CO2 fixation in metallurgical slags through mineral carbonation mechanism. Part 1: CO2 bonding methods via direct and indirect carbonation
 
More details
Hide details
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2008;24(1):79-86
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The increasing CO2 emission and its negative impact on climate changes has led to the intensification of researches on sequestration, i.e. capture and utilization of carbon dioxide. One of CO2 utilization methods is its bonding via mineral carbonation. This method rests on bonding of CO2 in natural minerals or wastes. It is an ecologically safe method as CO2 is permanently bonded, and carbonates originating in the reaction do not influence negatively natural environment. Mineral carbonation may be carried out via direct method with the minerals or wastes undergoing direct carbonation or indirect, with the reactive components pre-extracted from mineral matrix, and then treated with CO2. Mineral carbonation is an interesting option to reduce CO2 by using wastes, in particular, those produced by significant emissioners of carbon dioxide. When the wastes are employed in mineral carbonation, they are used economically. The advantage of wastes usage for CO2 bonding over natural resources is that there are not any costs involved with their acquisition. An additional advantage of wastes usage is the fact that carbonation becomes a faster process compared with natural resources use. For CO2 bonding the permanent inorganic alkaline wastes containing CaO and MgO can be used, in the form which reacts with CO2. Such types of wastes include among others slags from iron and steel industry, which constitute potential material for carbon dioxide sequestration via mineral carbonation. Nowadays, most of researches on mineral carbonation with the use of metallurgical slags are aimed at elaborating a sequestration method which is least power-consuming and allows economic usage of CO2 reaction products. One of the most promising research directions is determination of possibilities of mineral carbonation use for calcium carbonate production from steel slags with the employment of acetic acid. In the article, there has been presented a review of possibilities and methods, worked out up to the present moment, of CO2 bonding through slags from iron and steel industry via direct and indirect mineral carbonation.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Wiązanie CO2 w żużlach hutniczych na drodze mineralnej karbonatyzacji. Część 1: Metody wiązania CO2 na drodze bezpośredniej i pośredniej karbonatyzacji
sekwestracja CO2, mineralna karbonatyzacja, żużel, hutnictwo żelaza, hutnictwo stali
Zwiększona emisja CO2 oraz jego negatywny wpływ na zmiany klimatyczne spowodowały intensyfikację badań dotyczących sekwestracji, czyli wychwytywania i utylizacji ditlenku węgla. Jedną z metod utylizacji CO2 jest jego wiązanie na drodze mineralnej karbonatyzacji. Metoda ta polega na wiązaniu CO2 w minerałach naturalnych lub odpadach. Jest to metoda bezpieczna ekologicznie, ponieważ C02 jest trwale wiązany, a powstałe w wyniku reakcji węglany nie mają negatywnego wpływu na środowisko naturalne. Mineralna karbonatyzacja może być przeprowadzana metodą bezpośrednią, w której minerał lub odpad poddawany jest bezpośrednio karbonatyzacji lub pośrednią, w której składniki reaktywne są wstępnie ekstrahowane z matrycy mineralnej, a następnie poddawane reakcji z CO2. Mineralna karbonatyzacja jest interesującą opcją dla redukcji CO2 przy zastosowaniu odpadów, szczególnie tych, które powstają u znaczących emitentów ditlenku węgla. Odpady mają tę przewagę nad stosowaniem surowców naturalnych do wiązania CO2, że nie ponosi się kosztów związanych z ich pozyskaniem. Dodatkową zaletą stosowania odpadów jest fakt, że karbonatyzacja przy ich zastosowaniu jest procesem szybszym niż w przypadku zastosowania naturalnych minerałów. Do wiązania CO2 mogą być stosowane stałe nieorganiczne odpady alkaliczne zawierające CaO i MgO w formie, która może reagować z CO2. Odpadami, takimi są m.in. żużle z hutnictwa żelaza i stali, które stanowią potencjalny materiał do sekwestracji ditlenku węgla na drodze mineralncj karbonatyzacji. Obecnie większość badań dotycząca mineralnej karbonatyzacji przy zastosowaniu żużli hutniczych skierowana jest na opracowanie metody sekwestracji, która byłaby jak najmniej energochłonna i pozwalałaby na gospodarcze wykorzystanie produktów reakcji z CO2. Jednym z najbardziej obiecujących kierunków badań jest określenie możliwości zastosowania mineralnej karbonatyzacji do wytwarzania węglanu wapnia z żużli za pomocą kwasu octowego. W artykule omówiono przegląd opracowanych dotąd możliwości i metod wiązania CO2 przez żużle z hutnictwa żelaza i stali na drodze mineralnej karbonatyzacji bezpośredniej i pośredniej.
 
REFERENCES (16)
1.
Eloneva S., Teir S., Savolahti J., Zevenhoven R., Salokoski P., Kallio R., Kinnunen K., Pohjola L., Poij I., 2007 - Production of precipitated calcium carbonate from industrial by-product slags. Final Report of project SLAGZPCC, Espoo/Turku.
 
2.
Hujigen W., Wikamp G.I., Romans R., Z004 - Mineral CO2 sequestration in alkaline solid residues. Proceedings Materials of 7th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies. Vancouver, Kanada.
 
3.
Huijgen W.1J., C o man s R.N.1., Z003 - Carbon dioxide sequestration by mineral carboantion. ECN. ECN-C-03-016. www.ecn.nl.
 
4.
Huijgen W.J.J., Co mans R.N.J., 2005 - Mineral CO2 sequestration by carbonation of industrial rcsidues. ECN. ECN-C-05-074. www.ecn.nl.
 
5.
Huijgen WJ.J., 2007 - Carbon dioxide sequestration by mineral carbonation. feasibility of enhanced natural weathering as a CO2 emission reduction technology. Thesis, Energy Research Centre of The Netherlands.
 
6.
IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage, part 7. Mineral Carbonation and Industrial uses of Carbon Dioxide. Coordinating Lead Author: Marco Mazzotti, 2005.
 
7.
Johnson D.C., 2000 - Accelerated carbonation of waste calcium silicate materials. SCI Lecture Papers Series, Society of Chemical Industry. ISSN 1353-114X.
 
8.
Kodama S., Nishimoto T., Yogo K., Yamada K., 2006 - Design and evaluation of a new CO2 fixation process using alkaline-earth metal wastes. Proceedings Materials of 8th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies. Trondheim, Norway, 2006.
 
9.
Krajowa Inwentaryzacja emisji i pochłaniania gazów cieplarnianych za rok 2005, IOŚ, http://emissions.ios.edu.pl/.
 
10.
Małolepszy I., 1989 - Hydratacja i własności spoiwa żużlowo-alkalicznego. Zeszyty Naukowe AGH. Ceramika 53, Kraków.
 
11.
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. nr 112, poz. 1206).
 
12.
Stolaroff J.K., Lowry G.V., Keith D.W., 2005 - Using CaO- and MgO-rich industrial waste streams for carbon sequestration. Energy Conversion and Management 46, p. 687-699.
 
13.
Tarkowski R., Uliasz-Misiak B., 2004 - Emisja CO2 ze spalania paliw oraz procesów przemysłowych w Polsce. Polityka Energetyczna T. 7, z. 1, str. 203-2 I 6.
 
14.
Teir S., 2006 - Reduction of CO2 emissions by producing calcium carbonates from calcium silicates and steelmaking slags. Helsinki University of Technology Department of Mechanical Engineering.
 
15.
Teir S., Eloneva S., Fogelholm C.J., Zevenhoven R., 2007 - Dissolution of steelmaking slags in acetic acid for precipitated calcium carbonate production. Energy 32, p. 528-539.
 
16.
Zevenhoven R., Eloneva S., Teir S., 2006 - Chemical fixation of CO2 in carbonates: Routes to valuable products and long-term storage. Catalysis Today 115, p. 73-79.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953
Journals System - logo
Scroll to top