Análisis comparativo de dos vías de secuestro de CO2 para escoria de magnesio basado en cinética y evaluación del...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los Materiales
• Ciencias Ambientales
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• La escoria de magnesio (MS) es un residuo metalúrgico con alto contenido de óxido de calcio activo.
• MS presenta una solución viable para la eliminación de residuos y la reducción de emisiones de dióxido de carbono.
• La falta de claridad sobre los mecanismos cinéticos y los impactos del ciclo de vida de las rutas de carbonatación de MS dificulta la industrialización.

Objetivo del estudio:

• Elucidar los mecanismos cinéticos del secuestro directo de dióxido de carbono (DCDS) y el secuestro indirecto de dióxido de carbono (ICDS) utilizando MS.
• Evaluar sistemáticamente los impactos ambientales del ciclo de vida de DCDS e ICDS.
• Proporcionar soporte teórico para optimizar los procesos de carbonatación de MS.

Principales métodos:

• Análisis cinético utilizando el método de variable de control de factor único.
• Evaluación del Ciclo de Vida (LCA) para evaluar los impactos ambientales.
• Modelado de mecanismos de carbonatación (encogimiento del núcleo, control mixto).

Principales resultados:

• ICDS forma una capa rica en silicio (modelo de encogimiento del núcleo, energía de activación de 28,4 kJ/mol) con una tasa de reacción del 89 %.
• DCDS implica la formación de doble capa y el bloqueo de poros (control mixto, 14,0 kJ/mol) con una tasa de reacción del 63 %.
• DCDS muestra una sostenibilidad ambiental superior, mientras que ICDS tiene inconvenientes pero ofrece una alta utilización de materia prima y síntesis de productos valiosos.

Conclusiones:

• DCDS es superior ambientalmente, particularmente para el secuestro de dióxido de carbono y el control de la acidificación.
• ICDS, a pesar de las preocupaciones ambientales, tiene potencial para la síntesis de productos de alto valor y la utilización de MS de baja calidad.
• La optimización del proceso puede mejorar el rendimiento ambiental de ICDS para aplicaciones específicas.