KR100673533B1 - Pretreatment method of brucite for co2 mineral carbonation - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 수활석 전처리방법을 나타내는 블록도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram showing a swimming stone pretreatment method of the present invention.
도 2는 본 발명의 수활석 전처리방법의 열처리 온도에 따른 질량변화를 나타내는 도표.Figure 2 is a chart showing the change in mass with the heat treatment temperature of the preliminary treatment method of the present invention.
도 3은 본 발명의 수활석 전처리방법의 온도 변화에 따른 FT-IR 스펙트럼 변화를 나타내는 도표.Figure 3 is a chart showing the FT-IR spectral change according to the temperature change of the method for preliminary treatment of the present invention.
도 4는 본 발명의 수활석 전처리방법의 온도 변화에 따른 X-선 회절패턴 변화를 나타내는 도표.Figure 4 is a chart showing the change in X-ray diffraction pattern with the temperature change of the method for preliminary treatment of the present invention.
본 발명은 이산화탄소의 탄산염광물화 원료용 수활석의 전처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미처리 수활석(Mg(OH)2)에 존재하는 흡착 물분자, 수산기 및 기타 휘발성 물질을 고온상태에서의 열처리를 통해 제거함으로써 마그네슘수산화물을 주성분으로 포함하는 미처리 수활석이 이산화탄소와 반응하여 보다 효과적으로 탄산염으로 생성될 수 있도록 산화마그네슘이 주성분인 수활석 분말로 변환 되도록 열처리하는 이산화탄소의 탄산염광물화 원료용 수활석의 전처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for pretreatment of a hydrated stone for carbonate mineralization raw material of carbon dioxide, and more particularly, adsorption water molecules, hydroxyl groups and other volatile substances present in the untreated hydrated stone (Mg (OH) 2) at high temperature. Hydrocarbonate for carbonate mineralization raw materials of carbon dioxide carbonate mineralization which is heat-treated to remove magnesium oxide into hydrogel powder which is the main component so that untreated hydrogel containing magnesium hydroxide as a main component reacts with carbon dioxide to be more effectively produced as carbonate by removing through heat treatment. To a pretreatment method.
현재 이산화탄소의 탄산염광물화를 위해 사용되는 원료들은 알칼리 토금속중 칼슘과 마그네슘이 탄산염을 위한 주 원소로 선택되고 있다. 상기 칼슘과 마그네슘은 자연계에 금속산화물의 형태로서 거의 존재하지 않고 마그네슘 규산염과 칼슘규산염의 형태로 존재한다. 상기 칼슘을 다량으로 포함하는 암석으로는 규산석(Wollastonite : CaSiO3)이 있고, 상기 마그네슘이 풍부한 암석으로는 규회석(Wollastonite : CaSiO3)이 있고, 상기 마그네슘이 풍부한 암석으로는 감람석(Olivine : Mg2SiO4), 수활석(Brucite : Mg(OH)2), 활석(Talc : Mg3Si2O10(OH)2)이 있으며, 이들의 이산화탄소의 탄산염을 위한 원료광물의 후보이다.Currently, the raw materials used for carbonate mineralization of carbon dioxide are calcium and magnesium of alkaline earth metals as the main elements for carbonates. The calcium and magnesium are hardly present in the form of metal oxides in nature but in the form of magnesium silicate and calcium silicate. The rock containing a large amount of calcium is silicate (Wollastonite: CaSiO 3 ), the magnesium-rich rock is wollastonite (CaSiO3), the magnesium-rich rock is olivine (Olivine: Mg 2 SiO 4 ), hydrated stone (Brucite: Mg (OH) 2 ), talc (Talc: Mg 3 Si 2 O 10 (OH) 2 ) and these are candidates for raw minerals for carbonate of carbon dioxide.
산화마그네슘(MgO)의 높은 함량으로 미루어볼 때 수활석은 탄산염광물화에 원료광물로서의 가능성이 충분할 것으로 기대된다. 이들 역시 사문석 및 활석과 같이 마그네슘 규산염 형태의 천연광물로서 존재하는 원료이기 때문에 탄산염광물화를 위한 새로운 정제 공정이나 복잡한 선광공정 등을 거치지 않으므로 경제적인 측면에서의 가능성도 높게 평가할 수 있을 것으로 생각된다. 상기 수활석은 공업적으로 많이 사용되는 광물은 아니지만 종종 산업적으로 이용되는 것으로 알려져 있다. 국내에도 수활석의 공업적인 대량 이용은 아직 널리 알려져 있지 않기 때문에 이들의 산업적인 이용이 확됩되면 고부가가치의 상품의 위치를 차지하게 될 것이다.In view of the high content of magnesium oxide (MgO), it is expected that hydrated stone will be sufficient as a raw mineral for carbonate mineralization. They are also raw materials that exist as natural minerals in the form of magnesium silicates, such as serpentine and talc, so they do not undergo new purification or complex beneficiation processes for carbonate mineralization. The hydrolyzed stones are not industrially widely used minerals, but are often known for industrial use. In Korea, industrial mass use of stony stones is not yet widely known, and if their industrial use is expanded, they will occupy the position of high value-added products.
특히 이산화탄소의 탄산염광물화를 위한 재료로 사용하게 된다면 환경적인 문제와 더불어 그 가치는 더욱 높아질 것이다. 상기 탄산염광물화를 위해서 수활석의 균일화와 이산화탄소와 반응성 향상이 요구되고 있으며, 이러한 노력의 일환으로 수활석의 전처리가 필요한 것이다.In particular, if used as a material for the carbonate mineralization of carbon dioxide, the value will be higher along with environmental problems. The carbonate mineralization is required to homogenize the hydrated stone and to improve the reactivity with carbon dioxide, and as part of this effort, pretreatment of the hydrated stone is required.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 미처리 수활석(Mg(OH)2)에 존재하는 흡착 물분자, 수산기 및 기타 휘발성 물질을 고온상태에서의 열처리를 통해 제거함으로써 마그네슘수산화물을 주성분으로 포함하는 미처리 수활석이 이산화탄소와 반응하여 보다 효과적으로 탄산염으로 생성될 수 있도록 산화마그네슘이 주성분인 수활석 분말로 변환되도록 열처리하는 이산화탄소의 탄산염광물화 원료용 수활석의 전처리방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to remove the adsorption water molecules, hydroxyl groups and other volatiles present in the untreated hydrated stone (Mg (OH) 2 ) by heat treatment at a high temperature state Provides a method for pretreatment of hydrocarbonate for carbonate mineralization raw material for carbon dioxide mineralization raw material which is heat-treated so that magnesium oxide is converted into a hydrocarbonate powder which is a main component so that untreated hydrogel containing magnesium hydroxide as a main component reacts with carbon dioxide to be formed into carbonate more effectively. It is.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.The present invention has the following configuration to achieve the above object.
본 발명의 수활석 전처리방법은, 1) 수활석을 열처리 가능 입자로 분쇄하는 단계; 2) 분쇄된 수활석을 균일하게 분포시키는 단계; 및 3) 상기 후 수활석을 열처리 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method for preliminary treatment of the hydrated stone of the present invention comprises the following steps: 1) grinding the hydrated stone into heat-processable particles; 2) uniformly dispersing the pulverized hydrocalcite; And 3) heat treating the post-shrink stone.
또한, 본 발명의 수활석 전처리방법에 있어서, 상기 1)단계는 열처리 가능도록 상기 수활석의 입도를 125㎛ 이하로 분쇄하는 것이 바람직하며, 상기 2)단계는 분쇄된 상기 수활석을 3㎝ 이하의 두께로 분포되도록 한다.In addition, in the preliminary treatment method of the present invention, the step 1) preferably crushes the particle size of the hydrated stone to 125 μm or less so that the heat treatment is possible, and the step 2) includes the crushed hydrated stone 3 cm or less. It is distributed in the thickness of.
그리고 상기 3)단계는 상기 수활석을 400℃ ~ 1200℃ 이상에서 열처리하는 것이 바람직하다.And in step 3), it is preferable to heat-treat the hydrolyzed stone at 400 ° C to 1200 ° C or higher.
또한 상기 수활석 전처리방법은 대기중 또는 산소공급 상태 중 어느 하나의 조건하에서 이루어지도록 한다.In addition, the method for preliminary treatment of the hydrolyzed stone is performed under any one condition of air or oxygen supply.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 수활석 전처리방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the preliminary treatment method of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 사문석 용해방법은 수활석 분쇄단계(S10), 분포단계(S20)와 열처리단계(S30)로 이루어진다.As shown in Figure 1, the serpentine dissolution method consists of a sintered stone grinding step (S10), distribution step (S20) and heat treatment step (S30).
상기 수활석 분쇄단계(S10)는 수활석 원광을 기계적인 분쇄방법을 이용해 125㎛ 이하로 형성시킨다. 이는 수활석 입자 크기가 너무 크면 열처리 속도가 느리고, 효과적인 열처리를 할 수 없기 때문이다. 여기서 상기 기계적인 분쇄방법은 상기 수활석을 미립자 형태로 분쇄할 수 있는 것이면 어떠한 것도 가능하다.The step of sintering stone (S10) is to form the stool ore to 125㎛ or less using a mechanical grinding method. This is because if the size of the hydrophobic particles is too large, the heat treatment rate is slow and effective heat treatment cannot be performed. The mechanical grinding method may be any one as long as the hydrolyzed stone can be pulverized in the form of fine particles.
상기 분포단계(S20)는 분쇄된 상기 수활석 분말을 3㎝ 이하의 두께로 펼친 상태로 분포시키는 단계이다. 이는 상기 수활석의 분포를 3㎝ 이상에서 두껍게 열처리되면 수활석의 결정구조에서 분리된 수산기 유기물 등의 불순물이 충분히 제거되지 않기 때문이다.The distribution step (S20) is a step of distributing the pulverized calcite powder in an unfolded state with a thickness of 3 cm or less. This is because when the distribution of the hydrolyzate is heat-treated at 3 cm or more, impurities such as hydroxyl organic matter separated from the crystal structure of the hydrolyte are not sufficiently removed.
상기 열처리단계(S30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 분포시킨 수활석에 400℃ 이상의 고온 상태에서 10분 이상 열처리하여, 상기 수활석 구조 내부의 수산기를 제거시킨다. 그리고 상기 수활석 열처리 조건은 대기중 또는 산소공급 상태 중 어느 한 조건을 선택하여 이루어지는데, 이는 상기 수활석 원광은 규소, 마그네슘, 철, 칼슘, 알루미늄 등의 금속 원소를 포함하고 있지만 마그네슘과 칼슘을 제외한 성분의 화학적 구조와 결정학적 구조가 불균일한 구조로 이루어져 있기 때문에 이산화탄소와 반응하여 탄산염을 만드는데 비효율적이기 때문이다. 그리고 산소가 충분한 공급되는 산소공급 전기로 또는 공기 공급 전기로를 이용하는 열처리과정을 통해 수활석 구조가 이산화탄소와의 반응에 유리한 균일 산화물(산화마그네슘, 산화칼슘)들의 구조로 변화하기 때문이다.The heat treatment step (S30), as shown in Figure 2, by heat treatment for 10 minutes or more in a high temperature state of 400 ℃ or more to the distributed stool, to remove the hydroxyl group inside the stool structure. The hydrothermal treatment heat treatment conditions are selected by selecting any one of the air or oxygen supply conditions, which includes the metallic element, such as silicon, magnesium, iron, calcium, aluminum, but magnesium and calcium This is because the chemical and crystallographic structures of the other components are inhomogeneous, which makes it inefficient to react with carbon dioxide to form carbonates. This is because the hydrated stone structure is changed into a structure of homogeneous oxides (magnesium oxide, calcium oxide) which is favorable for reaction with carbon dioxide through an annealing process using an oxygen supplying furnace or an air supplying furnace in which oxygen is sufficiently supplied.
또한 상기 열처리단계(S30)는 1200℃ 온도 조건에서 수행되는 수증기 증발 단계(S31)를 더 포함하며, 이는 상기 수활석의 열처리 과정에서 발생하는 흡착된 수증기를 제거하기 위함이다.In addition, the heat treatment step (S30) further includes a steam evaporation step (S31) is carried out at 1200 ℃ temperature conditions, which is to remove the adsorbed water vapor generated in the heat treatment process of the water.
다양한 실험예를 통하여 본 발명의 바람직한 사용 조건을 설명한다.Various preferred examples of the present invention will be described.
-실험 조건-Experimental conditions
수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼친 상태에서 각각의 시간 10분, 30분, 60분, 90분 동안에 가하는 온도에 따른 수활석을 조사한다.In the state of spreading the hydrophobic powder to a thickness of 3 cm, the hydrophobic stone was investigated according to the temperature applied for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes and 90 minutes each time.
[실험예 1]Experimental Example 1
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 200℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and distributing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to a thickness of 3cm, and heat-treated for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at a high temperature of 200 ℃ and cooled to room temperature to obtain a hydrated stone powder from which impurities are removed.
[실험예 2]Experimental Example 2
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 300℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and distributing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to 3cm thickness, and heat-treated for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at a high temperature of 300 ℃ and cooled to room temperature to obtain a hydrated stone powder free of impurities.
[실험예 3]Experimental Example 3
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 400℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and distributing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to 3cm thickness and heat-treated for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at 400 ℃ high temperature, and cooled to room temperature to obtain a hydrated stone powder from which impurities are removed.
[실험예 4]Experimental Example 4
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 500℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and distributing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to a thickness of 3cm, heat treatment for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at 500 ℃ high temperature, respectively, and allowed to cool to room temperature to obtain a hydrated stone powder from which impurities are removed.
[실험예 5]Experimental Example 5
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 600℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and distributing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to a thickness of 3cm and heat-treated for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at 600 ℃ high temperature, and cooled to room temperature to obtain a hydrated stone powder from which impurities are removed.
[실험예 6]Experimental Example 6
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 700℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and dispersing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to 3cm thickness and heat-treated for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at 700 ℃ high temperature, respectively, and allowed to cool to room temperature to obtain a hydrated stone powder from which impurities are removed.
[실험예 7]Experimental Example 7
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 800℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and dispersing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to 3cm thickness, and heat-treated for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at 800 ℃ high temperature, respectively, and allowed to cool to room temperature to obtain the water-removed stone hydrated powder.
[실험예 8]Experimental Example 8
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 900℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and dispersing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to 3cm thickness and heat-treated for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at 900 ℃ high temperature, and cooled to room temperature to obtain a hydrated stone powder from which impurities are removed.
[실험예 9]Experimental Example 9
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 1000℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and distributing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to 3cm thickness and heat-treated for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at a high temperature of 1000 ℃ and cooled to room temperature to obtain a hydrated stone powder from which impurities are removed.
[실험예 10]Experimental Example 10
125㎛ 이하의 수활석 분말을 3㎝ 두께로 펼쳐 분포시킨 후 1100℃의 고온 상태에서 각각 10분, 30분, 60분, 90분 열처리하고 실온까지 방냉하여 불순물이 제거된 수활석 분말을 얻었다.Spreading and distributing the hydrated stone powder of 125㎛ or less to 3cm thickness and heat-treated for 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes at a high temperature of 1100 ℃ and cooled to room temperature to obtain a hydrated stone powder from which impurities are removed.
-결과--result-
상기 실험 결과인 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 열처리된 수활석 분말들의 열처리 효과를 평가하기 위해 각각의 온도에서 열처리한 수활석 분말들의 질량을 열처리 전과 비교해 보면, 300℃ 이하 일 때는 변화가 없으며, 400℃ 이상에서는 질량 감소량이 20% 이상이며, 1000℃ 이상에서는 질량 감소량이 약 30% 까지 나타나는 것을 알 수 있으며, 또한 도 4를 보면, 400℃ 이상에서 열처리한 수활석의 경우 수산기가 나타나지 않는 것을 알 수 있었다.Referring to FIG. 2 to FIG. 4, which are the experimental results, the mass of the hydrolyzed powders heat-treated at each temperature to evaluate the heat-treatment effect of the heat-treated hydrolyzed powders is changed when the temperature is 300 ° C. or less. It is found that the amount of mass reduction is more than 20% at 400 ° C or higher, and the amount of mass reduction is about 30% at 1000 ° C or higher. It was found that it did not appear.
따라서 질량감소의 결과로 볼 때 수활석 원광에 포함된 불순물의 제거가 충 분히 이루어진 것을 알 수 있다.Therefore, as a result of the mass reduction, it can be seen that the removal of impurities contained in the saltwater ore was sufficiently performed.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes can be made by those skilled in the art, which are included in the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims.
본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.The present invention has the following effects by the above configuration.
본 발명은 미처리 수활석(Mg(OH)2)에 존재하는 흡착 물분자, 수산기 및 기타 휘발성 물질을 고온상태에서의 열처리를 통해 제거함으로써 마그네슘수산화물을 주성분으로 포함하는 미처리 수활석이 이산화탄소와 반응하여 보다 효과적으로 탄산염으로 생성될 수 있도록 산화마그네슘이 주성분인 수활석 분말로 변환되도록 열처리하는 효과가 있다.The present invention removes the adsorbed water molecules, hydroxyl groups and other volatile substances present in the untreated hydrated stone (Mg (OH) 2 ) through heat treatment at a high temperature state, so that the untreated hydrated stone containing magnesium hydroxide as a main component reacts with carbon dioxide. There is an effect of heat treatment so that the magnesium oxide is converted to the hydrated stone powder as a main component so that it can be produced more effectively into carbonate.
또한 본 발명은 수활석의 결정구조 내에서 존재하는 수산기 제거와 동시에 수활석의 결정구조를 변화시킴으로써 이산화탄소와 탄산염을 이루는 반응성 향상의 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the reactivity to form carbon dioxide and carbonate by changing the crystal structure of the hydrated stone at the same time to remove the hydroxyl group present in the crystal structure of the hydrated stone.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050101177A KR100673533B1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Pretreatment method of brucite for co2 mineral carbonation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050101177A KR100673533B1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Pretreatment method of brucite for co2 mineral carbonation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100673533B1 true KR100673533B1 (en) | 2007-01-24 |
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ID=38014675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020050101177A KR100673533B1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Pretreatment method of brucite for co2 mineral carbonation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100673533B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012139743A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Brueck Bartholomaeus T | Environment friendly method for the production of cement |
| KR101639653B1 (en) * | 2015-05-04 | 2016-07-14 | 김호경 | Manufacturing Method for Magnesium oxide powder |
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2005
- 2005-10-26 KR KR1020050101177A patent/KR100673533B1/en not_active IP Right Cessation
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