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본 연구는 최근 관심이 높아지고 있는 이산화탄소의 처리방법 중 하나인 광물탄산화 기술에 관한 것으로 이산화탄소를 산업부산물인 Cement Kiln Dust(CKD)와 반응시켜 이산화탄소를 안정하게 저장하는 기술을 개발하는 것을 목표로 하였다. CKD로부터 Ca 성분을 용출한 후 이산화탄소를 연속흐름방식으로 주입하여 탄산화반응을 진행하였다. 연구결과는 다음과 같다.
1) 연구에 사용한 원료물질인 CKD의 총 함량분석을 실시한 결과, 탄산화반응에 효과적이라고 알려진 Ca 함량이 상당히 높고 다른 금속성분들은 미량 검출되었으며 As, Cd, Hg, Ni와 같은 중금속은 전혀 검출되지 않았다. 이는 CKD가 광물탄산화의 재료로 사용되기에 적합하고, 친환경적인 산업부산물임을 보여준다.
2) CKD로부터 Ca 용출효율을 높일 수 있는 최적의 용제는 hydrochloric acid, acetic acid, ammonium chloride, ammonium acetate, sodium citrate이었고, 최적 반응조건은 반응시간(30 min), 교반속도(250 rpm), 고액비(1:50), 용제농도(0.3 M)이었다.
3) 탄산화반응 후 생성된 탄산염의 질량을 근거로 이산화탄소 저장량을 계산하였다. Ammonium chloride 용제를 사용하여 만든 Ca 용출액 1 L에 이산화탄소 유량을 0.3 L/min으로 조절하여 연속적으로 주입하였을 때, 탄산화반응은 15분이내에 완료되었고 CKD 1 ton으로 380 kg의 이산화탄소를 저장할 수 있었다.
4) 탄산화반응이 완료된 후, ammonium chloride와 ammonium acetate 용제를 사용한 Ca 용출액에서 흰색염이 생성되었으며, XRD 분석결과 고순도의 탄산칼슘(Calcite)임을 확인하였다.
