、前記炭酸化反応タンク内に形成された前記スラリーのｐＨを調節するアルカリ溶液投入装置をさらに含むことができる。
前記液滴噴射装置は、前記炭酸化対象溶液を圧力で押してノズルを通過させて液滴形態に作ることができる。
前記液滴の粒径は８０乃至２００μｍであり得る。
前記炭酸化ガス供給装置は、前記炭酸化反応タンクの内部の圧力を測定する圧力測定装置；前記測定された圧力が設定圧力より低い場合、前記炭素化反応タンク内の圧力が設定圧力に到達するまで前記炭酸化反応タンク内に炭酸化ガスを供給する炭酸化ガス供給バルブ；及び前記測定された圧力が設定圧力より高い場合、炭酸化ガスを排出する圧力調節バルブ；を含むことができる。
前記炭酸化反応タンク内の圧力が過度に高まった場合、安全のために内部圧力を急速に低減させる安全バルブをさらに含むことができる。
前記炭酸化反応タンク内の圧力は常圧乃至１０ｂａｒであり得る。
前記炭酸化反応タンク内の前記液滴は自由落下し、自由落下長さが３メートル以上になるように設計することができる。
前記炭酸化反応タンクはＰＶＣ、ＰＥまたは高強度コンクリート構造物で構成することができる。
前記炭酸化反応タンクはテフロン（登録商標）またはウレタンコーティングをされたステンレス鋼で構成することができる。
前記炭酸化反応タンクの内部に炭酸化ガスを投入する前、炭酸化反応タンクに残存する空気を除去して真空状態にする真空ポンプをさらに含むことができる。
前記アルカリ溶液投入装置は、前記炭酸化反応タンクの内部のｐＨを測定するｐＨ測定装置；前記ｐＨ測定装置によって測定されたｐＨに基づいて前記炭酸化反応タンクにアルカリ溶液を送付するアルカリ溶液投入ポンプ；及び前記アルカリ溶液投入ポンプと連結されており、前記炭酸化反応タンク内に前記アルカリ溶液を投入するアルカリ溶液投入ノズルを含むことができる。
前記水位測定装置から発生された信号を受け前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器は、前記炭酸化反応タンクに設けられたロータリーダンプバルブであり得る。
本発明の他の一実施形態では、前述の炭酸化装置の炭酸化対象溶液として塩水を用いて、塩水内の陽イオンを炭酸化させる炭酸化方法を提供する。
前記塩水内の陽イオンはカルシウムイオンであり得る。
前記塩水内の陽イオンはマグネシウムイオンであり得る。
前記塩水内の陽イオンはリチウムイオンであり得る。
本発明の他の一実施形態では、前述の炭酸化装置を複数個含み、そのうちの第１炭酸化装置及び第２炭酸化装置を準備する段階；前記第１炭酸化装置を用いて塩水内のカルシウムを炭酸化させる段階；及び前記第１炭酸化装置を用いてカルシウムが炭酸化された後に残っている塩水内のマグネシウムを、前記第２炭酸化装置を用いて炭酸化させる段階；を含む炭酸化方法を提供する。
本発明の一実施形態による炭酸化装置は炭酸化反応中に炭酸化ガス噴射ノズルが詰まることを防止し、炭酸化ガスを炭酸化反応にかかる量のみ消耗することによって炭酸化ガスの過多消耗を抑制することができる。
また、大容量の連続工程構成を可能にし、炭酸化ガスの溶解速度を増加させて炭酸化効率を高めることができる。
より具体的に、塩水中に含まれているリチウム（Ｌｉ）を回収しようとする時、塩水中に不純物として存在するカルシウム、マグネシウムなどを炭酸化して抽出することができ、この時、水酸化リチウム形態に回収されたリチウムを炭酸リチウムに変換させる時にも本発明の一実施形態による炭酸化装置を活用することができる。
本発明の一実施形態による炭酸化装置の全体的な構成を概略的に示す構成図である。
以下、本発明の実施形態を詳しく説明する。但し、これは例示として提示されるものであって、これによって本発明が制限されず、本発明は後述する請求範囲の範疇によって定義されるだけである。
本発明の一実施形態では、炭酸化対象溶液を貯蔵する貯蔵タンク；前記貯蔵タンクから前記炭酸化対象溶液を液滴形態で噴射する液滴噴射装置；前記液滴噴射装置が備えられており、一定の圧力の炭酸化ガスが充填されており、前記液滴形態で噴射された炭酸化対象溶液が充填された、炭酸化ガスと炭酸化反応をしてスラリーを形成する炭酸化反応タンク；前記炭酸化反応タンク内の炭酸化ガスが前記一定の圧力を維持することができるように前記炭酸化ガスを前記炭酸化反応タンクの内部に供給する炭酸化ガス供給装置；及び前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱しないように前記炭酸化反応タンクの内部から引き出すスラリー引出装置を含む炭酸化装置を提供する。
前記炭酸化ガスは具体的な例を挙げれば、二酸化炭素供給源であり得、二酸化炭素自体であり得る。
図１は本発明の一実施形態による炭酸化装置の全体的な構成を概略的に示す構成図である。
以下、図１を参照して説明する。
本発明の一実施形態による炭酸化装置は、炭酸化対象溶液を貯蔵し供給する貯蔵タンク１を含み、前記貯蔵タンク１は、炭酸化反応タンク２に備えられた液滴噴射装置３と溶液移送用パイプで連結することができる。
前記液滴噴射装置３は高圧ポンプ４と液滴噴射ノズル５から構成され、具体的な例を挙げれば、前記液滴噴射ノズル５の下部は炭酸化反応タンク２の上部内側に突出して装着され得る。
この時、前記液滴噴射ノズル５は処理容量によって複数個を設置することができ、複数個の液滴噴射ノズル５を設置する場合には液滴噴射角度を調節して互いに異なる液滴噴射ノズル５から噴射された液滴の間に干渉が起こらないようにし、液滴がタンク壁面に接触することを最少化して炭素化反応の効率を増加させる。
また液滴噴射装置３は高圧ポンプ４の圧力と液滴噴射ノズル５のノズル径を調節して液滴の粒径を８０乃至２００μｍに変化させることができる。前記粒径の変化を通じて炭酸化反応を調節することができる。
前記炭酸化反応タンク２には炭酸化ガス供給装置７を備えることができる。より具体的に、前記炭酸化反応タンク２の上部に前記炭酸化ガス供給装置７を備えることができる。
前記炭酸化ガス供給装置７は炭酸化反応タンク２の内部の炭酸化ガス圧力を測定するための圧力測定装置８と、炭酸化ガス供給バルブ９と、タンク内部の圧力調節のために剰余圧力を排出する圧力調節バルブ１０から構成することができる。
前記圧力測定装置８はタンク内部の炭酸化ガス圧力を測定して、炭酸化ガス供給バルブ９と圧力調節バルブ１０を調節することができる装置であって、圧力測定センサーを液滴噴射ノズル５と離れた炭酸化反応タンク２の中央部位に位置させて噴射される液滴の圧力による干渉を最小化することができる。
前記炭酸化ガス供給バルブ９は炭酸化ガス貯蔵タンク６から炭酸化ガスを炭酸化反応タンク２内に設定された圧力だけ自動的に供給する装置であって、炭酸化反応によって炭酸化反応タンク２内の炭酸化ガスが消費されて圧力が落ちれば、消費された炭酸化ガスの量だけ前記圧力測定装置８から信号を受け炭酸化ガスを自動的に供給する。
前記炭酸化ガス供給バルブ９は炭酸化反応タンク２内の炭酸化ガス圧力を常圧乃至１０ｂａｒ、常圧乃至８ｂａｒ、常圧乃至５ｂａｒまたは常圧乃至３ｂａｒに可変して設定することができる。
前記圧力調節バルブ１０は前記圧力測定装置８から信号を受けて自動的に作動し、炭酸化反応タンク２内に設定された炭酸化ガス圧力より高い圧力がかかった場合、剰余圧力を排出して前記炭酸化反応タンク２内の圧力を調節することができる。
また、前記炭酸化装置は非常時にタンク内に過度にかかった圧力を迅速に除去する安全バルブ１１を含むことができる。
前記安全バルブ１１は炭酸化装置の作動エラーで炭酸化反応タンク２内に異常高圧がかかった時、安全のために自動的に作動して炭酸化反応タンク２内の圧力を迅速に排出する装置であって、作動圧力を任意に設定することができる。
前記炭酸化反応タンク２は１０ｂａｒ以上の圧力下でも安全に作動するように設計され得る。
また、液滴は前記炭素化反応タンク２内で自由落下することができる。この場合、前記炭素化装置は前記液滴が最小３メートル以上自由落下可能な高さで構成することができる。
また、液滴の自由落下時に炭酸化反応タンク２の壁面と接触することを最少化するために該タンクの直径を最小１メートル以上で構成することができる。
また前記炭酸化反応タンク２は塩水などによる腐食を防止するためにＰＶＣやＰＥまたは高強度コンクリート構造物で構成することができる。
金属を用いる場合、腐蝕に強いステンレス鋼に塩水が触れる面をテフロン（登録商標）またはウレタンなどでコーティングした材質から構成することができる。
前記アルカリ溶液投入装置は、前記炭酸化反応タンクの内部のｐＨを測定するｐＨ測定装置１２；前記ｐＨ測定装置によって測定されたｐＨに基づいて前記炭酸化反応タンクにアルカリ溶液を送るアルカリ溶液投入ポンプ１３；及び前記アルカリ溶液投入ポンプと連結されており、前記炭酸化反応タンク内に前記アルカリ溶液を投入するアルカリ溶液投入ノズル１４を含むことができる。
前記アルカリ溶液はより具体的にＮａＯＨ溶液であり得る。
前記ｐＨ測定装置１２は反応スラリーのｐＨを自動的に測定し、測定された信号を用いて前記アルカリ溶液投入ポンプ１３を作動させることができる。
よって、目標ｐＨに調節するだけのアルカリ溶液を、前記アルカリ溶液投入ノズル１４を通じて反応スラリーに投入することができる。
以後投入されたアルカリ溶液を迅速に反応させるために前記スラリー攪拌装置１５を用いてスラリーを攪拌させることができる。
また前記炭酸化反応タンク２には反応スラリーを引出させるための水位測定装置１６と前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器を含むことができる。
前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器はロータリーダンプバルブ１７から構成することができる。
前記水位測定装置１６は炭酸化反応が終結し炭酸化反応タンク２内に形成されるスラリーの水位を自動的に測定し、その信号を用いてロータリーダンプバルブ１７は自動的に作動することができる。
前記ロータリーダンプバルブ１７は予め設定されたスラリーの水位を維持するために水位測定装置１６から受けたスラリーの水位情報に基づいてスラリーを炭酸化反応タンク２から連続して自動的に排出する装置である。
前記ロータリーダンプバルブ１７は作動時に炭酸化反応タンク２内の圧力変化を最小化することができるように気密を維持しながら作動するように構成することができる。
前記スラリー攪拌装置１５は析出された炭酸塩が沈降して炭酸化反応タンク２内に積もることによってロータリーダンプバルブ１７の作動を妨害することを防止する機能も有している。
前記炭酸化反応タンク２の上部には真空バルブ１８を装着することができ、これは真空ポンプと連結することができる。
以下、前記のような構成からなる炭酸化装置の作動関係の一例を説明する。
まず、真空バルブ１８が開かれ真空ポンプが作動して炭酸化反応タンク２の内部の残存空気を全て除去する。
炭酸化反応タンク２の内部の残存空気が十分に除去されると真空バルブを閉じ、炭酸化ガス供給バルブ９を開けて炭酸化反応タンク内に炭酸化ガスを供給する。
炭酸化反応タンク２の内部の炭酸化ガス圧力が設定された値に到達すると炭酸化ガス供給バルブ９を閉じ、液滴噴射装置３を作動させて予め設定された粒径の液滴を液滴噴射ノズル５を通じてタンク内部に噴射する。
具体的な例を挙げれば、噴射された液滴は炭酸化反応タンク２の内部で重力によって自由落下するようになり、その間タンク内部に過量に充填された炭酸化ガスが液滴内に溶解されて炭酸イオン（ＣＯ３ ２−）になり、この炭酸イオン（ＣＯ３ ２−）が液滴内の炭酸化対象陽イオンと反応して炭酸塩が析出される。
この時、炭酸化反応工程の効率増大及び最適化のために液滴の粒径を調節して炭酸化ガスとの接触比表面積を調節し、液滴の下降速度を調節して反応時間を調節することができ、炭酸化ガスの圧力を調節して炭酸化ガス溶解速度を調節することができる。
前記の炭酸化反応が起こると、炭酸化反応タンク２の内部に充填されている炭酸化ガスが消費されてタンク内部の圧力を低下させる。
このような炭酸化ガス圧力低下が発生すると、圧力測定装置８がこれを感知して炭酸化ガス供給バルブ９と圧力調節バルブ１０を作動させ、炭酸化反応タンク２の内部の炭酸化ガス圧力を設定された値に自動的に調節する。
一方、炭酸化対象陽イオンの量が多く溶存されている溶液を炭酸化する場合、溶液内に溶解させなければならない炭酸化ガスの量も多くなるが、多量の炭酸化ガスを溶解させる場合、溶液のｐＨが最大４以下に落ちることがある。
この場合、溶解された炭酸化ガスは重炭酸イオン（ＨＣＯ３ １−）形態で存在し、重炭酸イオンと結合した陽イオンの化合物は一般に溶解度が高いためよく析出されない。
このような状態で溶液が常圧状態である外部に排出されれば、圧力によって過飽和状態にされた炭酸化ガスが急激に排出されながら炭酸化効率が顕著に落ちる。
したがって炭酸化ガスが溶解された溶液を圧力が存在する炭酸化反応タンクの内部でｐＨを引き上げて重炭酸イオン（ＨＣＯ３ １−）を炭酸イオン（ＣＯ３ ２−）に変えて炭酸化反応を完結し炭酸塩を析出させることができる。
このために炭酸化反応タンク２の内部に形成された溶液のｐＨをｐＨ測定装置１２を用いて自動的に測定し、この信号を用いてアルカリ溶液投入ポンプ１３を作動させる。
アルカリ溶液投入ポンプ１３は溶液が設定されたｐＨに調整されるまでアルカリ溶液をアルカリ溶液投入ノズル１４を通じて炭酸化反応タンク２内の下部溶液内に投入することができる。
スラリー攪拌装置１５はアルカリ溶液がスラリーと迅速に混合されるように攪拌する役割を果たすことができる。
一方、炭酸化反応タンク２の内部で炭酸化反応が完了したスラリーは上部から液滴が連続的に落ちることにより水位が次第に上がり、その水位が予め設定された水位に到達すると、水位測定装置１６がこれを感知してロータリーダンプバルブ１７を自動的に作動させスラリーを連続的に炭酸化反応タンク２の外部に排出させるようにする。
この時スラリー攪拌装置１５はスラリー中の炭酸塩沈殿物が沈降してタンク下部に積もるのも防止することができる。
本発明のまた他の一実施形態では、前述した本発明の一実施形態による炭酸化装置の炭酸化対象溶液として塩水を用いて、塩水内の陽イオンを炭酸化させる炭酸化方法を提供する。
前記炭酸化対象溶液は塩水であり得る。つまり、前記炭酸化装置によって塩水内の陽イオンを炭酸化させることができる。
前記塩水内の陽イオンの具体的な例としては、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、リチウムイオンなどである。
前記塩水内の特定陽イオンを前記アルカリ溶液投入装置を用いて選択的に炭酸化させることができる。
前記スラリーのｐＨを調節してスラリー内の沈降する炭酸塩の種類を選択的に調節することができる。これから塩水内の特定陽イオンを選択的に分離することができる。
つまり、前記炭酸化装置を用いて塩水中に含まれているリチウム（Ｌｉ）を回収しようとする時、塩水中に不純物として存在するマグネシウムイオン、カルシウムイオンなどを抽出することができる。
また、水酸化リチウム形態に回収されたリチウムを炭酸リチウムに変換させる時にも前記炭酸化装置を活用することができる。
本発明のまた他の一実施形態では、前述した本発明の一実施形態による第１炭酸化装置及び第２炭酸化装置を準備する段階；前記第１炭酸化装置を用いて塩水内のカルシウムを炭酸化させる段階；及び前記第１炭酸化装置を用いてカルシウムが炭酸化された後に残っている塩水内のマグネシウムを前記第２炭酸化装置を用いて炭酸化させる段階；を含む炭酸化方法を提供する。
つまり、前述した炭酸化装置を複数個含み、前記複数個の炭酸化装置は、一つの炭酸化装置を通じてスラリーが引出された濾液を他の炭酸化装置の液滴噴射装置に投入するように構成することができる。
具体的な例を挙げれば、炭酸化対象溶液として塩水を利用する場合、一番目の炭酸化装置でカルシウムイオンを炭酸化して沈降させた後、上澄み液、又は濾液を二番目の炭酸化装置に投入してマグネシウムイオンを炭酸化することができる。
これから塩水内の多様な陽イオンを分離して資源化することができるようになる。
本発明は前記実施形態及び／または実施例に限定されるのではなく、互いに異なる多様な形態に製造することができ、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更せず他の具体的な形態に実施することができるのを理解するはずである。したがって以上で記述した実施例は全ての面で例示的なものであり限定的ではないと理解しなければならない。
１：貯蔵タンク
２：炭酸化反応タンク
３：液滴噴射装置
４：高圧ポンプ
５：液滴噴射ノズル
６：炭酸化ガス貯蔵タンク
７：炭酸化ガス供給装置
８：圧力測定装置
９：炭酸化ガス供給バルブ
１０：圧力調節バルブ
１１：安全バルブ
１２：ｐＨ測定装置
１３：アルカリ溶液投入ポンプ
１４：アルカリ溶液投入ノズル
１５：スラリー攪拌装置
１６：水位測定装置
１７：ロータリーダンプバルブ
１８：真空バルブ

Claims (19)

  1. 炭酸化対象溶液を貯蔵する貯蔵タンク；
    前記貯蔵タンクから前記炭酸化対象溶液を液滴形態で噴射する液滴噴射装置；
    前記液滴噴射装置が備えられており、一定の圧力の炭酸化ガスが充填されており、前記液滴形態に噴射された炭酸化対象溶液が、充填された炭酸化ガスと炭酸化反応をしてスラリーを形成する炭酸化反応タンク；
    前記炭酸化反応タンク内の炭酸化ガスが前記一定の圧力を維持するように前記炭酸化ガスを前記炭酸化反応タンクの内部に供給する炭酸化ガス供給装置；及び
    前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱しないように前記炭酸化反応タンクの内部から引き出すスラリー引出装置を含む炭酸化装置。
  2. 前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱しないように前記炭酸化反応タンクの内部から引き出すスラリー引出装置は、
    前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱するかどうかを確認する信号を発生する水位測定装置；及び
    前記発生された信号を受け、前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器；を含むことを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  3. 前記炭酸化反応タンクに備えられ、前記炭酸化反応タンク内に形成された前記スラリーのｐＨを調節するアルカリ溶液投入装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  4. 前記液滴噴射装置は、
    前記炭酸化対象溶液を圧力で押してノズルを通過させて液滴形態を作ることを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  5. 前記液滴の粒径は８０乃至２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  6. 前記炭酸化ガス供給装置は、
    前記炭酸化反応タンクの内部の圧力を測定する圧力測定装置；
    前記測定された圧力が設定圧力より低い場合、前記炭素化反応タンク内の圧力が設定圧力に到達するまで前記炭酸化反応タンク内に炭酸化ガスを供給する炭酸化ガス供給バルブ；及び
    前記測定された圧力が設定圧力より高い場合、炭酸化ガスを排出する圧力調節バルブ；を含むことを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  7. 前記炭酸化反応タンク内の圧力が過度に高まった場合、安全のために内部圧力を急速に低減させる安全バルブをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  8. 前記炭酸化反応タンク内の圧力は常圧乃至１０ｂａｒであることを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  9. 前記炭酸化反応タンク内の前記液滴は自由落下し、自由落下長さが３メートル以上になるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  10. 前記炭酸化反応タンクはＰＶＣ、ＰＥまたは高強度コンクリート構造物で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  11. 前記炭酸化反応タンクはテフロン（登録商標）またはウレタンでコーティングされたステンレス鋼で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  12. 前記炭酸化反応タンクの内部に炭酸化ガスを投入する前、炭酸化反応タンクに残存する空気を除去して真空状態にする真空ポンプをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  13. 前記アルカリ溶液投入装置は、
    前記炭酸化反応タンクの内部のｐＨを測定するｐＨ測定装置；
    前記ｐＨ測定装置によって測定されたｐＨに基づいて前記炭酸化反応タンクにアルカリ溶液を送付するアルカリ溶液投入ポンプ；及び
    前記アルカリ溶液投入ポンプと連結されており、前記炭酸化反応タンク内に前記アルカリ溶液を投入するアルカリ溶液投入ノズルを含むことを特徴とする請求項３に記載の炭酸化装置。
  14. 前記水位測定装置から発生された信号を受け前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器は、前記炭酸化反応タンクに設けられたロータリーダンプバルブであることを特徴とする請求項１に記載の炭酸化装置。
  15. 請求項１〜１４のいずれか１項に従う炭酸化装置の炭酸化対象溶液として塩水を用いて、塩水内の陽イオンを炭酸化させる炭酸化方法。
  16. 前記塩水内の陽イオンはカルシウムイオンであることを特徴とする請求項１５に記載の炭酸化方法。
  17. 前記塩水内の陽イオンはマグネシウムイオンであることを特徴とする請求項１５に記載の炭酸化方法。
  18. 前記塩水内の陽イオンはリチウムイオンであることを特徴とする請求項１５に記載の炭酸化方法。
  19. 請求項１〜１４のいずれか１項に従う第１炭酸化装置及び第２炭酸化装置を準備する段階；
    前記第１炭酸化装置を用いて塩水内のカルシウムを炭酸化させる段階；及び
    前記第１炭酸化装置を用いてカルシウムが炭酸化された後に残っている塩水内のマグネシウムを、前記第２炭酸化装置を用いて炭酸化させる段階；
    を含む炭酸化方法。
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