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학술저널

철강슬래그의 용해 및 CO₂ 직접수성 탄산화 특성

최근 CO₂의 단순 포집 및 저 장(Carbon Capture and Storage, CCS) 개념을 넘어 유용한 자원으로 재사용하고자 하는 이산화탄소 포집, 저장 및 활용(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS) 기술 개발을 위한 많은 노력들이 진행 중에 있으며, 특히 다양한 공정의 부산물 또는 폐기물을 이용한 CO₂의 고부가가치 제품 생산기술이 주목받고 있다. 광물화 기술의 원료는 알칼리토금속을 포함하는 규산염 둥 천연광물과 산업 부산물을 적용할 수 있으며 원료물질의 특성에 따라 반응 시스템의 최적화가 요구된다. 이때 원료선정을 위해 고려할 요소는 탄산화 반응성 즉, 알칼리 함량 및 알칼리 성분의 반응성, 원료물질의 배출량, 부존량, 및 확보 용이성, 마지막으로 광물화 생성물인 탄산화물 및 부산물의 활용성과 이에 따른 환경영향 둥을 들 수 있다. 본 연구에서는 철강산업에서 발생하는 부산물인 철강 슬래그 3 종에 대하여 슬래그의 용해 특성과 CO₂직접 수성 탄산화 반응 특성에 대하여 고찰하였다. 대상 슬래그에 대하여 물과 슬래그 혼합물의 혼합비율에 따른 경도, 알칼리도, pH 변화를 측정하여 시료별 반응성을 비교, 평가하였으며, 혼합비 5wt% 및 일정 CO₂공급 조건에서 광물 탄산화 반응을 통해 CO₂ 포집 효율을 비교하였다. 본 실험결과는 CO₂ 직접탄산화 실증공정 설계 및 시스템 엔지니어링을 위한 주요 자료를 도출할 수 있었다.

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