(57)【要約】  マグネシアを製造する方法は、ＣＯ２含有排出物をマグネシウム含有材料と接触させて炭酸マグネシウムを製造し；炭酸マグネシウムを焼成してＣＯ２副生成物およびマグネシアを製造し；ＣＯ２副生成物の少なくとも一部をマグネシウム含有材料と接触させて炭酸マグネシウムを製造するために再循環させることを含むことができる。  マグネシウム含有材料はフィロケイ酸塩または白石綿採鉱残渣などの採鉱残渣を含むことができ、生成された炭酸マグネシウムは、マグネシアを生成するために焼成に供される沈降ネスケホナイトを含むことができる。【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ２排出量とマグネシウム含有物質とを接触させ、炭酸マグネシウムを生産していることと、
炭酸マグネシウムを焼成してＣＯ２副生成物とマグネシアを生成することと、
ＣＯ２副生成物の少なくとも一部をマグネシウム含有材料と接触させて炭酸マグネシウムを製造するために再循環することと、
を含む、マグネシアの製造方法。
【請求項２】
接触させる工程が水性スラリー中にマグネシウム含有材料を提供し、ＣＯ２含有放出物およびＣＯ２副生成物を水性スラリーと接触させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
接触工程において、沈殿可能な炭酸塩を含み、沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩を実質的に含まない炭酸塩充填スラリーを製造することと、
炭酸塩を装填したスラリーを、沈殿性炭酸塩を含む水相および固相に分離することと、
水相から炭酸マグネシウムを沈殿させることと、
炭酸マグネシウムを水相から分離させることと、
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＣＯ２含有排出物が、前記マグネシア製造設備からの燃焼ガスを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
燃焼ガスが焼成工程に由来する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記燃焼ガスが前記ＣＯ２含有排出物と接触する前に、前記マグネシウム含有材料の熱活性化ステップから誘導される、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記マグネシウム含有材料と接触するために使用されるＣＯ２が、専ら前記マグネシア製造設備から得られる、請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ＣＯ２含有排出物が、別個の排出源からの排出物を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
さらにＣＯ２含有排出物と接触する前に、マグネシウム含有材料に熱活性化前処理を施すことを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記熱活性化前処理は、約６００〜７００℃の温度で実施される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱活性化前処理は、約２０〜６０分間の持続時間で実施される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱活性化前処理に由来するＣＯ２が前記接触工程に供給される、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記マグネシウム含有材料を、複数のＣＯ２源流を含むＣＯ２供給流と接触させる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＣＯ２供給流中の各ＣＯ２源流の相対量を制御することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記制御が、前記ＣＯ２源流の圧力、温度および／または組成に従って行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＣＯ２供給流が、追加のマグネシア製造トレインに由来するＣＯ２をさらに含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
追加のマグネシア製造トレインが従来の製造トレインを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
マグネシウム含有材料が蛇紋石を含むか、または蛇紋石もしくはその変異体から誘導される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記マグネシウム含有材料が天然に存在する鉱物材料から誘導される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記マグネシウム含有材料は、玄武岩、ペリドッタイト、蛇紋岩、親油岩、悪臭岩、超悪臭岩、ペリドット、ピロキセン、かんらん石、蛇紋岩、酸化マグネシウム含有鉱物、および／またはブルサイトのうちの少なくとも１つから誘導される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記マグネシウム含有材料は炭酸化の前にマグネシウム含有微粒子材料を生成するように前処理され、前記マグネシウム含有微粒子材料は約１重量％〜約３５重量％のマグネシウム含有量を有する、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
マグネシウム含量が約１０重量％から約３０重量％の間で請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記マグネシウム含有材料が工業副生成物材料から誘導される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記工業副生成物材料が、製鋼スラグおよび/または製鋼摩耗酸化マグネシウムレンガを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
マグネシウム含有材料が鉱物残渣から誘導される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
マイニング残渣がフィロシリケートマイニング残渣および／またはクリソタイルマイニング残渣を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
接触工程が炭酸マグネシウムおよびＣＯ２欠乏ガスを製造するための炭酸塩化のために、約２００℃から約５００℃の間の炭酸塩化温度および約１バールから約２０バールの間の炭酸塩化圧力で、少なくとも１つの炭酸塩化ユニット中で実質的に乾燥した形態でＣＯ２をマグネシウム含有材料と接触させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
マグネシウム含有材料をサイズ縮小し、炭酸化前に磁性画分を除去することをさらに含む、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
約２００ミクロン〜約１０００ミクロンの粒径を提供するように出発材料を粉砕して、サイズ決めされた材料を製造することと、
サイズ決めされた材料から磁性画分を除去して非磁性画分を製造することと、
非磁性画分を粉砕して、最大で７５ミクロンの粒径を有するマグネシウム含有材料を製造することと、
をさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記焼成が、間接加熱焼成ユニットにおいて行われる、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記焼成が、直接加熱焼成ユニット中で行われる、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記マグネシウム含有材料と接触する前記ＣＯ２含有ガスの少なくとも１つの特性を制御することをさらに含む、請求項１〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記制御が前記ＣＯ２含有排出物の相対量を調節することを含み、前記ＣＯ２副生成物が、前記マグネシウム含有材料と接触するために使用される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記制御が、前記マグネシウム含有材料と接触する前記ＣＯ２含有ガスのガス圧、ガス温度、および／またはＣＯ２含有量を制御するために実行される、請求項３２または３３に記載の方法。
【請求項３５】
請求項１〜３４のいずれか一項に記載の炭酸マグネシウム製造方法のいずれかの１つまたは複数の特徴をさらに含む、方法。
【請求項３６】
ＣＯ２含有ガスをマグネシウム含有材料と接触させて炭酸マグネシウムを生成することと、
炭酸マグネシウムを焼成してＣＯ２副生成物とマグネシアを生成することと、
ＣＯ２副生成物の少なくとも一部を、マグネシウム含有物質と接触させて炭酸マグネシウムを製造するためのＣＯ２含有ガスの少なくとも一部として再循環することと、
を含むマグネシアの製造方法。
【請求項３７】
請求項１〜３５のいずれか一項に記載の１つ以上の特徴をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
ＣＯ２含有ガスを水性スラリー中のマグネシウム含有物質と接触させることと、
水性スラリーから沈降炭酸マグネシウムを回収することと、
沈殿した炭酸マグネシウムを焼成し、ＣＯ２副生成物とマグネシアを生成することと、
を含むマグネシアの製造方法。 
【請求項３９】
請求項１〜３７のいずれか一項に記載の１つ以上の特徴をさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
炭酸マグネシウムがネスケホナイトを含む、またはネスケホナイトからなる、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
少なくとも１つの炭酸化ユニット：
ＣＯ２含有ガスを受け入れるためのガス入口、
マグネシウム含有材料を含む水性スラリーを受け入れるためのスラリー入口、
ＣＯ２消耗ガスを生成するために水性スラリーのマグネシウムの少なくとも一部をＣＯ２で炭酸化するための炭酸化容器、および沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む炭酸塩負荷スラリー、
沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む炭酸塩負荷スラリーを放出するためのスラリー出口、および
ＣＯ２消耗ガスを放出するためのガス出口；
分離ユニット： 
少なくとも１つの炭酸化ユニットのスラリー出口から沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む炭酸塩負荷スラリーを受け入れるためのスラリー入口、
沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む炭酸塩負荷スラリーを固相および沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む水相に分離するための分離チャンバー、ならびに
水相を放出するための液体出口、ならびに
下記を有する沈殿ユニット： 
分離ユニットの液体出口から沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む水相を受け入れるためのスラリー入口、
炭酸マグネシウムを沈殿させ、沈殿スラリーを形成するための沈殿チャンバー、および
沈殿スラリーを放出するための液体出口； 
炭酸マグネシウムの少なくとも一部を受け取り、焼成マグネシア材料およびＣＯ２副生成物流を生成する焼成ユニット、
を含むマグネシア製造システム。
【請求項４２】
前記ＣＯ２含有ガスの少なくとも一部として前記ＣＯ２副生成物流を前記炭酸化ユニットに供給するものとして前記ＣＯ２副生成物流を収集するＣＯ２収集及び供給システムをさらに備える、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
請求項１〜３９のいずれか一項に記載の少なくとも１つの追加の特徴をさらに含む、請求項４０または４１に記載のシステム、または本明細書で説明または例示されるシステム。
【請求項４４】
二酸化炭素を産業排出物から隔離し、マグネシアを生成するための、フィロシリケート鉱山残渣の使用。
【請求項４５】
マグネシウム含有材料によるＣＯ２放出の捕捉から誘導される沈降炭酸マグネシウムの、焼成によるマグネシアの製造のための使用。
【請求項４６】
焼成によるマグネシアの製造のための析出ネスケホナイトの使用。
【請求項４７】
沈殿したネスケホナイトからなる炭酸マグネシウムを焼成ユニットに供給し、前記沈殿したネスケホナイトを焼成してマグネシアを製造することを含む、マグネシアの製造方法。
【請求項４８】
湿潤または乾燥形態のマグネシウム含有材料を炭酸塩化ユニット中で工業排出物からの二酸化炭素と接触させて炭酸塩負荷スラリーを形成し、炭酸塩負荷スラリーから炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウムを沈殿ユニット中で沈殿させることによって誘導される沈殿炭酸マグネシウムの焼成によって生成されるマグネシア生成物。
【請求項４９】
沈降炭酸マグネシウムがネスケホナイトからなる、請求項４８に記載のマグネシア。
【請求項５０】
焼成からＣＯ２含有副生成物流を回収することと、
処理されたＣＯ２副生成物流をマグネシウム含有材料と接触させる前に、ＣＯ２含有副生成物を水除去して、処理されたＣＯ２副生成物流を生成することと、
をさらに含む、請求項１〜４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５１】
前記マグネシウム含有材料がエバポライトを含む、請求項１〜５０のいずれか一項に記載の方法またはシステム。
【請求項５２】
前記エバポライトが蒸発器ユニットから誘導される、請求項５１に記載の方法またはシステム。
【請求項５３】
前記エバポライトが塩化マグネシウム塩を含む、請求項５１に記載の方法またはシステム。
【請求項５４】
前記エバポライトが硫化マグネシウム塩を含む、請求項５１に記載の方法またはシステム。
【請求項５５】
前記エバポライトが炭酸マグネシウム塩を含む、請求項５１に記載の方法またはシステム。
【請求項５６】
前記エバポライトが、炭酸化の前に前処理される、請求項５１〜５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
前記ＣＯ２副生成物の前記部分のＣＯ２含有量が前記ＣＯ２含有排出物のＣＯ２含有量よりも大きい、請求項５１〜５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
前記ＣＯ２副生成物の前記部分のＣＯ２含有量が前記ＣＯ２含有排出物のそれよりも少なくとも１０％大きい、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記ＣＯ２副生成物の前記部分のＣＯ２含有量が前記ＣＯ２含有排出物のそれよりも少なくとも２０％大きい、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記ＣＯ２副生成物の前記部分のＣＯ２含有量が前記ＣＯ２含有排出物のそれよりも少なくとも５０％大きい、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
ＣＯ２副生成物の部分のＣＯ２含有量が１５重量％〜２５重量％であり、ＣＯ２含有排出物のＣＯ２含有量が１０重量％〜２０重量％である、請求項５７〜６０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６２】
前記焼成が、空気および可燃性ガスの流量を調節すること、および／または前記酸素含有ガス中の酸素含有量を調節することによって制御され、前記ＣＯ２含有排出物よりも大きいＣＯ２副生成物のＣＯ２含有量を得る、請求項５７〜６１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野は一般に、炭酸マグネシウムからのマグネシアの生産に関し、より詳細には、マグネシアの生産を二酸化炭素隔離と統合すること、および蛇紋岩（serpentinite）などのマグネシウムを含有する超苦鉄質岩の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシア（ＭｇＯ）は、耐火物分野で使用される最も一般的な一次材料である。それは、天然の堆積物から誘導されるマグネサイト（ＭｇＣＯ３）の焼成、またはブラインからの沈殿により慣用的に製造される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
焼成経路は様々な環境上の課題をもたらすが、これまで最も使用されてきた。
マグネシア製造中に行われる脱炭素からのＣＯ２発生および関連するエネルギー要件は問題がある。
【０００４】
エネルギー効率と代替エネルギーの利用はＣＯ２排出量を削減できるが、プロセス排出量の５０％以上はプロセス自体によるものである。
【０００５】
地球周囲の天然マグネサイト堆積物は、数千年にわたって起こる天然の地質学的プロセスに基づいて、永久的に捕捉され、安全に貯蔵されるＣＯ２の大きな天然の貯留層である。
【０００６】
残念ながら、このような材料は様々な産業で使用されるＭｇＯ生産の主要な供給源でもあり、その結果、このＣＯ２が大気に戻り、したがって地球温暖化に寄与する。
【０００７】
既知のマグネシア製造方法の欠点の少なくともいくつかを克服する技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
いくつかの実施態様では、ＣＯ２含有排出物をマグネシウム含有材料と接触させて炭酸マグネシウムを製造することを含む、マグネシアを製造する方法が提供される；炭酸マグネシウムを焼成してＣＯ２副生成物およびマグネシアを生成させ、ＣＯ２副生成物の少なくとも一部をマグネシウム含有材料と接触させて炭酸マグネシウムを生成させるために再循環させる。
【０００９】
いくつかの実施態様では、接触させるステップがマグネシウム含有材料を水性スラリー中に供給するステップと、ＣＯ２含有排出物およびＣＯ２副生成物を水性スラリーと接触させるステップとをさらに含む。
【００１０】
いくつかの実施態様では、本方法が接触工程において、沈殿可能な炭酸塩を含み、沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩を実質的に含まない炭酸塩充填スラリーを製造する工程と、炭酸塩充填スラリーを沈殿可能な炭酸塩および固相を含む水相に分離する工程と、炭酸マグネシウムを水相から沈殿させる工程と、炭酸マグネシウムを水相から分離する工程とを含む。
【００１１】
いくつかの実施態様では、ＣＯ２含有排出物がマグネシア製造設備からの燃焼ガスを含む。
【００１２】
いくつかの実施態様では、燃焼ガスが焼成ステップから導出される。
燃焼ガスは、ＣＯ２含有排出物と接触する前のマグネシウム含有材料の熱活性化ステップから誘導することができる。
【００１３】
いくつかの実施態様では、マグネシウム含有材料と接触するために使用されるＣＯ２が専らマグネシア製造設備から得られる。
【００１４】
いくつかの実施態様では、ＣＯ２含有排出物が別個の排出源からの排出物を含む。
【００１５】
いくつかの実施態様では、本方法がCO2含有排出物と接触させる前に、マグネシウム含有材料を熱活性化前処理に付すことを含む。
いくつかの実施態様では、熱活性化前処理が約６００〜７００℃の温度で実施される。
【００１６】
いくつかの実施態様では、熱活性化前処理が約２０〜６０分の持続時間で実施される。
【００１７】
いくつかの実施態様において、熱活性化前処理に由来するＣＯ２は、接触工程に供給される。
【００１８】
いくつかの実施態様では、マグネシウム含有材料が複数のＣＯ２供給源ストリームを含むＣＯ２供給ストリームと接触される。
【００１９】
本方法はまた、ＣＯ２供給流中の各ＣＯ２源流の相対量を制御することを含んでもよい。
【００２０】
制御は、ＣＯ２源流の圧力、温度および/または組成に従って行うことができる。
【００２１】
いくつかの実施態様では、ＣＯ２供給流が追加のマグネシア製造トレインに由来するＣＯ２をさらに含む。
【００２２】
いくつかの実施態様では、追加のマグネシア製造トレインが従来の製造トレインを含む。
【００２３】
いくつかの実施態様では、マグネシウム含有材料が蛇紋石を含むか、または蛇紋石もしくはその変異体から誘導される。
【００２４】
いくつかの実施態様では、マグネシウム含有材料が天然に存在する鉱物材料から誘導される。
【００２５】
いくつかの実施態様では、マグネシウム含有材料が玄武岩、ペリドッタイト、蛇紋岩、親油岩、悪臭岩、超悪臭岩、ペリドット、ピロキセン、かんらん石、蛇紋岩、酸化マグネシウム含有鉱物、および/またはブルサイトのうちの少なくとも1つから誘導される。
【００２６】
いくつかの実施態様ではマグネシウム含有材料が炭酸化の前にマグネシウム含有微粒子材料を生成するように前処理され、マグネシウム含有微粒子材料は約1重量％〜約３５重量％のマグネシウム含有量を有する。
【００２７】
いくつかの実施態様では、マグネシウム含有量が約１０重量％〜約３０重量％である。
【００２８】
いくつかの実施態様では、マグネシウム含有材料が工業副生物材料から誘導される。
【００２９】
工業的副生物材料は、製鋼スラグおよび/または製鋼摩耗酸化マグネシウムレンガを含むことができる。
【００３０】
いくつかの実施態様では、マグネシウム含有材料は鉱物残渣から誘導される。
【００３１】
マイニング残渣は、フィロケイ酸塩マイニング残渣および/または白石綿マイニング残渣を含み得る。
【００３２】
いくつかの実施態様では、接触ステップが炭酸マグネシウムおよびＣＯ２欠乏ガスを生成するために炭酸ガスを炭酸ガス化するために、約２００度〜約５００℃の炭酸温度および約１バール〜約２０バールの炭酸ガス化圧力で、少なくとも１つの炭酸ガス化ユニット中で実質的に乾燥した形態でＣＯ２をマグネシウム含有材料と接触させることを含む。
【００３３】
いくつかの実施態様では、この方法がマグネシウム含有材料をサイズ縮小に供し、炭酸化前に磁性画分を除去することを含む。
【００３４】
いくつかの実施態様では、本方法が出発材料を粉砕して約２００ミクロンと約１０００ミクロンの間の粒径を提供してサイズ決めされた材料を製造するステップと、サイズ決めされた材料から磁性画分を除去して非磁性画分を生成するステップと、非磁性画分を粉砕して最大７５ミクロンの粒径を有するマグネシウム含有材料を生成するステップとを含む。
【００３５】
いくつかの実施態様では、焼成が間接加熱焼成ユニット中で行われる。
焼成は、直接加熱焼成ユニットで行うことができる。
【００３６】
いくつかの実施態様では、プロセスがマグネシウム含有材料と接触するＣＯ２含有ガスの少なくとも１つの特性を制御することを含む。
【００３７】
制御はＣＯ２含有排出物の相対量を調節することを含んでもよく、ＣＯ２副生成物はマグネシウム含有材料と接触するために使用される。
【００３８】
制御は、マグネシウム含有材料と接触するＣＯ２含有ガスのガス圧、ガス温度、および／またはＣＯ２含有量を制御するために実行され得る。
【００３９】
いくつかの実施態様では、上記のプロセスが本明細書に記載される炭酸マグネシウム製造方法のうちの１つ以上の特徴を含む。
【００４０】
いくつかの実施態様では、マグネシアの製造方法が提供される：
ＣＯ２含有ガスをマグネシウム含有材料と接触させて炭酸マグネシウムを生成し；炭酸マグネシウムを焼成してＣＯ２副生成物およびマグネシアを生成し；ＣＯ２副生成物の少なくとも一部を、マグネシウム含有材料と接触させて炭酸マグネシウムを生成するためのＣＯ２含有ガスの少なくとも一部として再循環させる。
【００４１】
そのようなプロセスは、上述または本明細書で説明される1つまたは複数の特徴を含むことができる。
【００４２】
いくつかの実施態様では、マグネシアの製造方法が提供される： 
ＣＯ２含有ガスを水性スラリー中のマグネシウム含有物質と接触させ、水性スラリーから沈降炭酸マグネシウムを回収し、沈降炭酸マグネシウムを焼成して、ＣＯ２副生成物およびマグネシアを生成する。
【００４３】
そのようなプロセスは、上述または本明細書で説明される１つまたは複数の特徴を含むことができる。
【００４４】
いくつかの実施態様では、炭酸マグネシウムがネスケホナイトを含むか、またはネスケホナイトからなる。
【００４５】
いくつかの実施態様では、以下を含むマグネシア製造システムが提供される： 
少なくとも１つの炭酸化ユニット：
ＣＯ２含有ガスを受け入れるためのガス入口、
マグネシウム含有材料を含む水性スラリーを受け入れるためのスラリー入口、
ＣＯ２消耗ガスを生成するために水性スラリーのマグネシウムの少なくとも一部をＣＯ２で炭酸化するための炭酸化容器、および沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む炭酸塩負荷スラリー、
沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む炭酸塩負荷スラリーを放出するためのスラリー出口、および
ＣＯ２消耗ガスを放出するためのガス出口；
分離ユニット： 
少なくとも１つの炭酸化ユニットのスラリー出口から沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む炭酸塩負荷スラリーを受け入れるためのスラリー入口、
沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む炭酸塩負荷スラリーを固相および沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む水相に分離するための分離チャンバー、ならびに
水相を放出するための液体出口、ならびに
下記を有する沈殿ユニット： 
分離ユニットの液体出口から沈殿可能な炭酸マグネシウムを含む水相を受け入れるためのスラリー入口、
炭酸マグネシウムを沈殿させ、沈殿スラリーを形成するための沈殿チャンバー、および
沈殿スラリーを放出するための液体出口； 
炭酸マグネシウムの少なくとも一部を受け取り、焼成マグネシア材料およびＣＯ２副生成物流を生成する焼成ユニット。
【００４６】
いくつかの実施態様では、システムがＣＯ２含有ガスの少なくとも一部としてＣＯ２副生成物流を炭酸化ユニットに供給するものとしてＣＯ２副生成物流を収集するＣＯ２収集および供給システムを含む。
【００４７】
いくつかの実施態様では、システムが請求項１〜３９のうちのいずれか１つ、または本明細書で説明または例示される少なくとも１つの追加の特徴を含む。
【００４８】
いくつかの実施態様では、二酸化炭素を産業排出物から隔離し、マグネシアを生成するための、フィロケイ酸塩鉱山残渣の使用が提供される。
【００４９】
いくつかの実施態様では、焼成によるマグネシアの製造のための、マグネシウム含有材料によるＣＯ２排出の隔離から誘導される沈降炭酸マグネシウムの使用が提供される。
【００５０】
いくつかの実施態様では、焼成によるマグネシアの製造のための析出ネスケホナイトの使用が提供される。
【００５１】
いくつかの実施態様では、マグネシアを製造する方法が沈殿ネスケホナイトからなる炭酸マグネシウムを焼成ユニットに供給すること、および沈殿ネスケホナイトを焼成してマグネシアを製造することを含む。
【００５２】
いくつかの実施態様では、湿潤または乾燥形態のマグネシウム含有材料を炭酸塩化ユニット中で工業排出物からの二酸化炭素と接触させて炭酸塩負荷スラリーを形成し、炭酸塩負荷スラリーから炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウムを沈殿ユニット中で沈殿させることによって誘導される沈殿炭酸マグネシウムの焼成によって生成されるマグネシア生成物が提供される。
【００５３】
いくつかの実施態様では、沈降炭酸マグネシウムはネスケホナイトからなる。
【００５４】
いくつかの実施態様では、プロセスが焼成からＣＯ２含有副生成物流を回収するステップと、処理済みＣＯ２副生成物流をマグネシウム含有材料と接触させる前に、ＣＯ２含有副生成物を水除去にかけて処理済みＣＯ２副生成物流を生成するステップとを含む。
【００５５】
いくつかの実施態様では、マグネシウム含有材料が蒸発岩を含む。いくつかの実施態様では、蒸発岩が蒸発器ユニットから誘導される。いくつかの実施態様では、蒸発岩は塩化マグネシウム塩を含む。いくつかの実施態様では、蒸発岩が硫化マグネシウム塩を含む。いくつかの実施態様では、蒸発岩は炭酸マグネシウム塩を含む。いくつかの実施態様では、蒸発岩が炭酸化の前に前処理される。
【００５６】
上述または本明細書で説明される特徴のうちの１つまたは複数は、上述または本明細書で説明されるようなプロセス、システム、使用、および／または製品と組み合わせることができることに留意されたい。
【００５７】
本技術のいくつかの実施形態、態様、および実装は、以下の図面に表され、それらに関連してさらに理解されるのであろう。
【発明の効果】
【００５８】
既知のマグネシア製造方法の欠点の少なくともいくつかを克服する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、湿式炭酸化のプロセスフロー図である。
【図２】図２は、炭酸化ユニットの概略図である。
【図３】図３は、湿式炭酸化のプロセスフロー図である。
【図４】図４は、再循環シナリオによる湿式炭酸化のプロセスステップの概略図である。
【図５】図５は、3つの異なる反応時間での湿式炭酸化についての可溶化マグネシウム量対温度のグラフである。
【図６】図６は、3つの異なるパルプ密度を有する水性スラリーの湿式炭酸化に関する可溶化マグネシウム量対温度のグラフである。
【図７】図７は、種々のパルプ密度の水性スラリーの湿式炭酸化についてのＣＯ２除去対気体／液体比（ＧＬＲ）のグラフである。
【図８】図８は、湿式炭酸化についてのＣＯ２除去対時間のグラフである。
【図９】図９は、３．４バールおよび４２ｍＬ／分でのＣＯ２除去効率を示す、連続モードでの湿式炭酸化についてのＣＯ２流量対時間のグラフである。
【図１０】図１０は、直接乾燥ガス固体炭酸化におけるＣＯ２除去率に対する温度および圧力の相互作用を示す応答表面グラフである。
【図１１】図１１は、２５８℃気温、圧力５．６気圧で１０分間のガス/固体炭酸化の圧力対時間のグラフである。
【図１２】図１２は、ＭｇＯの製造方法の概略図である。
【図１３】図１３はＭｇＯを製造し、別の工業用煙道ガスからのＣＯ２排出捕捉を統合する方法の概略図である。
【図１４】図１４は例えば、既存のＭｇＯ生産設備の潜在的な改造に適用可能な２列ＭｇＯ生産操作を示すプロセス図である。
【００６０】
本発明を例示的実施形態に関連して説明するが、本発明の範囲をこれらの実施形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【００６１】
それどころか、添付の特許請求の範囲によって定義されるように含まれ得るすべての代替物、修正物、および等価物を網羅することが意図される。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
詳細な説明
マグネシアの製造およびＣＯ２排出および副生成物流の利用に関する種々の技術が本明細書に記載される。
【００６３】
いくつかの実施態様では、本技術が蛇紋岩から誘導されるものなどのマグネシウム含有材料の蛇紋岩炭酸化からの低二酸化炭素マグネシア生成を促進する。
【００６４】
マグネシアの生産概要 
図１２および１３を参照すると、蛇紋岩をマグネシアに変換するためのプロセス全体が示されている。他のマグネシウム含有材料を使用することもできる。
【００６５】
蛇紋岩は廃棄物または残渣から提供されてもよいし、鉱石として抽出されてもよい。セルペンチナイト炭酸塩化が実施され、以下にさらに記載されるような１つ以上の特徴を含み得、比較的高品質の炭酸マグネシウム流を生じ、そのいくつかの例はマグネシア製造プロセスにおける使用のために、本明細書中でネスケホナイトと称され得る。蛇紋岩または類似のマグネシウム含有材料の炭酸化に由来するマグネサイトの種々の形態(例えば、ジピンガイト（Ｍｇ５（ＣＯ３）４（ＯＨ）２・５Ｈ２Ｏ）、ヒドロマグネサイト（Ｍｇ５（ＣＯ３）４（ＯＨ）２・４Ｈ２Ｏ）、炭酸マグネシウム水和物の他の水和形態、およびそれらの組み合わせなどのマグネサイトの水和形態を含む)が、マグネシア製造供給原料として使用され得ることに留意されたい。
【００６６】
炭酸化操作によって提供されるネスケホナイトまたは他のマグネサイト材料は、焼成によるマグネシア製造のための供給原料として使用することができる。焼成の結果、ＣＯ２副生成物が生成し、これを全体的にまたは部分的に使用して、さらなるマグネサイト（例えば、ネスケホナイト(nesquehonite)）、次いでマグネシアを生成することができる。
【００６７】
炭酸化ステップで使用されるＣＯ２は別個の工業プロセスから、ＣＯ２含有排出物としてのマグネシア製造プロセスから（例えば、炭化水素の燃焼から）、および／または焼成ステップからのＣＯ２副生成物流の少なくとも一部から誘導することができる。炭酸化工程は、特に炭酸化に使用されるＣＯ２が専らマグネシア製造場所からのものである場合、マグネシア製造場所で行うことができる。あるいは、炭酸化ステップが特に炭酸化に使用されるＣＯ２がエミッタからのものである場合、産業用エミッタにおいてオフサイトで行うことができる。
【００６８】
マグネシア最終生成物は、焼成時間および温度などの焼成パラメータを調整することによって得ることができる所望の特性および加工条件に応じて変えることができる。
【００６９】
図１２を参照すると、工程1の間、蛇紋岩は、約２００μｍ〜１０００μｍ、３００〜７００μｍ、４００〜６００μｍ、または約５００μｍの粒径に達するように破砕および粉砕することができる。次いで、磁性画分は、物理的処理によって除去することができる。種々の磁気分離技術を使用することができる。磁性画分は、主にヘマタイト／マグネタイト／クロマイトから構成され、さらに処理および販売することができる付加価値製品を表す。非磁性画分は最大で７５μｍ、最大で５０μｍ、最大で４０μｍ、または最大で３０μｍの粒径を有するマグネシウム含有粒状材料を得るために、さらなる粒径減少に供することができる。
【００７０】
第二のサイズ減少工程は、続く炭酸化工程を増強する。ステップ２では、非磁性蛇紋岩が熱活性化される。熱活性化は、およそ６００〜７００℃の温度でおよそ２０〜６０分間行うことができる。熱活性化に関連するＣＯ２排出は、ステップ３で使用するために収集することができる。
【００７１】
次いで、熱活性化された蛇紋岩を炭酸化工程（工程３）のための供給原料として使用する。ここで、熱活性化蛇紋岩は、いくつかのシナリオにおいて、ステップ２およびステップ４の両方から来るガス流であり得るＣＯ２流と反応する。ＣＯ２ガス組成は例えば、５％から３０％まで変えることができる。プロセスの段階(例えば、始動、定常状態、ターンダウン（turn-down）など)に応じて、炭酸化ユニットに供給されるガス中のＣＯ２含有量は変化し得る。例えば、始動の間、ＣＯ２含有量は例えば、約５％〜７％の燃焼ガス含有量に対応し得るが、定常状態操作の間、ＣＯ２含有量は燃焼ガスおよび再循環ＣＯ２副生成物ガスの両方を含むＣＯ２ガス源の混合物に対応し得、したがって、２５％〜３０％の範囲でより高くなり得る。また、いくつかのシナリオではＣＯ２ガス含有量が比較的純粋なＣＯ２が使用される場合、ずっと高く、例えば、５０％〜１００％の範囲であり得、これは以下でさらに議論される特定のシナリオの場合であり得ることに留意されたい。
【００７２】
さらにステップ３を参照すると、ステップ３の第１の副生成物材料は、充填材料として使用することができる非晶質ケイ酸塩相である。工程３の第２の生成物は炭酸マグネシウムであり、後続の処理に供給することができる。
【００７３】
工程４では、炭酸マグネシウムを焼成してマグネシアを製造する。いくつかの実施態様では焼成からのＣＯ２副生成物排出物のすべてが、ステップ３に供給されるように逸脱される。
【００７４】
図１３を参照すると、低ＣＯ２マグネシア生産は、工業現場のＣＯ２回収プラントに関連付けられ得る。この場合、第２の炭酸化部位(ステップ5)が前述のシナリオに追加される。このアプローチに従うことによって、マグネシアの生産を増加させることができ、他の工業プラントからのＣＯ２排出を減少させることができる。いくつかの実施態様では、この方法論が蛇紋岩（Ｍｇ３Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）ベースの岩石などのマグネシウム含有材料から得られる低炭素マグネシアの製造を容易にする。ＣＯ２は、鉱物構造内に含まれるマグネシウムと反応するときに炭酸塩に変換される。最近の研究に続き、工業排ガスを処理するために蛇紋岩を使用するプロセスが開発され、ＣＯ２排出を経済的に削減すること、ならびに非常に高純度のネスケホナイトを生産することを容易にした。
【００７５】
次に、そのようなネスケホナイトは焼成によってマグネシアを有利に生成するために、さらなる処理のための供給原料として使用することができる。さらに、蛇紋岩の炭酸化およびマグネサイトの脱炭酸化の両方を、マグネサイト焙焼から発生するＣＯ２排出を相殺するために、単一の工業用サイトで行うことができる。
【００７６】
その結果、ＣＯ２が循環プロセスで再循環され、大気中に放出されず、低炭素フットプリントおよび高純度マグネシア生成物を与えるマグネシア製造操作が得られる。
【００７７】
一態様において、本明細書に記載される技術は、天然マグネサイト堆積物を供給原料として使用する場合、大気への高いＣＯ２排出なしにマグネシアの生成を促進することができる。
【００７８】
別の態様において、本明細書に記載される技術は、マグネサイト焼成からのＣＯ２放出の統合を促進して、蛇紋岩炭酸塩化からより多くのマグネシアを生成することができる。
【００７９】
別の態様において、本明細書に記載される技術は、別の工業現場から放出される工業用ＣＯ２を使用する蛇紋岩炭酸塩化によって生成されたマグネサイトからのマグネシアの生産を促進することができる。
【００８０】
図１４を参照すると、マグネシア製造設備は、各々がＭｇＯ出力ストリームを生成する２つ以上の列を含むことができることに留意されたい。
【００８１】
図１４には２つのトレインがあり、そのうちの１つは焼成のために天然堆積物からマグネサイトの供給を受け取る従来のトレインと、炭酸化?沈殿のための供給原料として蛇紋石または類似の材料を含むように図示されるように新しくまたは改造することができる第２のトレインであり、得られたＭｇＣＯ３は焼成に供給されて蛇紋石由来ＭｇＯを生成する。様々なＣＯ２流がそのようなマルチトレインプロセスにおいて生成され、ＣＯ２流の１つ以上が炭酸化ステップにおいて使用され得ることに留意されたい。
【００８２】
ＣＯ２流は、配管、圧縮機（必要に応じて、圧力条件に応じて）、容器、弁、凝縮器、粒子フィルター、ガスを加熱または冷却するための熱交換器、および／または制御ユニットを含み得る、ＣＯ２収集システムによって収集され得る。異なるＣＯ２含有流の利用可能性および特性(例えば、圧力、温度、ＣＯ２含有量)に応じて、回収システムおよび炭酸化ユニットへのＣＯ２供給の投入を調節することができる。ＣＯ２収集および供給システムはまた、焼成ユニットのガス出口を炭酸化ユニットのガス入口に流体接続する比較的単純なアセンブリであり得る。いくつかのシナリオではＣＯ２含有ガスが実質的な介在ユニットなしで炭酸化ユニットに直接供給され、そのようなシナリオでは焼成ユニットおよび炭酸化ユニットの操作条件が２つのユニット間の直接ＣＯ２供給を容易にするために提供され得る。
【００８３】
さらに、潜在的なＣＯ２が過剰に存在する場合、１つ以上の選択された供給源からのＣＯ２を保持する貯蔵ユニットが存在し得る。ＣＯ２収集および供給システムは、様々な構成を有することができる。いくつかのシナリオでは、ＣＯ２収集および供給システムはＣＯ２漏出を抑制するために気密性がある。
【００８４】
ＣＯ２収集および供給システムは、焼成ユニットと流体連通する収集ラインと、炭酸化ユニットと流体連通するＣＯ２供給ラインとを含むことができる。さらに、所望の温度および圧力で炭酸化ユニットにＣＯ２を供給するために、ＣＯ２収集および供給システムの一部として１つまたは複数の圧縮機および／または熱交換器があってもよい。いくつかの実施態様では、焼成ユニットが直接加熱焼成ユニットまたは間接加熱焼成ユニットのいずれかである。直接加熱焼成では、得られるＣＯ２含有副生成物流がマグネサイトの脱炭酸化および燃料ならびに他のガス成分の燃焼の両方からのＣＯ２を含む混合ガス流である。
【００８５】
直接加熱焼成装置からのＣＯ２副生成物流は燃焼排出物よりも高いＣＯ２含有量を有することができ、したがって、炭酸化装置への供給のためにＣＯ２排出物よりも有利であり得る。
【００８６】
間接加熱焼成では、ＣＯ２含有副生成物流が主にマグネサイトの脱炭酸からのＣＯ２であり、そのＣＯ２含有量が最大１００％と高いため、炭酸化反応のためのより大きな駆動力およびより小さな装置サイズ（例えば、容器、パイプなど）を提供するために、炭酸化ユニットに供給するのに、他のＣＯ２流（例えば、ＣＯ２排出量、別の列からの直接加熱焼成からのＣＯ２含有副生成物流など）よりも有利であり得る。
【００８７】
さらに、炭酸化ユニットで使用されるＣＯ２含有流は炭酸化反応を促進するために、より高い圧力に基づいて選択することができる。燃焼排出源からのＣＯ２流は比較的低い圧力を有することができるが、焼成からのＣＯ２流はより高い圧力を有することができ、したがって、炭酸化ステップのために選択的に使用することができる。例えば、プロセスが始動から通常運転に進むにつれて、焼成からのＣＯ２の増加量を炭酸化に使用することができる。
【００８８】
いくつかの実施態様では、焼成に供給される炭酸マグネシウム供給原料が本明細書に記載の炭酸沈殿法から得られたネスケホナイトからなる。所定の水和状態を有するネスケホナイトを焼成に提供することによって、焼成工程中の制御および取扱いを改善することができる。例えば、ネスケホナイトが焼成に供給される場合、ネスケホナイトの既知の水和状態に基づいて所定の熱が存在し得るが、天然堆積物から誘導される炭酸マグネシウムは脱水のエンタルピーを一貫して決定することが困難である水和材料の複雑な混合物を含み得る。
【００８９】
炭酸マグネシウムの製造およびマグネシア製造との統合のためのＣＯ２隔離のための任意の技術 
二酸化炭素を隔離し、マグネシア製造に使用するためのアルカリ土類金属炭酸塩を製造するために、上記のマグネシア製造実施と併せて、様々な任意選択の技法を使用することができる。
【００９０】
一態様では、ＭｇＯ製造プロセスと組み合わせて、アルカリ土類金属炭酸塩を製造することによって二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を化学的に隔離する方法が提供される。二酸化炭素含有ガスは、工業的排出物から発せられ、排出物が由来する工業的プロセスに従って様々な二酸化炭素濃度を有することができる。
【００９１】
いくつかの任意選択の態様では、ＭｇＯ製造プロセスと組み合わせて、マグネシウムまたはカルシウムケイ酸塩、好ましくはケイ酸マグネシウムまたは他のマグネシウム含有材料を使用してマグネシウム源を提供する炭酸化によって、二酸化炭素を含有する産業排出物から二酸化炭素を化学的に隔離する方法が提供される。
【００９２】
いくつかの態様では、カルシウム含有材料の炭酸化によって二酸化炭素を含有する産業排出物からの二酸化炭素の化学的隔離を利用することによって、ＣａＯを製造するための類似の製造プロセスを実行することができる。この時点までの研究の多くは１００％ＣＯ２を含むガスを用いて行われており、このことは工業施設の煙突からの二酸化炭素が炭酸化を用いて処理され得る前に、別個の技術を用いて最初に濃縮されなければならないことを意味する。これは、より高価なプロセスを意味する。
【００９３】
２０１１年には、英国の石炭火力発電所に炭素捕獲・固定（ＣＣＳ）パイロットプラントが開設された。専門家は、生成されたエネルギーの１６％〜４０％が最終的に炭素を捕捉し、貯蔵するために使用され得ると推定した。これは、１億ドルの生産電力設備に相当し、費用は１６００万〜４０００万ドルである。
【００９４】
本発明の実施形態は、生産されたエネルギーの価値のゼロから１０％の間の利益またはコストを提供することによって、経済的な実行可能性を増加させることを可能にし得る。
【００９５】
いくつかの任意の態様では、二酸化炭素含有ガスがプラントから生成されるときに直接使用されるガス放出物であることが有利であり得る。例えば、セメント工場では、１８．２％のＣＯ２、４．１１％のＯ２および７７．６９％のＮ２を含むガスを使用することができる。
【００９６】
任意選択で、産業排出物から誘導される二酸化炭素含有ガスは、約１％〜約３０％の二酸化炭素濃度を有することができる。
【００９７】
本発明の実施形態はまた、アルカリ土類金属含有材料から貴重なアルカリ土類金属炭酸塩を製造することを可能にし得る。アルカリ土類金属含有材料は、アルカリ土類金属含有鉱物およびアルカリ土類金属含有岩石を含むことができるがこれらに限定されない天然材料とすることができることを理解されたい。例えば、アルカリ土類金属含有材料は、蛇紋石またはサーペンタイトを含むことができる。
【００９８】
場合によっては、アルカリ土類金属含有材料が砂岩、花こう岩、灰長石、玄武岩、蛇紋岩、かんらん岩、サーペンチン化かんらん岩、親油性岩、悪臭および超悪臭岩（Ｍｇ及びＦｅ鉱物を含有する）、１０％を超えるピロキセンおよびペリドットを含有する岩、またはそれらの組合せなどのアルカリ土類金属含有岩を含んでもよい。
【００９９】
必要に応じて、アルカリ土類金属含有材料は、フィロケイ酸塩を含んでもよい。
さらに任意選択で、アルカリ土類金属含有材料は、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、長石、プラジオクレース長石（アンデシン）、ペリドット（かんらん石砂）、ピロキサン（エンスタタイトかんらん石砂）、かんらん石、蛇紋石（アンチゴライト、白石綿、リカルダイトを含有する鉱物ファミリーのように）、珪灰石、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウムまたはペリクラス（ＭｇＯ）、ブルサイト（Ｍｇ（ＯＨ）２）、苦鉄質および超苦鉄質岩（Ｍｇ及びＦｅを含有する）、またはそれらの組合せなどのアルカリ土類金属含有鉱物を含むことができる。
【０１００】
いくつかの実施態様では、供給原料として使用されるマグネシウム含有材料がマグネシウム含有蒸発物を含むことができる。蒸発岩は、水溶液の蒸発によって形成される沈殿した鉱物の堆積物である。蒸発岩材料は、場合によっては高いマグネシウム濃度を含むことができる。蒸発岩は、その小さな粒径に部分的に起因して、比較的反応性の状態にあるマグネシウム含有粒状物質を含むことができる。蒸発岩は、様々な産業で使用されるエバポレータユニットから得ることができる。
あるいは、蒸発物が以前の海または塩水湖の蒸発によって形成された天然岩から得られてもよい。
【０１０１】
エバポレートは、カルナライト（ＫＭｇＣｌ３・６Ｈ２Ｏ）、カイナイト（ＫＭｇ（ＳＯ４）Ｃｌ・３Ｈ２Ｏ）、ケイセライト（ＭｇＳＯ４・Ｈ２Ｏ）、ラングベイナイト（Ｋ２Ｍｇ２（ＳＯ４）３）、ポリハライト（Ｋ２Ｃａ２Ｍｇ（ＳＯ４）６・Ｈ２Ｏ）およびマグネサイト（ＭｇＣＯ３）などの塩化物、硫酸塩および／またはカボアンテートの種々のマグネシウム塩の形態のマグネシウムを含み得る。
【０１０２】
蒸発岩材料の化学的性質および物理的構造に応じて、熱および/または化学的ステップを用いて前処理して、炭酸化ステップで使用するための前処理マグネシウム含有材料を形成することができる。
【０１０３】
アルカリ土類金属含有材料はスラグ、セメント廃棄物、採鉱処理廃棄物、および鉱物処理廃棄物などの様々な産業廃棄物または残渣から発行することもでき、これらは、地層から採掘する必要なしに利用可能である。
【０１０４】
任意選択で、スラグは、製鋼スラグ、製鋼摩耗ＭｇＯレンガ、またはそれらの組合せを含むことができる。
【０１０５】
必要に応じて、セメント廃棄物は、ロータリーキルンダスト（ＣＫＤ、ＬＫＤ）、廃棄物セメント、廃棄物コンクリート、建設および解体廃棄物、骨材を有するコンクリート、コンクリートレンガ、コンクリート、赤レンガ、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【０１０６】
任意選択で、採鉱および鉱物処理廃棄物は、フィロケイ酸塩採鉱残渣、白石綿採鉱残渣、蛇紋石(鉱石を含有する岩盤マトリックスにおけるように)またはそれらの組合せを含み得る。
【０１０７】
図１を参照すると、いくつかの実施態様では、この方法が二酸化炭素含有ガス2と、アルカリ土類金属含有材料６および水８を含む水性スラリー４とを炭酸化ユニット１０に供給するステップを含む。
【０１０８】
炭酸化ユニット１０は、二酸化炭素含有ガス２を受けるためのガス入口１２と、水性スラリー４を受けるためのスラリー入口１４とを含むことができる。
【０１０９】
次いで、この方法はアルカリ土類金属の少なくとも一部を炭酸化するために、炭酸化ユニット１０内で二酸化炭素含有ガス２と水性スラリー４とを接触させるステップを含む。
【０１１０】
二酸化炭素減少ガス１６および沈殿性炭酸塩を含む炭酸塩部分充填スラリー１８が生成される。
【０１１１】
この方法はまた、炭酸化ユニット１０からガス出口１７を通して二酸化炭素消耗ガス１６を除去し、そして炭酸塩負荷スラリー１８をスラリー出口１９を通して除去する工程を含んでもよい。
【０１１２】
いくつかの実施態様では、炭酸塩装填スラリーが炭酸塩化ユニット１０から放出される際に、その中に沈降炭酸塩を実質的に含有しない。
【０１１３】
次に、炭酸塩負荷スラリー１８は分離ユニット２０において、沈殿可能な炭酸塩を含む固相２４および水相２８に分離され、これらはそれぞれ、固体出口２６および液体出口３０を介して分離ユニット２０から放出される。
【０１１４】
いくつかの実施態様では、水相２８が分離ユニット２０から放出される際に、その中に沈殿した炭酸塩を実質的に含有しない。
次いで、水相２８は、液体入口３３を介して沈殿ユニット３２に供給することができる。
【０１１５】
この方法は、水相２８の沈殿性炭酸塩の少なくとも一部を沈殿ユニット３２においてアルカリ土類金属炭酸塩に沈殿させ、それによって、スラリー出口４０を介して沈殿ユニット３２から放出されるアルカリ土類金属炭酸塩を含む沈殿スラリー３８を生成することを含むことができる。
【０１１６】
アルカリ土類金属含有材料６を含む水性スラリー４は図２に示すように、炭酸化ユニット１０に供給される前に形成されてもよいが、アルカリ土類金属含有材料６および水８を炭酸化ユニット１０に別々に供給することによって、炭酸化ユニット１０で直接形成されてもよいことを理解されたい。
【０１１７】
いくつかの任意の態様では、この方法が炭酸化ユニット内で水性スラリーを撹拌して、二酸化炭素含有ガスとアルカリ土類金属含有材料との間の接触を高めるステップをさらに含んでもよい。
撹拌は、約４００ｒｐｍ〜約８００ｒｐｍ、任意に約５００ｒｐｍ〜約６５０ｒｐｍの撹拌速度を有するプロペラなどの機械的撹拌機によって確実にすることができる。
【０１１８】
撹拌ステップは、機械的撹拌に限定されず、ガス流動化などの様々な公知の適切な攪拌技法を含むことができることを理解されたい。
【０１１９】
他の任意の態様では、方法がアルカリ土類金属炭酸塩の沈殿を促進するために、沈殿ユニット内で水相を撹拌するステップも含み得る。
【０１２０】
いくつかの任意の態様において、アルカリ土類金属含有材料は２５ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌのパルプ密度（スラリー１リットルあたりの総固形分の質量濃度とも呼ばれる）を有する水性スラリーを得るように、水と混合され得る。
【０１２１】
低いパルプ密度は、水性スラリー中のアルカリ土類金属の溶解に有利であり得る。
水性スラリーの密度が二酸化炭素除去効率に及ぼす影響を実施例２に示す。
【０１２２】
いくつかの任意の態様において、方法は、アルカリ土類含有材料を熱的に前処理して脱ヒドロキシル化を実施することを含んでもよい。
【０１２３】
アルカリ土類含有材料は実際に、熱前処理によって少なくとも部分的に除去される望ましくない水を含み得る。
【０１２４】
熱前処理の間、水は蒸発し、アルカリ土類金属含有材料の結晶構造はより化学的に活性な構造に変化し、水相中のアルカリ土類金属のより良好な溶解を可能にする。
【０１２５】
場合によっては、この方法がアルカリ土類金属含有材料を、約５００℃〜約８００℃の前処理温度で、約１０分〜約６０分の前処理時間加熱するステップを含むことができる。
【０１２６】
任意選択で、前処理温度は約６００℃と約７００℃との間であってもよく、前処理時間は約１５分と約４０分との間であってもよい。
【０１２７】
必要に応じて、前処理温度は、アルカリ土類金属含有材料の再結晶を回避するために十分に低くてもよい。
【０１２８】
二酸化炭素除去効率に対する熱前処理の影響を実施例３に示す。
【０１２９】
いくつかの任意の態様では、方法がアルカリ土類金属含有材料を破砕および／または粉砕して、二酸化炭素含有ガスとの接触に利用可能な表面を高め、アルカリ土類金属の炭酸化に有利に働くステップを含むことができる。
【０１３０】
場合により、アルカリ土類金属含有材料は材料粒子の平均サイズが約１０μｍ〜約４５μｍであり、固体粒子の少なくとも約９０％が約０μｍ〜約７５μｍの粒子サイズを有するように、破砕および／または粉砕することができる。
【０１３１】
必要に応じて、破砕および／または粉砕工程は、縮小されたサイズの材料粒子を使用することによって、脱ヒドロキシル化が好都合であり得るため、熱前処理工程の前に行われ得る。
【０１３２】
図３を参照すると、方法はアルカリ土類金属含有材料粒子のサイズを減少させるために、破砕／粉砕ユニット４２においてアルカリ土類金属含有材料６を破砕および／または粉砕することを含み得る。
【０１３３】
次いで、破砕および／または粉砕された材料６は上述したように、その脱ヒドロキシル化のために熱前処理ユニット４４に供給される。
【０１３４】
水８および前処理された材料６は炭酸化ユニット１０内に水性スラリーを形成し、供給された二酸化炭素含有ガス２と接触して、沈殿性炭酸塩および二酸化炭素減少ガス１６を含む水性スラリー１８を生成するように、炭酸化ユニット１０に別々に供給され得る。
【０１３５】
水性スラリー１８は、沈殿性炭酸塩を含む水性相２８と固相２４とに分離するために分離ユニット２０に供給される。
【０１３６】
固相２４の少なくとも一部２５は、アルカリ土類金属材料６の少なくとも一部として破砕／粉砕ユニット４２に再循環させることができる。
【０１３７】
沈殿可能な炭酸塩を含む水相２８の少なくとも一部は、アルカリ土類金属炭酸塩の沈殿および沈殿スラリー３８の製造のために沈殿ユニット３２に供給される。
【０１３８】
沈殿スラリー３８はアルカリ土類金属炭酸塩流５０と液体流４８に分離するために、第２の分離ユニット４６に供給することができる。
【０１３９】
液体流４８の少なくとも一部は、水８の少なくとも一部として炭酸化ユニット１０に再循環させることができる。
【０１４０】
いくつかの任意の態様では、アルカリ土類金属炭酸塩を沈殿させるステップが約２０℃〜約８０℃の沈殿温度、および約０．５時間〜約１２時間の沈殿時間で、撹拌しながら、または撹拌せずに行うことができる。
【０１４１】
いくつかの任意の態様において、本方法により製造されたアルカリ土類金属炭酸塩の沈殿物は、９０〜９９．９％の純度を有する。
【０１４２】
いくつかの任意選択の態様において、二酸化炭素含有ガスは特定のまたは所望の二酸化炭素除去効率を維持しながら、炭酸化ユニットに連続的に供給され得る(実施例5を参照のこと)。
【０１４３】
必要に応じて、この方法は、固体材料の炭酸化速度を増加させるように再循環流を含む一連のバッチ操作に従って操作され得る（実施例６を参照のこと）。
【０１４４】
例えば、再循環方法のシナリオはアルカリ土類金属炭酸塩への沈殿の前に、アルカリ土類材料の同じ部分が二酸化炭素含有ガスのいくつかの部分と接触するように実行され得る。
【０１４５】
いくつかの任意の局面において、方法は、炭酸塩装填スラリーから分離された固相を再循環して、炭酸塩化ユニットにおいて二酸化炭素含有ガスと接触させるための水性スラリーの新しい部分を生成することを含み得る。
【０１４６】
再循環は、本明細書では再循環とも呼ばれることに留意されたい。
【０１４７】
図４は、本発明の任意の実施形態による、様々な液体および固体ストリームの再循環に関連する様々なステップの概略的な方法図を示す。
【０１４８】
二酸化炭素含有ガスが炭酸化ユニットに連続的に又はバッチモードで供給される間に、複数の流れを実際に炭酸化ユニットに再循環させることができる。
【０１４９】
バッチモードガス供給 
いくつかの任意の態様では、二酸化炭素含有ガスが二酸化炭素含有ガス部分を介して炭酸化ユニットに供給することができる。
【０１５０】
ステップ１： 
「ガス１」と呼ばれる二酸化炭素含有ガスの第１の部分は、「固体１」および「液体」の組み合わせから生じる水性スラリーによって特定時間の間に炭酸化ユニット内で接触される。
【０１５１】
例えば、水性スラリーはアルカリ土類金属含有材料中で１５０ｇ／Ｌの質量濃度を有することができ、水性スラリーは、３０分間、各二酸化炭素含有ガス部分に接触することができる。３０分間の各接触工程の後、生成した炭酸塩充填スラリーを固相と水相に分離する。ガス「ガス１」の第１の部分は例えば、圧力限界に適合するように、２つのサブ部分として提供されてもよいことに留意されたい。従って、各々が固体に１５分間接触するガスの２つのサブ部分を、炭酸化ユニットに連続して供給することができる。二酸化炭素含有ガスと二酸化炭素枯渇ガスとの間のマスバランスから、各接触工程３０分後に最大５．９１ｇＣＯ２／Ｌ（ガス１．６４ｇ Ｃ／Ｌ）のガスを処理した。
【０１５２】
ステップ２： 
次いで、水相を沈殿ユニットに供給し、アルカリ土類金属炭酸塩が十分に沈殿したら、沈殿スラリーを固体流と水性流に分離する。
【０１５３】
ステップ３： 
次いで、水性流は「液体」として炭酸化ユニットに再循環される。
【０１５４】
上述の３つのステップ１〜３は、「ガス２」および「ガス３」と呼ばれる二酸化炭素含有ガスの第２および第３の部分と接触するためにさらに２回繰り返される。
「ガス２」および「ガス３」と接触させた後、固相「固体１」を、前述したように前処理ユニット中で乾燥させ、粉砕し、加熱する。
【０１５５】
工程１〜３は粉砕され加熱された固相「固体１」を用いてさらに３回行い、「ガス４」、「ガス５」および「ガス６」を連続的に接触させる。
【０１５６】
６つの二酸化炭素含有ガス部分（「ガス１」〜「ガス６」）と接触した後、固相はその反応性限界に達する。
【０１５７】
次に、アルカリ土類金属含有材料の新しい部分について、上述の方法ステップの全てを繰り返すことができる。
【０１５８】
連続モードガス供給
いくつかの他の任意の態様において、二酸化炭素含有ガス流は、炭酸化ユニットに連続的に供給されてもよい。
【０１５９】
バッチモードでは、制御すべき重要なパラメータが二酸化炭素含有ガスの一部の接触時間であった。あるいは、連続モードでは制御されるべき重要なパラメータが水性スラリー中の溶解二酸化炭素の量である。
【０１６０】
バッチモード操作の上記例によれば、最大５．９１ｇＣＯ２／Ｌのガス（１．６４ｇＣ／Ｌのガス）を、３０分の各接触工程後に処理した。
【０１６１】
処理された二酸化炭素の全てが水性スラリーに溶解されることを考慮すると、溶解された二酸化炭素の最大濃度は、約５．０ｇ Ｃ／Ｌを超えるべきではない。この値を超えると、反応器内で沈殿が起こり得る。
【０１６２】
したがって、連続モードでは、５．０ｇ Ｃ／Ｌの溶解二酸化炭素の濃度が水性スラリー中で測定されると、水性スラリーは炭酸化ユニットから除去され、固相および水性相に分離される。
【０１６３】
次いで、水相を沈殿ユニットに供給する。
【０１６４】
場合によっては、沈殿ユニット中のアルカリ土類金属炭酸塩の沈殿速度に応じて、工程に沿って再循環水相中の溶解二酸化炭素濃度を低く維持するために、水相に一定量の水を供給することができる。
【０１６５】
例えば、処理された二酸化炭素の累積量がガス１６．０４ｇＣＯ２／Ｌ（ガス４．４ｇ Ｃ／Ｌ）に達すると、分離された固相は乾燥され、粉砕され、加熱され、その後再利用される。
【０１６６】
それ故、ステップ１〜３は、上述したのと同じシナリオに従って再び連続的に実行され、３つのステップ１〜３の全体的な系列に対して約２７．２８ｇＣＯ２／Ｌのガス（７．４７ｇＣ／Ｌのガス）の処理された二酸化炭素の累積量に達する。
【０１６７】
次いで、アルカリ土類金属含有固体の新しい部分を使用してもよい。
【０１６８】
それぞれの方法、方法、システム、使用、および材料の上述の態様のいずれか１つは、２つの態様がそれらの相互に排他的であるために明らかに組み合わせることができない限り、それらの態様のいずれか他の態様と組み合わせることができることを理解されたい。
【０１６９】
例えば、本明細書の上記、本明細書の下記、および/または添付の図面に記載される方法の様々な動作ステップは、本明細書および/または添付の特許請求の範囲に記載の方法、システム、または使用説明のいずれかと組み合わせることができる。
【０１７０】
また、本明細書の例、表、および説明のいずれかで取得および/または説明される様々なパラメータ値は最大値、最小値、または中間値として考えることができ、本明細書または添付の図面および特許請求の範囲で説明されるように、これらの最大値、最小値、または中間値から様々な範囲を導出することができることを理解されたい。
【０１７１】
いくつかの実施態様では、ＭｇＯ生成プロセスが炭酸マグネシウムを生成し、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を隔離するための先行する方法を含む。
【０１７２】
この方法は二酸化炭素含有ガスを、アルカリ土類金属の少なくとも一部を炭酸化するための炭酸化ユニット中のアルカリ土類金属含有材料を含む水性スラリーと接触させて、二酸化炭素消耗ガスと、沈殿可能な炭酸塩を含み、沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩を実質的に含まない炭酸塩負荷スラリーとを生成するステップと、炭酸塩負荷スラリーを炭酸化ユニットから除去し、炭酸塩負荷スラリーを沈殿可能な炭酸塩および固相を含む水性相に分離するステップと、水相を沈殿ユニットに供給し、アルカリ土類金属炭酸塩を沈殿ユニット中で沈殿させて、沈殿スラリーを生成するステップとを含むことができる。
【０１７３】
いくつかの実施態様では、水相が沈殿性炭酸塩を含んでもよく、沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩を実質的に含まなくてもよい。
【０１７４】
いくつかの実施態様では、本方法が炭酸化ユニット内で接触させるステップの間に、アルカリ土類金属含有材料を含む水性スラリーを撹拌するステップをさらに含んでもよい。
【０１７５】
場合によっては、方法が沈殿ユニットにおいてアルカリ土類金属炭酸塩を沈殿させる工程の間に水相を撹拌する工程を含んでもよい。
【０１７６】
いくつかの実施態様では、方法が接触させるステップの前に、アルカリ土類金属含有材料を水と混合して、アルカリ土類金属イオンを水相に溶解させ、水性スラリーを形成するステップをさらに含んでもよい。
【０１７７】
いくつかの実施態様では、方法がアルカリ土類金属含有材料を水と混合するステップと、同時に接触させるステップとをさらに含み、アルカリ土類金属イオンを水相に溶解し、炭酸化ユニット内で水性スラリーを形成する。
【０１７８】
場合により、混合工程は、水性スラリー１リットル当たり総固形分グラムで２５ｇ／Ｌと３００ｇ／Ｌとの間の質量濃度を有する水性スラリーを形成するように行うことができる。
【０１７９】
いくつかの実施態様では、この方法が沈殿スラリーを、アルカリ土類金属炭酸塩を含む固体流と水性流とに分離するステップをさらに含むことができる。
【０１８０】
いくつかの実施態様では、方法がアルカリ土類金属炭酸塩を含む固体流を乾燥するステップをさらに含んでもよい。
【０１８１】
いくつかの実施態様では、本方法が水性流の少なくとも一部を炭酸化ユニットに再循環させることをさらに含んでもよい。
【０１８２】
いくつかの実施態様では、この方法が二酸化炭素含有ガスと接触させるためのアルカリ土類金属含有材料の少なくとも一部として、固相の少なくとも一部を炭酸化ユニットに再循環させることをさらに含んでもよい。
【０１８３】
いくつかの実施態様では、この方法がアルカリ土類金属含有材料を熱的に前処理してその脱ヒドロキシル化を行い、二酸化炭素含有ガスと接触させるための前処理されたアルカリ金属含有材料を生成するステップをさらに含んでもよい。
【０１８４】
必要に応じて、アルカリ土類金属含有材料を熱的に前処理する工程は、アルカリ土類金属含有材料を約５００℃〜約８００℃の温度で、約１０分〜約６０分の前処理時間加熱する工程を含み得る。
【０１８５】
任意選択で、温度は約６００℃と約７００℃との間であってもよく、前処理時間は約１５分と約４０分との間であってもよい。
【０１８６】
いくつかの実施態様では、この方法が二酸化炭素含有ガスと接触させるステップの前に、アルカリ金属土類含有材料を破砕および／または粉砕するステップをさらに含んでもよい。
【０１８７】
必要に応じて、破砕および／または粉砕の工程は、アルカリ土類金属含有材料を熱的に前処理する工程の前に行われ得る。
【０１８８】
さらに任意選択的に、約１０μｍ〜約４５μｍのメジアン粒径を有する固体粒子を得て、約０μｍ〜約７５μｍの粒径を有する固体粒子の９０％を得るために、破砕および／または粉砕の工程を行ってもよい。
【０１８９】
いくつかの実施態様では、二酸化炭素含有ガスが工業的排出物から誘導されてもよく、１％から３０％の間の二酸化炭素濃度を有する可能性がある。
【０１９０】
いくつかの実施態様では、方法が炭酸化ユニット内の炭酸化温度、撹拌速度、および炭酸化圧力のうちの少なくとも１つを制御するステップをさらに含むことができる。
【０１９１】
場合によっては、炭酸化ユニット中で接触させるステップが約１０℃〜約４０℃の間の炭酸化温度で行うことができる。
【０１９２】
任意選択で、炭酸化温度は、約２０℃〜約３０℃の間であってもよい。
【０１９３】
場合によっては、炭酸化ユニット内で接触させるステップが約１バール〜約２０バールの炭酸化圧力で行うことができる。
【０１９４】
任意選択で、炭酸化圧力は、約２バールと約１２バールとの間であってもよい。
任意選択で、炭酸化ユニットにおける撹拌速度は、約４００ｒｐｍと約８００ｒｐｍとの間であってもよく、さらに任意選択で、約５００ｒｐｍと約６５０ｒｐｍとの間であってもよい。
【０１９５】
いくつかの実施態様では、沈殿させるステップが約２０℃〜約８０℃の沈殿温度で、約０．５時間〜約１２時間の沈殿時間で行うことができる。場合により、沈殿させる工程は、水相を撹拌することを含んでもよい。
【０１９６】
いくつかの実施態様では、アルカリ土類金属含有材料は、砂岩、花崗岩、斜長岩、玄武岩、蛇紋岩、ペリドタイト、蛇紋岩ペリドタイト、オフィオライト岩、苦鉄質および超苦鉄質岩、10％を超える輝石およびペリドットを含む岩石、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、長石、斜長石、長石、輝石、かんらん石、蛇紋岩、珪灰石、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、ブルーサイト、苦鉄質および超苦鉄質鉱物、製鋼スラグ、製鋼用ＭｇＯレンガ、ロータリーキルンダスト（CKD、LKD） 廃セメント、廃コンクリート、建設および解体廃棄物、骨材入りコンクリート、コンクリートレンガ、コンクリート、赤レンガ、フィロケイ酸塩鉱山残渣およびクリソタイル鉱山残渣を含む。
【０１９７】
いくつかの実施態様では、アルカリ土類金属がカルシウムまたはマグネシウムを含むことができる。
【０１９８】
いくつかの実施態様では、この方法が二酸化炭素含有ガスを炭酸化ユニットに連続的に供給するステップをさらに含むことができる。
【０１９９】
場合によってはこの方法が炭酸化ユニットで製造される炭酸塩負荷スラリー中の溶解二酸化炭素の最大量を制御または管理することを含んでもよく、溶解二酸化炭素の最大量は炭酸化ユニット中のアルカリ土類金属炭酸塩の沈殿を低減または回避するように選択される。
【０２００】
場合によっては、溶解二酸化炭素の最大量が最大で５ｇ／Ｌであってもよい。
いくつかの実施態様では二酸化炭素含有ガスが複数の二酸化炭素含有ガス部分を含むことができ、この方法は以下を含む： 
少なくとも１つの二酸化炭素含有ガス部分を炭酸化ユニットに供給するステップと、炭酸塩装填スラリーの製造のために炭酸化ユニット内の少なくとも１つの二酸化炭素含有ガス部分と水性スラリーを接触させるステップと、炭酸塩装填スラリーを炭酸化ユニットから除去し、炭酸塩装填スラリーを沈殿性炭酸塩および固相を含む水性相に分離するステップと、固相を炭酸化ユニットに再循環させ、水を炭酸化ユニットに供給して水性スラリーの新しい部分を形成するステップと、水性スラリーの新しい部分を炭酸塩装填スラリーの製造のために別の二酸化炭素含有ガス部分と接触させるステップと、である。
【０２０１】
いくつかの実施態様では二酸化炭素含有ガスが複数の二酸化炭素含有ガス部分として炭酸化ユニットに供給されてもよく、この方法は以下を含む： 
炭酸塩装填スラリーの製造のために炭酸塩装填スラリーと炭酸塩装填スラリーを少なくとも１種の二酸化炭素含有ガス部分と接触させ;炭酸塩装填スラリーを炭酸塩装填ユニットから除去し、炭酸塩装填スラリーを沈殿ユニットに分離し;沈殿ユニットにアルカリ土類金属炭酸塩を沈殿させて沈殿スラリーを生成し、沈殿スラリーをアルカリ土類金属炭酸塩と水流とを含む固流に分離し；固相と水流を炭酸塩装填ユニットに再循環させて新しい部分の水性スラリーを生成し、炭酸塩装填スラリーの製造のために水性スラリーの新しい部分を別の二酸化炭素含有ガス部分と接触させる。
【０２０２】
場合によっては、この方法が水性スラリーの新しい部分の補給流として炭酸化ユニットに水を供給することを含んでもよい。
【０２０３】
いくつかの実施態様では炭酸化ユニット内で接触させるステップが最大ガス接触時間にわたって行うことができ、最大ガス接触時間は炭酸化ユニット内のアルカリ土類金属炭酸塩の沈殿を低減または回避するように制御または管理される。
【０２０４】
任意選択で、最大ガス接触時間は、約１分から約６０分の間であってもよい。
いくつかの実施態様では、この方法が水性スラリーの新しい部分を生成するために炭酸化ユニットに再循環するステップの前に、固相を破砕および／または粉砕するステップも含むことができる。
【０２０５】
いくつかの実施態様では、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を隔離する方法が提供される。
【０２０６】
該方法は二酸化炭素含有ガスを、炭酸化ユニット中のマグネシウム含有物質を含む水性スラリーと、炭酸化圧約１バール〜約２０バールで、炭酸化温度約１０℃〜約４０℃で、接触させて、少なくとも一部のマグネシウムを炭酸化して、二酸化炭素消耗ガスと、沈殿性炭酸塩を含み、沈殿性炭酸マグネシウムを実質的に含まない炭酸塩装填スラリーとを生成することを含む。
【０２０７】
いくつかの実施態様では、方法が炭酸塩装填スラリーを炭酸塩化ユニットから除去するステップと、炭酸塩装填スラリーを固相と、沈殿可能な炭酸塩を含み、実質的に沈殿した炭酸マグネシウムを含まない水相とに分離するステップと、水相を沈殿ユニットに供給し、沈殿ユニットで炭酸マグネシウムを沈殿させて、沈殿した炭酸マグネシウムを含む沈殿スラリーを生成するステップとを含むことができる。
【０２０８】
いくつかの実施態様では、この方法が沈殿スラリーを、沈殿炭酸マグネシウムを含む固体流と水性流とに分離するステップをさらに含むことができる。
【０２０９】
いくつかの実施態様では、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を隔離する方法が提供され、この方法は炭酸塩および二酸化炭素消耗ガスを生成するためにその炭酸塩化のために、約２００℃から約５００℃の間の炭酸塩化温度および約１バールから約２０バールの間の炭酸塩化圧力で、実質的に乾燥形態のアルカリ土類金属含有材料と二酸化炭素含有ガスを少なくとも１つの炭酸塩化ユニット中で接触させることを含む。
【０２１０】
いくつかの実施態様では、二酸化炭素消耗ガスおよび炭酸ケイ酸マグネシウム材料を生成するために、湿式または乾式形態で、産業排出物をケイ酸マグネシウム材料と接触させることによって、産業排出物から二酸化炭素を隔離する方法が提供される。
【０２１１】
いくつかの実施態様では、アルカリ土類金属炭酸塩を製造する方法が提供される： 
二酸化炭素を含む工業的排出物をアルカリ土類金属含有材料を含む水性スラリーと接触させて、二酸化炭素消耗ガスおよび沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩を実質的に含まないアルカリ土類金属炭酸塩流を生成する接触段階;アルカリ土類金属炭酸塩をアルカリ土類金属炭酸塩流から沈殿させて沈殿スラリーを生成する沈殿段階;および沈殿スラリーを沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩および水相に分離する分離段階。
【０２１２】
いくつかの実施態様では、アルカリ土類金属炭酸塩を製造する方法が提供される： 
二酸化炭素を含む工業的排出物をアルカリ土類金属含有物質を含む水性スラリーと接触させて、二酸化炭素減少ガスおよび沈殿可能な炭酸塩を含み、かつ沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩を実質的に含まないアルカリ土類金属炭酸塩流を生成する接触段階；アルカリ土類金属炭酸塩流を沈殿可能な炭酸塩を含み、かつ沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩を実質的に含まない固相および水相に分離する第１の分離段階；固相をアルカリ土類金属含有物質の少なくとも一部として炭酸塩化段階に再循環させ、それによって沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩を含む沈殿スラリーを生成する再循環段階；および沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩およびアルカリ土類金属炭酸塩スラリーに分離する分離段階。
【０２１３】
いくつかの実施態様では、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を隔離するための二酸化炭素隔離システムが提供される。
【０２１４】
このシステムは、以下を有する少なくとも１つの炭酸化ユニットを含む： 
二酸化炭素含有ガスを受け入れるためのガス入口、アルカリ土類金属含有材料を含む水性スラリーを受け入れるためのスラリー入口、二酸化炭素消耗ガスを生成するために水性スラリーのアルカリ土類金属の少なくとも一部を二酸化炭素で炭酸化するための炭酸化容器、および沈殿性炭酸塩を含み、沈殿性アルカリ土類金属炭酸塩を実質的に含まない炭酸塩負荷スラリー、沈殿性炭酸塩を含む炭酸塩負荷スラリーを放出するためのスラリー出口、および二酸化炭素消耗ガスを放出するためのガス出口を有する分離ユニット：少なくとも１つの炭酸化ユニットのスラリー出口から沈殿可能な炭酸塩を含む炭酸塩負荷スラリーを受け入れるためのスラリー入口、沈殿可能な炭酸塩を含む炭酸塩負荷スラリーを固相と、沈殿可能な炭酸塩を含み、沈殿したアルカリ土類金属炭酸塩を実質的に含まない水相とに分離するための分離チャンバー、水相を解放するための液体出口、および固相を解放するための固体出口、ならびに、を有する沈殿ユニット：分離ユニットの液体出口から沈殿可能な炭酸塩を含む水相を受け入れるためのスラリー入口、アルカリ土類金属炭酸塩の沈殿および沈殿スラリーの形成のための沈殿チャンバー、および沈殿スラリーを放出するための液体出口。
【０２１５】
いくつかの実施態様では、約２０℃〜約３０℃の温度および約２バール〜約１２バールの圧力で二酸化炭素含有ガスと接触し、二酸化炭素を二酸化炭素含有ガスから隔離して炭酸マグネシウムを形成するための、水性スラリーの形態のマグネシウム含有材料の使用が提供される。
【０２１６】
いくつかの実施態様では、二酸化炭素を産業排出物から隔離し、炭酸マグネシウムを生成するための、フィロケイ酸塩鉱山残渣の使用が提供される。
【０２１７】
必要に応じて、フィロケイ酸塩採鉱残渣は、リザーダイト、アンチゴライト、ブルサイト、酸化鉄、酸化クロム、および白石綿のうちの少なくとも１つを含む。
【０２１８】
いくつかの実施態様では、炭酸塩装填スラリーを形成するために、湿潤形態のカルシウムまたはマグネシウム含有材料を炭酸塩化ユニット中で工業排出物からの二酸化炭素と接触させ、そして炭酸塩装填スラリーから炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウムを沈殿ユニット中で沈殿させることによって生成される、沈殿した炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウム（ＰＣＣまたはＰＭＣ）が提供される。
【０２１９】
いくつかの実施態様では、少なくとも９５重量％の炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウムを乾燥形態または水和形態で含む沈降炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウム（ＰＣＣまたはＰＭＣ）が提供される。
【０２２０】
また、焼成排ガス中のＣＯ２含有量が高いほど、炭酸化反応に好ましく、全体的なプロセス効率を高めることになることに留意されたい。
【０２２１】
焼成は場合によっては例えば、特定の操作条件で焼成ユニットを操作し、特定の反応物を使用することによって、より高いＣＯ２含有量を得るように操作することができる。
【０２２２】
例えば、いくつかの実施態様では焼成ユニットが使用される天然ガスまたは他の可燃物の完全燃焼を確実にすることによって排出物中のＣＯ２濃度を増加させるように動作させることができ、これは完全燃焼を促進し、可燃物の消費を低減するために過剰な予熱空気を提供することを含むことができる。
【０２２３】
それに応じて空気の供給速度を制御することができ、焼成ユニットを適切に密封して、システムを希釈し得る他のガスの導入を最小限に抑えることができる。
【０２２４】
さらに、焼成ユニットは、ガス供給物中の酸素含有量を増加させ、それによって空気中に存在するのであろう他のガス成分の濃度を減少させることによって操作することができる。
【０２２５】
酸素レベルを提供することができ、および/または焼成ユニットは、結果として生じる排出物が炭酸化ユニットに供給される煙道ガスのＣＯ２含有量よりも高いＣＯ２含有量を有するように、他の方法で操作することができる。
【０２２６】
このようにして、焼成から炭酸化工程に戻るＣＯ２の再循環は、ＣＯ２濃度を増加させ、それによって全体的な性能を高めることができる。
【０２２７】
いくつかの例では、再循環排出物のＣＯ２濃度が煙道ガス中のＣＯ２濃度よりも少なくとも１％、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％または５０％高くすることができる。
【０２２８】
いくつかの実施態様ではこの方法が炭酸マグネシウムを生成するためにＣＯ２含有流をマグネシウム含有材料と接触させること;炭酸マグネシウムを焼成して、ＣＯ２含有ガス副生成物およびマグネシアを生成し、ＣＯ２含有ガス副生成物はＣＯ２含有流より高いＣＯ２濃度を有すること；および炭酸マグネシウムを生成するためにマグネシウム含有材料と接触させるためにＣＯ２含有ガス副生成物の少なくとも一部を再循環させることを含む。ＣＯ２含有ストリームは第１の排出源からのものであってもよく、煙道ガス(例えば、発電プラント又は他のエミッタからの)であってもよい。ＣＯ２含有流は例えば、１０重量％〜２０重量%のＣＯ２含有量を有することができる。ＣＯ２含有ガス副生成物はより高いＣＯ２含量を有することができ、それは、数パーセント高い（例えば、１２ｗｔ％から２２ｗｔ％のＣＯ２）か、または実質的により高い（例えば、３０ｗｔ％、４０ｗｔ％、５０ｗｔ％、または１００ｗｔ％に近いＣＯ２）ことができる。
【０２２９】
好ましい操作はＣＯ２含有ガス副生成物を、ＣＯ２含有ストリームのＣＯ２含有量よりもある割合（例えば、１０％〜５０％）高いＣＯ２含有量で供給することであることに留意されたい。例えば、ＣＯ２含有ストリームは約１５重量％のＣＯ２含有量を有することができ、一方、ＣＯ２含有ガス副生成物は、約１８重量％（２０％高い）のＣＯ２含有量を有することができる。
【０２３０】
これは、純粋な酸素で焼成ユニットを操作する追加の費用なしに、むしろ焼成ユニットの操作パラメータの制御を使用して達成することができる。
【０２３１】
それにもかかわらず、代替実施形態では、再循環ＣＯ２含有ガス副生成物が炭酸化ステップに供給される最初のＣＯ２含有煙道ガスと比較して低いＣＯ２濃度、または概して類似のＣＯ２含有量を有するように、プロセスを操作することができることに留意されたい。
【０２３２】
比較的可変のＣＯ２含有量が２つのガス流に見られる場合、相対的比率は炭酸化ユニットに供給される一定のＣＯ２含有量を得るように変更され得るか、または２つの流れは濃度制御なしで炭酸化に供給され得、反応ガス中の可変のＣＯ２含有量をもたらす。
【０２３３】
また、２つのＣＯ２含有流は、異なる供給入口または同じ供給入口を介して、同じ炭酸化容器に供給することができるか、または別個の炭酸化容器に供給することができるか、またはそれらの組合せに供給することができることにも留意されたい。
【実施例】
【０２３４】
実施例および実験
実験１： 白石綿鉱山残渣の湿式炭酸化 
第１の一連の実験は、リザーダイト、アンチゴライト、ブルサイト、酸化鉄、酸化クロムおよび低含量の白石綿からなる白石綿採鉱残渣を用いて、７５μｍ未満の粒径を有する約７ｇのサンプルサイズおよび１５％のパルプ密度(液体1リットルあたり１５０ｇの固体の質量)での湿式炭酸化のための条件を最適化するために行われた。
温度および反応時間は、それぞれ２５℃および６時間で安定に保持した。
【０２３５】
可変のパラメータは、圧力、ＮａＣｌおよびＮａＨＣＯ３含有量、および熱処理された試料であるか否かである。
【０２３６】
それらは、ＣＯ２除去のパーセンテージおよび形成された固体炭酸塩のパーセンテージに基づいて最適化された（従属変数）。
【０２３７】
種々の条件および得られた結果を表１に示す。
【０２３８】
この表から、１０．２気圧の圧力および熱処理されたサンプルに対して、８７％までのＣＯ２の除去が達成され得ることが明らかである。ＣＯ２除去はＮａＣｌ含量から独立し、溶液中のＮａＨＣＯ３含量にわずかに依存すると思われるが、熱前処理が必要である。６時間の実験で、これらの条件において、試料の２４％が炭酸塩化されていた。
【０２３９】
【表１】
2019525887.tif 000003
【０２４０】
最適条件での炭酸化の６時間の持続時間は非常に長く、炭酸化アッセイをより短い反応時間で行い、湿式炭酸化速度の時間依存性を検証した。
【０２４１】
実験条件および結果を表２に示す。温度を２５℃で一定に保ち、パルプ密度を１５％で一定に保つ。
【０２４２】
【表２】
2019525887.tif 000004
【０２４３】
ＣＯ２の８２％の除去は、３０分の反応時間後に達成された。
【０２４４】
実験２−蛇紋岩の湿式炭酸化 
この実験は、１８．２％の二酸化炭素を含有するガスのバッチを１５分間処理するための方法の実現可能性を記載する。
【０２４５】
気液比(GLR)は、二酸化炭素含有ガスの体積が２２５ｍＬ、水の体積が７５ｍＬである３００％に固定した。得られた水性スラリーは、１５重量％の濃度の固体物質を有していた。反応温度は周囲温度（１８〜２５℃）に設定した。１０．５バールの圧力を加え、これは２０℃で０．７８ｇのＣＯ２の量を表した。圧力に達したら、反応器の全てのバルブを閉じ、反応を１５分間行った。
【０２４６】
次いで、得られた二酸化炭素減少ガスをバッグを通してサンプリングした。二酸化炭素消耗ガス中の二酸化炭素濃度は、ＣＯ２分析器によって測定した。得られた水性スラリーを濾過し、サンプルを分析のために採取した。
【０２４７】
周囲温度で１０．５バールで１５分間の反応は表３に見られるように、ＣＯ２除去に関して８８＋／−１％の効率を示した。
【０２４８】
【表３】
2019525887.tif 000005
【０２４９】
実験３−湿式炭酸化前の蛇紋岩の熱前処理の最適化 
アルカリ土類金属含有材料の熱前処理が二酸化炭素含有ガスからの二酸化炭素の良好な除去に有利であることを示すために、別の一連の実験を行った。アルカリ土類金属含有材料として、蛇紋岩系採鉱残渣を用いた。
【０２５０】
最初に、粒径に応じて、残渣を粉砕し、次いで粉砕した。最良の結果は、粒径が４５μｍ（メジアンサイズ１０μｍ）未満のサンプルで得られた。
【０２５１】
化学反応性材料を得るために、蛇紋岩をベースとする採鉱残渣は、蛇紋岩のデヒドロキシル化を可能にするためにさらに前処理されなければならない。ミネラルの様々な結晶構造から水を除去することによって、試料の化学構造が変化し、したがって結合エネルギーが低下する。水和ケイ酸塩の熱活性化は、浸出前の化学的活性化に有利であることがよく知られている［Nagamori et al.(1980)Activation of magnesia in serpentine by calcination and chemical utilization of asbestos tailing-A review. CIM Bulletin 73, pp. 144-156］。
【０２５２】
水(ビーカー)に溶解した浸出後のマグネシウム濃度に従って、熱前処理の最適化を行った。図５および図６を参照して、６００ｒｐｍで撹拌しながら水中で３０分間抽出する際の温度および前処理時間、ならびにパルプ密度の影響を調べた。熱重量分析によると、試験した試料の主要な重量損失は、６５０℃で観察される。熱活性化に関する論文は６５０℃での３０分間の処理後に、約１０％の質量損失で最良の結果が得られたことを示した。
【０２５３】
実験４−湿式炭酸化の反応パラメータの最適化
炭酸化圧力、反応時間、ガス／液体比(GLR)および水性スラリーのパルプ密度を含む反応パラメータを最適化するために、別の一連の実験を行った。水中のガス状二酸化炭素の溶解度を高めるために、溶解度がより低い温度で増加することにつれて、反応温度を室温（１８〜２５℃）に設定した。圧力は、反応器に導入される二酸化炭素の量に影響を及ぼすので、重要なプロセスパラメータである。
【０２５４】
実験は、その特性がセメントプラント煙道ガスに匹敵する二酸化炭素含有ガスを用いて行った。組成は、それぞれ１８．２％ＣＯ２、４．１１％Ｏ２、および７７．６９％Ｎ２である。反応は、Parr Instrument Company(Moline IL USA)製の３００ｍＬ撹拌反応器で実現した。
【０２５５】
圧力 
圧力効果に関する試験は、低圧での作業が反応効率に影響しないことを示した。
実際、圧力を低下させると、反応器中に少量の二酸化炭素が導入される。バッチ式実験では、反応器に導入される二酸化炭素の所定量を維持するために、圧力を１０．５バールに設定した。
【０２５６】
ＧＬＲとパルプ密度 
ガス／液体比（ＧＬＲ）およびパルプ密度のようなパラメーターは、３０分の反応時間での実験のセットによって決定された。ＧＬＲを減少させることは煙道ガスからの二酸化炭素の除去に影響を与えなかったが、反応器に導入される二酸化炭素の量を減少させた。一方、パルプ密度を５％に設定した場合、排ガスの処理量は少なかった。処理されるガスの量を増加させるために、ＧＬＲおよびパルプ密度に関する実験をガスの連続バッチで実施した。
【０２５７】
目的は再販売の可能性を有するアルカリ土類金属炭酸塩を形成することであるので、可能な限り純粋な最終生成物を有することが重要である。１００％のＧＬＲおよび１５％のパルプ密度を用いた実験は、かなりの量の炭酸塩が反応器内で沈殿したことを示した。しかしながら、沈殿可能な炭酸塩を容易に分離し、その後約９５％の高純度の炭酸塩を得るために、反応器の外側で炭酸塩を沈殿させることが望ましい場合がある。図７は、１５％のパルプ密度および３００％のＧＬＲの水性スラリーで、ＣＯ２除去の良好な収率および溶液中の高濃度のマグネシウムに遭遇することを示す。一旦、反応の主要なパラメーターが安定したら、反応時間を短縮した。
【０２５８】
反応時間
反応時間を短縮するために一連の実験を行った。二酸化炭素除去結果を図８に示す。除去は、５分の反応時間については５６％、１０分の反応時間については８３％であった。３０分間観察されたのと同じ効率が１５分間で達成された。しかし、溶液中に存在するマグネシウムの量は、１５分間の４９５ｍｇ／Ｌに対して、それぞれ１．４５、３４１ｍｇ／Ｌで３０分間乗算される。１５分の滞留時間は工業的用途にとって合理的であり、マグネシウムの可溶化に対してより良好な効率を提供する。
【０２５９】
実験５−連続運転下でのヘビ亜鉛鉱の湿式炭酸化
連続条件下で実験を行った。その目的は、穏やかな圧力および温度条件下での反応の実現可能性を確認することであった。二酸化炭素含有ガス流は、マスフローコントローラーにより調節した。反応器内の圧力は、所望の圧力に設定した圧力ゲージバルブによって制御した。
【０２６０】
実験は、４２ｍＬ／分（７．６４ｍＬＣＯ２／分）の二酸化炭素含有ガス流で３．４バールで行った。図９を参照すると、約５０分の平衡相の後、二酸化炭素除去の効率は、１３０分の間、９８％を超えて一定のままであることが観察された。その後、効率は線形傾向に従って低下した。最終的に、反応した二酸化炭素の全量は、導入された３．１９ｇのＣＯ２のうち２．６１ｇのＣＯ２であった。反応器に導入された材料の初期マグネシウム含有量と比較して、マグネシウムの全浸出は５０．８％であった。
【０２６１】
実験６−再循環シナリオ
再循環シナリオは、二酸化炭素含有ガスの複数の「バッチ」を再循環固体流および液体流で処理することに基づく。実験は、実施例２に定義したのと同じ条件下で、一連の６バッチのガスについて行った。用語「バッチ」は、本明細書では６００ｒｐｍの撹拌下で１５分間反応する１０．５バールのガス２２５ｍｌ（０．７８ｇＣＯ２）によって定義される。
【０２６２】
水性スラリーは７５ｍｌの水中の１５％の固体からなり、二酸化炭素含有ガスの2つのバッチと接触させた後、固相および水相に濾過した。同じ濾過した固相を再び７５ｍｌの「新しい」水（または再循環水）中で混合し、二酸化炭素含有ガスのさらに2バッチを接触させた。この操作を合計６バッチの二酸化炭素含有ガスについて繰り返した。各濾過の後、溶解したマグネシウムおよび二酸化炭素に富む濾過された水性流を、炭酸マグネシウムの沈殿のために沈殿器に供給した。
【０２６３】
沈殿条件は、３００ｒｐｍの撹拌下で４０℃に設定した。ろ過した固相を、６バッチの二酸化炭素含有ガスと接触させた後、粉砕し、加熱して、さらなるマグネシウムの浸出を改善する。次いで、処理された固相は、二酸化炭素含有ガスの６バッチをさらに接触させるために反応器中で再循環される。従って、合計１２バッチの二酸化炭素含有ガスを同じ固相で処理した。
【０２６４】
二酸化炭素含有ガスの２つのバッチを接触させた後に水相を濾過し、二酸化炭素含有ガスの２つのバッチを接触させた後に淡水を使用した。
結果を表４に要約する。水相中に含まれる全てのマグネシウムが沈殿したと仮定すると、１２バッチとの接触後の固体材料の炭素化は６４％である。 
【０２６５】
【表４】
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【０２６６】
実験７：乾燥ガス−固体炭酸化 
実施例７は、本発明の任意の実施形態による乾燥気体−固体炭酸化実験を記載する。
【０２６７】
この一連の実験において、アルカリ土類金属含有材料は、残渣コンベアの出口から直接テトフォード鉱山の領域から来る白石綿鉱山残渣であった。白石綿残渣を粉砕し、約５０ミクロンのミニ粒子サイズに粉砕した。反応は、Parr Instrument Companyのミニベンチトップ反応器４５６０中で行った。反応後、オン／オフバルブを備えた３．８ＬのTedlar Bagでガスをサンプリングした。
【０２６８】
出口ガス中の二酸化炭素濃度は、ＣＯ２、Quantek Instruments、モデル９０６を用いて測定した。直接乾燥ガス‐固体炭酸塩化に有意な影響を及ぼし得る異なるパラメータの最適化を、一度に従来の単一変数と統計的応答表面法との両方で実施した。
【０２６９】
従来の単一変数法を用いたパラメータの最適化 
一連の実験を実施して、一度に従来の単一の可変変化を伴う直接乾燥ガス?固体炭酸塩化に最も適した条件を最適化した。異なる温度および圧力での炭酸化性能を、ＣＯ２除去のパーセンテージ(従属変数)に基づいて最適化した。最適化された条件を、未加工、非磁性（Non-Mag）および熱処理サンプルについて評価した。各タイプの試料の最適化条件を表５に示した。
【０２７０】
【表５】
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【０２７１】
直接乾燥炭酸化の操作条件は、５気圧および２００℃の温度で６時間最適化した。未処理の熱処理（６３０℃で３０分間、粉砕）サンプルで３６．８％の最大ＣＯ２除去率が得られた。
【０２７２】
Box-Behnkenデザインを用いたパラメータの最適化 
選択された独立変数は温度（Ｘ１）、圧力（Ｘ２）および時間（Ｘ３）であり、選択された独立応答変数は、ＣＯ２除去、Ｙ１（％）および圧力変動、Ｙ２（ｋＰａ）である。ＣＯ２の除去がこの実験における重要な因子であるため、本研究はＣＯ２の除去率に焦点を当てた。したがって、ＣＯ２除去のパーセンテージは、このモデルにおける主要応答表面として選択された。熱処理（６３０℃、３０分間）した２５ｇのサンプルを全ての実験に使用した。
【０２７３】
図１０はＣＯ２除去の応答表面グラフ（％）を示し、図から、ＣＯ２除去（％）は、低圧および高温領域で最大であることが明らかである。最適条件および最適化された値の検証を表６に示す。ＣＯ２除去の予測応答表面（％）についての二次回帰パラメータの分散分析をＡＮＯＶＡによって分析した。
【０２７４】
モデルＦ値が３０．５６であり、低確率値「Ｐｒｏｂ＞Ｆ」が０．０５０未満であるということは、モデルが有意であることを意味する。重回帰係数（Ｒ２=０．９７５２）の値は、全変動の２．５％しか経験的モデルでは説明できなかったことを示している。このモデルは、応答の変動性の９７．５％を説明することができた。ＣＯ２除去のためのＲ２（０．９７５２）（％）は、調整されたＲ２値（０．９４３３）と合理的に一致することが見出された。予測Ｒ２（０．７０）は調整Ｒ２と合理的に一致した。
【０２７５】
Box-Behnken設計による直接乾燥ガス‐固体炭酸化の最適条件は、２５８℃、５．６ａｔｍ、３１０分で得られ、上記の条件で４０．１％のＣＯ２除去が予測された。モデルの検証は、予測値に近い３７％のＣＯ２除去を示す。
【０２７６】
【表６】
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【０２７７】
反応表面方法論から得られた最適化された条件で、未加工および非磁性試料を用いて炭酸化研究も実施した。実験および結果を表７に示し、最適化条件において、３種類の試料のＣＯ２除去（％）が近い範囲にあることを示す。このことは、試料の前処理がＣＯ２（％）除去に有意な影響を与えないことを示す。
【０２７８】
【表７】
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【０２７９】
最適条件下での炭酸化の時間は３１０分と非常に長いと思われるので、乾燥炭酸化速度の時間依存性を検証するために、より短い反応時間で炭酸化アッセイを行った。実験および結果を表８に示す。
【０２８０】
【表８】
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【０２８１】
結果から、反応の主要パーセンテージは炭酸化反応の初期段階で起こることが分かった。反応は、１５分以内に２５８℃、５．５３気圧で約３６％のＣＯ２除去を達成した。このことは、炭酸化の大部分が反応がそれほど重要でなくなるのであろう期限内に起こることを示唆するのであろう。
【０２８２】
図１１に示される圧力変化曲線は、上記の説明を支持する。最初の数分における圧力の突然の減少は反応が最初に急速に起こることを示し、次いで、非常に遅くなるかまたは一定になる圧力の減少は、炭酸化が非常に遅くなるか、または平衡に達することを示す。ＣＯ２ガス混合物の添加直後の圧力および温度の増加は、反応の発熱特性に起因する可能性がある。一定時間後の反応速度の減少は生成物層の形成によるものであり、ＣＯ２の内方拡散および水の外方拡散をさらに妨げる可能性がある。より低い表面再生速度は炭酸化速度を減少させることもでき、これは、ウェル混合による粒子の摩耗および摩耗の速度を増加させることによって増加させることができる。
【０２８３】
実験８−ＣＯ２除去効率の比較
種々のアルカリ土類金属含有材料の湿式および乾式炭酸化についてのＣＯ２除去効率を比較するために実験を行った。湿式炭酸化の結果を表９に、乾式炭酸化の結果を表１０に示す。
【０２８４】
【表９】
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【０２８５】
【表１０】
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【０２８６】
実験８： マグネシア生産 
以下の結果は、従来の方法と比較して、本明細書に記載されるマグネシア製造方法の利点を例示する。
【０２８７】
蛇紋岩炭酸化法で得られた実験データを用いて実施した技術シミュレーションに基づき、以下のデータを得た。
【０２８８】
ＭｇＣＯ３焼成プロセス全体からＣＯ２損失がゼロであると仮定した。焼成ＣＯ２副生物排出量は総プロセスエネルギー需要（炭酸化＋焼成=１ １３９ｋＷｈ／ｔ固体）に基づき、式１の化学量論を用いて計算した。（他の温室効果ガスからの）ＣＯ２換算排出量は考慮されず、ＣＯ２排出量は、本スキームにおける主要な排出量を表すものとして計上された。
【０２８９】
【数１】
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【０２９０】
ケース２に基づくと、年間１７９，０００ｔＭｇＯの生産は工業的排出源からの１８４，０００ｔＣＯ２の治療を可能にし、８７，０００ｔＣＯ２の排出をもたらすことができる。比較すると、従来のプロセスに続く同様のＭｇＯ生産は２６３，０００ｔＣＯ２を生産する。したがって、ＣＯ２排出削減量は１７６，０００ｔＣＯ２（２６３，０００−８７，０００）であり、合計で年間３６万ｔＣＯ２（１７６，０００＋１８４，０００）の経済性をもたらす。
【０２９１】
実験９−排出比較
ＭｇＣＯ３焼成プロセスから生じるＣＯ２排出は、１０％〜２３％のＣＯ２を含むことができる。煙道ガスからＭｇＣＯ３を生成するためにＭｇケイ酸塩を使用する本明細書に記載の技術（例えば、１８．２％ＣＯ２）により、記載されるようなＭｇＯ生成関連ＣＯ２排出との適用性が確認される。例えば、焼成排出物は煙道ガスと比較して同様なＣＯ２含有量を含むことができ、したがって、炭酸化ステップは、煙道ガスおよび焼成排出物の両方を、運転性能にとって十分な一貫性を有するＣＯ２の供給源として利用することができる。
【０２９２】
実験１０−炭酸塩焼成
これは、本明細書に記載の技術から製造されたネスケホナイト（ＭｇＣＯ３・３Ｈ２Ｏ）の、９５０℃でのマグネシア（ＭｇＯ）への焼成に関する。ＭｇＣＯ３・３Ｈ２Ｏは、沈殿工程（工程３２）の間に生成した。実験は、電気加熱実験室規模ロータリーキルンで行った。キルンの内径および長さは、それぞれ４４．４５ｍｍおよび１０００ｍｍであった。焼成は、５．０ｇの材料供給物を０．１８ｇ／分の一定速度で加熱することによって実現した。制御パネルは、キルンの速度を３ｒｐｍに設定した。加熱により生じた質量損失は６８％であった。これは、ＣＯ２およびＨ２Ｏの損失を伴うＭｇＯ上へのネスケホナイト（Nesquehonite）分解を強調した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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