KR20190094872A - 이산화탄소 분리막을 이용한 광물 탄산화 방법 및 시스템 - Google Patents

이산화탄소 분리막을 이용한 광물 탄산화 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이산화탄소 분리막을 이용한 광물 탄산화 방법 및 시스템에 관한 것으로 본 발명의 일 실시 예로 제시하는 광물 탄산화 방법은 이산화탄소를 분리막을 이용하여 분리하는 단계, 금속염을 추출하는 단계, 추출된 금속염을 탄산이온과 반응시켜 금속 탄산염을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면 금속이온의 추출 공정의 효율을 높일 수 있고, 이산화탄소의 탄산화 공정 효율을 높일 수 있다.

Description

이산화탄소 분리막을 이용한 광물 탄산화 방법 및 시스템{MINERAL CARBONATION METHOD USING CARBON DIOXIDE MEMBRANE}
본 발명은 광물 탄산화 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CO2 분리막을 이용한 광물 탄산화 방법 및 시스템에 관한 것이다.
각종 산업시설에서 발생되는 산업부산물은 기술적으로 응용하는데 어려움이 있어 왔으며, 이에 따라, 산업부산물은 도로, 운동장 등에 단순 매립용 자재 또는 단순 연료 등으로만 활용되고 나머지는 전량 매립되고 있는 실정이다.
대량으로 발생되는 산업부산물의 처리로 인하여 매립장의 부족이 심각해지고 있으며, 매립장 주변에 환경 피해를 주는 등의 문제가 발생하고 있다. 따라서, 재활용이 거의 되지 않고 매립되기만 하던 산업부산물을 재활용함으로써 재처리장의 증설을 막을 수 있고 경제적으로 원가를 절감함과 동시에 이를 통해 환경오염을 예방할 수 있는 재활용 방법이 모색되고 있는 실정이다.
플라이 애쉬, 슬래그와 같은 산업부산물은 일반적으로 다양한 성분을 포함하고 있지만, 상술한 바와 같이 산업부산물의 성분을 이용하기 보다는 단순 자재 또는 단순 연료 등으로만 재활용하고 있어, 부가가치가 높은 용도로의 활용이 요구되어 왔다. 이에 따라, 기존에 광물로부터 알칼리 이온을 용출하여 탄산화시키는 광물탄산화 기술이 에너지 소모가 많고 비용이 과다하게 소요되는 문제를 보완하고자, 광물 자원이 아닌 알칼리 이온을 함유하는 폐자원을 이용하여 탄산화시키는 기술에 대한 관심이 고조되고 있다.
이와 더불어 이산화탄소는 대표적인 온실가스로서, 이산화탄소의 배출량을 저감하기 위한 연구는 지속적으로 진행되고 있다.
특히, 최근에는 이산화탄소를 지중 또는 해양에 폐기하는 것이 아니라, 이산화탄소 전환 및 재이용을 통해 자원으로 활용하기 위한 연구가 활발하게 진행 중이다.
예컨대, 이산화탄소 광물화 전환기술은 칼슘이나 마그네슘 실리케이트와 같은 미네랄을 이용하여 칼슘카보네이트나 마그네슘 카보네이트를 생산함으로써 이산화탄소를 전환시키는 화학반응과 관련된 것이다.
이산화탄소의 광물 탄산화 기술은 산업체에서 포집되거나 배출되는 이산화탄소를 산화물 및 수산화물 형태의 알칼리 및 알칼리토 금속 성분을 함유한 천연 광물 또는 산업체에서 배출되는 무기계 순환 자원(폐콘크리트 등)과 반응시켜 탄산칼슘(CaCO3) 및 마그네사이트(MgCO3) 등의 탄산염 광물로 만들어 이산화탄소를 안정하게 고정화 또는 저장시키는 기술이다.
한국공개특허 10-2012-0024103
본 발명은 이산화탄소 분리 공정과 연계된 광물 탄산화 공정을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 광물 탄산화 방법은, 이산화탄소를 분리막을 이용하여 분리하는 단계; 금속이온을 추출하는 단계; 추출된 금속이온을 탄산이온과 반응시켜 금속탄산염을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 금속이온은 슬래그, 폐콘크리트, 비산재 및 천연광물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상에 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 금속이온은 Ca, Mg, Sr, Cu 및 Li로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속이온을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 금속탄산염을 생성하는 단계에서, 수산화나트륨을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 금속이온을 추출하는 단계에서, 상기 금속이온, 특히 칼슘이온은 pH 5 내지 pH 7의 환경하에서 추출될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 금속이온을 추출하는 단계는, 산업부산물을 슬러리의 형태로 공급하고, 이산화탄소의 공급을 통한 약산성의 환경하에서 진행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 약산성의 환경은 pH 5 내지 6의 범위일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 금속이온을 추출하는 단계는, 리간드를 첨가하여 상기 산업부산물 금속이온과 반응시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 리간드는 아세트산(CH3COOH), 카르복시글루탐산(C6H9NO6), 니트로벤젠(C6H5NO2), 이미노디아세트산(HN(CH2CO2H)2), 시트레이트(Citrate), 글루타메이트(Glutamate) 및 옥살산(C2H2O4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 금속탄산염을 생성하는 단계에서, 상기 칼슘 이온은 pH 8 내지 pH 10의 환경 하에서 수화된 이산화탄소와 반응할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 이산화탄소를 분리막을 이용하여 분리하는 단계에서, 이산화탄소는 90% 이상의 농도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 광물 탄산화 시스템은, 이산화탄소를 설정 농도 이상으로 분리하는 이산화탄소 분리막; 금속이온을 추출하는 추출 반응기; 금속이온과 이산화탄소를 반응시켜 금속탄산염을 생성하는 탄산화 반응기;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 탄산화 반응기에는 수산화나트륨이 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 추출 반응기는 pH 5 내지 pH 7의 환경을 조성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 탄산화 반응기는 pH 8 내지 pH 10의 환경을 조성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 탄산화 반응기에서 미반응 금속이온은 추출 반응기로 회수될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 추출 반응기에는 아세트산(CH3COOH), 카르복시글루탐산(C6H9NO6), 니트로벤젠(C6H5NO2), 이미노디아세트산(HN(CH2CO2H)2), 시트레이트(Citrate), 글루타메이트(Glutamate) 및 옥살산(C2H2O4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 중 적어도 하나의 용질이 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이산화탄소 분리 공정 및 광물 탄산화 공정을 연계함으로써, 금속이온의 추출 공정의 효율을 높일 수 있고, 결국 이산화탄소의 탄산화 공정 효율을 높일 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광물 탄산화 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 광물 탄산화 시스템을 도시한 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명의 본질과 관계없는 부분은 그에 대한 상세한 설명을 생략할 수 있으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여할 수 있다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하도록 의도되지 않으며, 본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 의해 이해되는 개념으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광물 탄산화 방법을 도시한 흐름도이다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 의한 광물 탄산화 방법은 제철, 제강 공정 등에서 발생하는 슬래그를 출발물질로 일부 재활용하여, 금속이온을 포함하는 출발물질에 발전소 등에서 포집한 이산화탄소를 공급하여 금속탄산염을 형성할 수 있다. 즉, 이산화탄소를 출발물질에 고정하여 이산화탄소를 저감할 수 있다.
이와 같은 광물 탄산화 방법은 이산화탄소 분리 단계(S10), 금속이온 추출 단계(S20), 탄산화 반응 단계(S30)를 포함한다.
이산화탄소 분리 단계(S10)는 공급되는 이산화탄소의 농도를 높이는 과정을 포함한다. 이산화탄소의 농도가 높을 경우 후공정인 추출 단계 및 탄산화 반응 단계의 효율이 높아질 수 있다.
이산화탄소는 흡수탑을 통해 제공받을 수 있다. 즉, 이산화탄소가 함유된 배기가스가 흡수탑에 공급되면, 흡수탑에서는 화학흡수법에 의해 이산화탄소 함유 배기가스로부터 이산화탄소를 흡수액으로 흡수할 수 있다. 흡수액으로는 화학적으로 안정한 암모니아수가 사용될 수 있다.
이산화탄소는 흡수탑 하부로 배출될 수 있으며, 이산화탄소가 제거된 배기가스는 흡수탑 상부로 이동하여 배출될 수 있다.
이산화탄소 분리 단계(S10)에서, 흡수탑의 하부로 배출된 이산화탄소는 분리막에 의해 분리된다. 분리막을 거친 후 이산화탄소의 농도는 90% 이상으로 농축될 수 있다. 이와 같이 농축된 이산화탄소는 이후 공정인 금속이온 추출 단계 및 탄산화 반응 단계에서 해당 공정 효율을 현저하게 높일 수 있다. 이산화탄소 분리 단계(S10)에서는 분리막을 사용한 막분리 공정이 사용될 수 있으며, 이러한 막분리 공정은 다른 기술들에 비해 어떠한 상변화가 요구되지 않으며, 장치가 간단하고, 운동부품이 없으므로 에너지 절약적이고 또한 상대적으로 운전, 제어, 스케일업이 용이하다는 장점을 가질 수 있다. 그리고 막분리 공정에서 사용되는 분리막을 통한 특정 가스의 학산 특성은 분리막의 물리화학적 특성과 투과되는 가스종의 특성에 좌우되어 어떠한 재질로 분리막을 제조하는가에 따라 분리막 특성에 큰 차이가 날 수 있다.
이산화탄소를 포집하기 위한 분리막으로는 고분자 분리막, 탄소 분리막, 수송촉진 분리막 등이 사용될 수 있다.
고분자 분리막에서 가스 성분은 고분자의 틈새를 통과한다. 또한, 고분자사슬은 움직이기 때문에 가스 성분을 고분자 틈새에서 주위 고분자 틈새로 확산되게 도와주어 가스 분자가 효과적으로 확산할 수 있게 한다. 이산화탄소를 회수하기 위해 고분자 분리막을 사용하는 경우 일반적으로 배가스내에 포함된 이산화탄소의 농도가 낮기 때문에 많은 양의 가스를 분리막을 통해 투과시켜야 하고, 높은 배가스 온도에 의해 고분자 분리막이 쉽게 파괴될 수 있어 배가스의 온도를 100도 이하로 냉각시켜 사용하여야 한다. 배가스 중에 화학성분을 포함하고 있다면 분리막을 내화학성으로 만들어야 하며, 고분자분리막 양면에 큰 압력차가 발생하여야만 분리가 일어나기 때문에 높은 에너지 손실이 있을 수 있다.
탄소 분리막은 열경화성 고분자의 열분해 공정을 통해 만들 수 있는데, 우수한 내열 및 내화학성 특성을 가지고 있어 석탄화력발전소내의 배가스 중 이산화탄소를 포집하는데 유용하게 사용될 수 있다.
수송촉진 분리막은 분리막 기공내에 이산화탄소를 선택적으로 흡수 또는 흡착할 수 있는 반응물을 첨가시켜 높은 선택도와 투과도를 동시에 얻을 수 있는 분리막인 반면 분리막 양단에 부하되는 압력차가 크면 첨가한 수송촉진제가 유출되어 분리막 기능을 잃어버릴 가능성이 있다는 문제점이 있다.
금속이온 추출 단계(S20)에서는 이산화탄소와 반응하여 금속탄산염을 생성할 수 있는 금속이온을 추출한다.
금속이온은 슬래그, 폐콘크리트, 비산재 및 천연광물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상에 포함된 것일 수 있다. 즉, 제철소에서 발생한 부산물인 슬래그, 발전소 등의 탈황설비에서 발생한 폐석고, 건축 시공 등에서 발생한 부산물인 폐콘크리트, 소각장 등에서 발생한 비산재, 천연광물로서 사문석 등을 금속이온으로 재활용할 수 있다.
또한, 금속이온은 이산화탄소와 반응하여 금속탄산염을 생성할 수 있는 Ca, Mg, Sr, Cu 및 Li로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속이온을 포함할 수 있으며, 특히 일 실시예에서는 칼슘이온이 적용된다.
금속이온 추출 단계(S20)에서, 추출 반응기에는 슬래그, 비산재 등의 산업 부산물과 더불어 DI Water를 투입한다. 이때, 금속이온 특히 칼슘이온의 추출 효율을 높이기 위해 용질을 투입할 수 있다. 용질로는 아세트산(CH3COOH), 카르복시글루탐산(C6H9NO6), 니트로벤젠(C6H5NO2), 이미노디아세트산(HN(CH2CO2H)2), 시트레이트(Citrate), 글루타메이트(Glutamate) 및 옥살산(C2H2O4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나가 적용될 수 있다. 용질은 0.1몰/l가 투입될 수 있다.
금속이온의 추출 반응 시 pH 5 ~ pH 7의 환경 하에서 추출 공정을 진행할 수 있다. pH 7을 초과할 경우 추출 효율이 저하될 수 있다. 그리고 pH 5 미만일 경우 이후의 탄산화 공정을 진행하기 위한 pH 조건으로 높이기 위해서는 탄산화 공정에서 수산화나트륨(NaOH)의 소비량이 증가됨으로써 경제적 이점이 상실될 수 있다.
즉, 금속이온 추출 단계(S20)에서, 이산화탄소 분리막에 의해 분리된 이산화탄소를 공급함으로써, pH 5 내지 pH 7의 약산성 환경으로 유지시킬 수 있다. 종래 질산 혹은 염산을 사용하여 강산 조건에서 알칼리 토금속 이온을 추출하던 방법과는 달리, 강산을 사용하지 않고 CO2 가스를 이용함으로써, 산성용액을 폐기물로서 별도로 처리해야하는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 여기서 반응하지 않고 남은 CO2는 추후 탄산화 공정에 재활용되어 사용될 수 있다.
또한, 금속이온 추출 단계(S20)에서, 산업부산물에 첨가되는 용매로서 산성 용매를 사용할 경우 탄산염 추출 효율이 낮지만, 리간드를 사용할 경우 리간드를 사용하지 않은 경우와 비교하여 탄산염의 추출 효율이 급격히 상승하는 효과를 갖는다. 리간드는 산업부산물 내 칼슘이온 또는 마그네슘이온을 선택적으로 용출시킬 수 있다. 즉, 리간드가 특정 금속이온과 배위결합하는 특성을 이용함으로 인해 선택적으로 금속이온을 추출하여 이와 반응할 수 있다.
탄산화 반응 단계(S30)에서는 금속이온과 이산화탄소를 반응시켜 금속탄산염을 생성한다. 이때 탄산화 반응 단계에는 수산화나트륨이 공급될 수 있다. 탄산화 반응은 pH 9 이상의 환경 하에서 진행될 수 있다.
예컨대, 탄산화 반응 단계(S30)에서, 슬러리 형태의 산업부산물을 공급하여 pH 9 내지 pH 10의 약염기성 환경으로 유지시킬 수 있다. 기존에는 pH를 조절하기 위해 염화나트륨, 수산화나트륨 등을 사용하여 염기성 조건에서 탄산화 공정을 진행했던 방법과는 달리, 별도의 염기성 용액을 사용하지 않고 산업부산물을 재활용하여 pH 환경을 조절할 수 있다.
이때, 공급되는 산업부산물은 슬러리 형태로 공급되기 때문에 산업부산물 내 알칼리 토금속 이온은 탄산화 반응에 영향을 미치지 않는다. 이를 통해, 염기성 용액을 별도로 처리해야하는 문제점을 해결할 수 있으며, 별도의 공정이 단축되고 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다. 물론 필요에 따라서는 일 실시예에 의한 탄산화 반응 단계에도 염기성 용액을 이용하여 pH를 조절할 수 있다.
탄산화 반응 단계(S30)에서 고농도의 이산화탄소가 공급되지 않을 경우 추출 효율이 저하될 수 있고, 또한 수산화나트륨의 소비량이 증가할 수 있으며, 이에 따라 경제적 효율이 저하될 수 있다. 이를 위해 일 실시예에서는 추출 반응기에서 추출된 금속이온이 탄산화 반응기로 공급됨과 함께, 분리막을 통과한 수화된 이산화탄소 역시 탄산화 반응기로 공급된다.
탄산화 반응 단계(S30)는 고액분리 과정을 포함할 수 있다. 고액분리를 통해 획득된 고체 상태의 금속탄산염은 종이, 타이어의 필러 등으로 사용될 수 있다.
이와 같이 일 실시예에 따르면, 이산화탄소 분리 공정 및 광물 탄산화 공정을 연계함으로써, 금속이온의 추출 공정의 효율을 높일 수 있고, 결국 이산화탄소의 탄산화 공정 효율을 높일 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 광물 탄산화 시스템을 도시한 것이다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 의한 광물 탄산화 시스템은 분리막(20), 추출 반응기(30), 탄산화 반응기(40)를 포함한다.
분리막(20)에는 흡수탑을 바이패스한 이산화탄소가 통과하게 된다. 즉, 흡수탑의 하부로 배출된 이산화탄소는 분리막(20)에 의해 분리된다. 분리막(20)은 이산화탄소의 농도를 설정 농도 이상으로 분리할 수 있다. 즉, 분리막(20)을 거친 후 이산화탄소의 농도는 90% 이상으로 농축될 수 있다.
추출 반응기(30)는 금속이온을 추출한다. 즉, 추출 반응기(30)에는 산업 부산물이 투입되고, 이 산업 부산물로부터 금속이온이 추출될 수 있다. 일 실시예에 적용되는 산업 부산물로는 슬래그, 폐콘크리트, 비산재 및 천연광물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
추출 반응기(30)에서 추출되는 금속이온은 이산화탄소와 반응하여 금속탄산염을 생성할 수 있는 Ca, Mg, Sr, Cu 및 Li로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속이온을 포함할 수 있으며, 특히 일 실시예에서는 칼슘이온이 적용된다.
추출 반응기(30)에는 슬래그, 비산재 등의 산업 부산물과 더불어 DI Water가 투입될 수 있다. 이때, 금속이온 특히, 칼슘이온의 추출 효율을 높이기 위해 추출 반응기(30)에는 리간드가 더 투입될 수 있다. 리간드로는 아세트산(CH3COOH), 카르복시글루탐산(C6H9NO6), 니트로벤젠(C6H5NO2), 이미노디아세트산(HN(CH2CO2H)2), 시트레이트(Citrate), 글루타메이트(Glutamate) 및 옥살산(C2H2O4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나가 적용될 수 있다. 추출 반응기는 pH 5 ~ pH 7의 환경 하에서 금속이온의 추출 공정을 진행할 수 있다.
즉, 추출 반응기(30)에는 산업부산물이 슬러리 형태로 공급되고, 이산화탄소 분리막(20)에 의해 분리된 이산화탄소의 공급을 통한 약산성의 환경 하에서 리간드를 첨가하여 산업부산물 내 금속이온과 반응시킬 수 있다.
탄산화 반응기(40)는 금속이온과 이산화탄소를 반응시켜 금속탄산염을 생성한다. 즉, 추출 반응기(30)에서 추출된 금속이온은 탄산화 반응기(40)로 공급되고, 분리막(20)을 통과한 수화된 이산화탄소 역시 탄산화 반응기(40)로 공급된다. 각각 탄산화 반응기(40)로 공급된 금속이온과 이산화탄소는 서로 반응하여 금속탄산염 특히, 탄산칼슘(CaCO3)을 생성할 수 있다.
탄산화 반응기(40)에서 반응한 고순도 금속탄산염 및 청정가스는 배출되고, 나머지 미반응 금속이온이 포함된 DI Water는 추출 반응기(30)로 회수될 수 있다. 회수된 금속이온은 다시 탄산화 반응기(40)로 공급되어 다시 한번 탄산화 공정을 진행할 수 있다.
이때, pH의 변화를 최소화하기 위해 탄산염을 제조하는 단계에서 슬러리 형태의 산업부산물을 공급하여, 염기성 용액을 사용하지 않고도 약염기성 환경을 유지시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
20; 분리막
30; 추출 반응기
40; 탄산화 반응기

Claims (17)

  1. 이산화탄소를 분리막을 이용하여 분리하는 단계;
    산업부산물로부터 금속이온을 추출하는 단계;
    추출된 금속이온을 분리막에 의해 분리된 이산화탄소와 반응시켜 금속탄산염을 생성하는 단계;
    를 포함하는 광물 탄산화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속이온은 슬래그, 폐콘크리트, 비산재 및 천연광물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상에 포함된 광물 탄산화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속이온은 Ca, Mg, Sr, Cu 및 Li로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속이온을 포함하는 광물 탄산화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속이온을 추출하는 단계에서, 상기 금속이온은 pH 5 내지 pH 7의 환경 하에서 추출되는 광물 탄산화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속이온을 추출하는 단계는, 산업부산물을 슬러리의 형태로 공급하고, 이산화탄소의 공급을 통한 약산성의 환경 하에서 진행되는 광물 탄산화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 약산성의 환경은 pH 5 내지 6의 범위인 광물 탄산화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속이온을 추출하는 단계는, 리간드를 첨가하여 상기 산업부산물 금속이온과 반응시키는 단계를 포함하는 광물 탄산화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    리간드는 아세트산(CH3COOH), 카르복시글루탐산(C6H9NO6), 니트로벤젠(C6H5NO2), 이미노디아세트산(HN(CH2CO2H)2), 시트레이트(Citrate), 글루타메이트(Glutamate) 및 옥살산(C2H2O4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 광물 탄산화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 금속탄산염을 생성하는 단계에서, 수산화나트륨을 공급하는 단계를 더 포함하는 광물 탄산화 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 금속탄산염을 생성하는 단계에서, 상기 금속이온은 pH 8 내지 pH 10의 환경 하에서 수화된 이산화탄소와 반응하는 광물 탄산화 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이산화탄소를 분리막을 이용하여 분리하는 단계에서, 이산화탄소는 90% 이상의 농도를 갖는 광물 탄산화 방법.
  12. 이산화탄소를 설정 농도 이상으로 분리하는 이산화탄소 분리막;
    금속이온을 추출하는 추출 반응기;
    금속이온과 이산화탄소를 반응시켜 금속탄산염을 생성하는 탄산화 반응기;
    를 포함하는 광물 탄산화 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 탄산화 반응기에는 수산화나트륨이 공급되는 광물 탄산화 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 추출 반응기는 pH 5 내지 pH 7의 환경을 조성하는 광물 탄산화 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 탄산화 반응기는 pH 8 내지 pH 10의 환경을 조성하는 광물 탄산화 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 탄산화 반응기에서 미반응 금속이온은 추출 반응기로 회수되는 광물 탄산화 시스템.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 추출 반응기에는 아세트산(CH3COOH), 카르복시글루탐산(C6H9NO6), 니트로벤젠(C6H5NO2), 이미노디아세트산(HN(CH2CO2H)2), 시트레이트(Citrate), 글루타메이트(Glutamate) 및 옥살산(C2H2O4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 리간드가 공급되는 광물 탄산화 시스템.
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