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公開番号2025050173
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158824
出願日2023-09-22
発明の名称炭酸マグネシウムの製造方法、及び、二酸化炭素の固定方法
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人,個人
主分類C01F 5/24 20060101AFI20250327BHJP(無機化学)
要約【課題】「Cr及びMg含有鉱石」から、MgCO₃を製造するプロセスにおいて、加熱処理よってMgを溶液中に十分に溶出させるようにする一方で、有害物質であるCr(VI)が溶液中へ溶出されてしまうことを防ぐこと。
【解決手段】クロム及びマグネシウムを含有し、マグネシウム濃度が5質量%以上である鉱石を、加熱する加熱処理St1と、加熱処理St1を経た鉱石を水溶液に入れて溶液中に溶出させたマグネシウムを、二酸化炭素と反応させる炭酸塩生成処理St2と、を含んでなり、加熱処理St1を500℃以上800℃以下の加熱温度で、不活性ガス雰囲気又は還元雰囲気で行う、炭酸マグネシウムの製造方法とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
クロム及びマグネシウムを含有し、マグネシウム濃度が５質量％以上である鉱石を、加熱する加熱処理と、
前記加熱処理を経た前記鉱石を水溶液に入れて溶液中に溶出させたマグネシウムを、二酸化炭素と反応させる炭酸塩生成処理と、
を含んでなり、
前記加熱処理を５００℃以上８００℃以下の加熱温度で、不活性ガス雰囲気又は還元雰囲気で行う、
炭酸マグネシウムの製造方法。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記不活性ガス雰囲気が、アルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気、又は、アルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスによる雰囲気であり、
前記還元雰囲気が、一酸化炭素ガス雰囲気、水素ガス雰囲気、炭化水素ガス雰囲気、又は、一酸化炭素ガス、水素ガス、炭化水素ガスのうちの２種以上のガスの混合ガスによる雰囲気である、
請求項１に記載の炭酸マグネシウムの製造方法。
【請求項３】
クロム及びマグネシウムを含有し、マグネシウム濃度が５質量％以上である鉱石を加熱する加熱処理と、
前記加熱処理を経た前記鉱石を水溶液に入れて溶液中に溶出させたマグネシウムを、二酸化炭素と反応させることによって、炭酸マグネシウムとして二酸化炭素を固定する二酸化炭素固定処理と、を含んでなり、
前記加熱処理を５００℃以上８００℃以下の加熱温度で、不活性ガス雰囲気又は還元雰囲気で行う、
二酸化炭素の固定方法。
【請求項４】
前記不活性ガス雰囲気が、アルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気、又は、アルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスによる雰囲気であり、
前記還元雰囲気が、一酸化炭素ガス雰囲気、水素ガス雰囲気、炭化水素ガス雰囲気、又は、一酸化炭素ガス、水素ガス、炭化水素ガスのうちの２種以上のガスの混合ガスによる雰囲気である、
請求項３に記載の二酸化炭素の固定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸マグネシウムの製造方法、及び、二酸化炭素の固定方法に関する。本発明は、詳しくは、マグネシウム及びクロムを含有する鉱石と二酸化炭素から炭酸マグネシウムを製造する炭酸マグネシウムの製造方法、及び、マグネシウム及びクロムを含有する鉱石に二酸化炭素を固定する二酸化炭素の固定方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の地球温暖化の急速な進行に伴い、排出される二酸化炭素（ＣＯ
２
）の排出量の削減と併せて、排出されたＣＯ
２
を鉱物等に固定化することによる炭素隔離利用技術（ＣＣＳＵ，ＣａｒｂｏｎＣａｐｔｕｒｅ，Ｓｔｏｒａｇｅ，ａｎｄＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）の実用化が求められている。炭素隔離利用技術（ＣＣＳＵ）の具体的実現手段としては、海水深くにＣＯ
２
を圧入する方法、或いは、ＣＯ
２
を地中に圧入して貯蔵する等、各種のＣＯ
２
の固定方法が検討されている。しかし、これらの何れの方法も、ＣＯ
２
の処理に多くの費用を要して経済的ではなく、又、その後の環境に与える影響が不明瞭であり実用化には未だ多くの問題を抱えている。
【０００３】
一方、上記の炭素隔離利用技術（ＣＣＳＵ）の一つとして、マグネシウム（Ｍｇ）やカルシウム（Ｃａ）等を含むケイ酸塩鉱物をＣＯ
２
と反応させて炭酸塩として固定化する技術（炭酸塩鉱物化技術（ＭｉｎｅｒａｌＣａｒｂｏｎａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ））が注目を浴びている（特許文献１参照）。炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ
３
）や炭酸カルシウム（ＣａＣＯ
３
）等の炭酸塩は、常温・常圧で非常に安定であり、環境変化による影響を受けにくいため、長期に亘ってＣＯ
２
を安定的に鉱物中に固定し続けることができるからである。そして、尚且つ、上記方法によるＣＯ
２
の固定化に伴って生成されるＭｇＣＯ
３
やＣａＣＯ
３
は、何れも、中和剤、ゴム、プラスチックの増強剤、農薬、肥料、飼料の材料等、広範な工業分野で利用可能であり、尚且つ、カーボンニュートラルな材料であることから、今後の更なる需要の増加が見込まれている。
【０００４】
ここで、上記の炭酸塩鉱物化技術（ＭｉｎｅｒａｌＣａｒｂｏｎａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いて行われることによってＣＯ
２
の固定にも寄与することができる製造プロセスの一例として、「Ｍｇをケイ酸塩鉱物として含有する鉱石を用いて行われる炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ
３
）の製造プロセス」を挙げることができる。この製造プロセスにおいては、Ｍｇを、ＣＯ
２
と反応させるために、上記鉱石から溶液中に十分に溶出させる必要があるが、上記鉱石中において、Ｍｇは、複雑な結晶構造を有するケイ酸塩鉱物（例えば、Ｍｇ
３
Ｓｉ
２
Ｏ
５
（ＯＨ）
４
、Ｍｇ
３
Ｓｉ
４
Ｏ
１０
（ＯＨ）
２
等の化合物）として含有されているため、Ｍｇ
２＋
としての溶出は容易には進行しない。従って、上記製造プロセスの実施に際しては、上述の鉱石に対して溶液中へのＭｇ
２＋
の溶出を促進させるための何らかの前処理を行うことが必要とされていた。
【０００５】
炭酸塩鉱物化技術（ＭｉｎｅｒａｌＣａｒｂｏｎａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を実施する際に必要となる前処理の具体的手段としては、従来、Ｍｇをケイ酸塩鉱物として含有する鉱石を加熱することによって、当該鉱石に含有されているＭｇの溶液中への溶出を促進する技術が提案されている（特許文献２、３参照）。
【０００６】
ここで、上記の「Ｍｇをケイ酸塩鉱物として含有する鉱石を用いて行われる炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ
３
）の製造プロセス」には、５質量％以上の濃度でＭｇをケイ酸塩鉱物として含有する鉱石を好ましく用いることができる。ところが、それらの鉱石の多くは、併せてクロム（Ｃｒ）を含有するものであることが多い。例えば、ニッケル製錬の原料鉱石として用いられるリモナイト鉱の他、サプロライト鉱等の酸化鉱や、リザダイト、クリソタイル、エンスタタイト、フォレステライト、タルク、マグネサイト、サーペンティン、オリビン、スメクタイト等が、そのような鉱石に該当する。以下、本明細書においては、これらの各鉱石を含め、Ｃｒ及びＭｇを含有し、マグネシウム濃度が５質量％以上である鉱石のことを、「Ｃｒ及びＭｇ含有鉱石」と称する。
【０００７】
そして、上述の炭酸塩鉱物化技術（ＭｉｎｅｒａｌＣａｒｂｏｎａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）に技術的に密接に関連するプロセスであって、「Ｃｒ及びＭｇ含有鉱石」を用いて行われる「炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ
３
）の製造及び二酸化炭素固定のプロセス」においては、ケイ酸塩鉱物として鉱石に含有されているＭｇの溶液中への溶出を促進するために、上述の加熱処理を大気中のような酸化性雰囲気で行うと、鉱石中のＣｒの酸化が進行して、溶液中に有害物質である六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））までもが溶出されてしまうことが新たな問題として認識されるに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開平１０－２４９１５３号公報
特表２０１２－５００７１８号公報
特表２０１３－５０５１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものであり、クロム及びマグネシウムを含有し、マグネシウム濃度が５質量％以上である「Ｃｒ及びＭｇ含有鉱石」と二酸化炭素から、ＭｇＣＯ
３
を製造するプロセスにおいて、「Ｃｒ及びＭｇ含有鉱石」からのＭｇの溶出性を高めるために行われる加熱処理よって、有害物質であるＣｒ（ＶＩ）が、Ｍｇと共に、溶液中へ溶出されてしまうことを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、「Ｃｒ及びＭｇ含有鉱石」からのＭｇの溶出性を高めるために行われる加熱処理を、不活性ガス雰囲気、又は、還元雰囲気で行うことによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、以下のものを提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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