본 기술은 시멘트 산업 부산물인 시멘트 킬른 더스트를 강산에 녹여 칼슘 이온을 용출한 뒤, pH를 단계적으로 높여 불순물을 침전 제거하고 남은 고순도 칼슘 용액에 이산화탄소를 주입해 나노 크기의 탄산칼슘을 얻는 간접탄산화 공정입니다. 최종 탄산칼슘의 평균 입경은 10~100nm 범위에서 조절됩니다.
국내에는 규회석·사문석 같은 탄산화용 천연광물이 부족해 산업부산물을 광물탄산화 원료로 활용하는 방안이 현실적인 대안으로 꼽혀 왔습니다. 그러나 시멘트 킬른 더스트에 이산화탄소를 직접 반응시키는 기존 직접탄산화 공정은 효율이 낮고 반응 속도가 느리며, 생성된 탄산칼슘에 불순물이 섞이는 문제가 있었습니다.
본 기술은 pH 3.0~3.5, 11.0~11.5, 12.5~13.0의 3단계 조절로 칼슘 이외의 금속 성분을 순차적으로 걸러내고, 마지막 단계에서 발생한 알칼리성 상등액을 이산화탄소 흡수 용매이자 pH 완충제로 재활용해 반응 속도를 높이고 폐수 처리 부담을 줄입니다. 시멘트 공장의 탄소 포집·저장 설비와 제지·플라스틱·도료용 나노 탄산칼슘 생산 공정에 적용될 수 있어 산업 폐기물 처리와 온실가스 감축, 고부가 소재 판매를 하나의 공정에서 동시에 달성할 수 있습니다.
본 발명은 환경부의 패각 내 유효성분 활용 고품질 경질 탄산칼슘 합성 및 제품화 지원을 통해 개발되었습니다.
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