Repositorio
Institucional

Letelier, Viviana

Analysis of Variables in Accelerated Carbonation Environment for the Processing of Electric Arc Furnace Slag Aggregate

MDPI

APPLIED SCIENCES-BASEL

en

Emission reduction in the steel industry has become a challenge due to its high environmental impact, being responsible for 7% of anthropogenic emissions. Several strategies have emerged to mitigate its carbon footprint

among them, carbon capture and storage (CCS) has become a promising long-term alternative. In this work, two low-energy mineral carbonation methods-aqueous and semi-dry-were considered for the processing of a commercial slag derived from electric arc furnace (EAF) steelmaking. These methods were selected for their lower energy and water requirements, as they operate at atmospheric pressure, moderate temperatures, and involve minimal use of chemical additives. Variables such as temperature, time, and the use of sodium carbonate were analysed. Aqueous carbonation favoured a higher carbonate precipitation compared to semi-dry carbonation. However, this process also led to an increase in microcracks on the surface. With respect to the theoretical sequestration rate, carbon dioxide fixation was relatively low, reaching values close to 3%. Nevertheless, when evaluating the overall impact of carbonation on the final material properties, the results suggest that low-consumption mineral carbonation, particularly under simplified operational conditions, is a promising strategy for industrial application. In addition to contributing to CO2 sequestration, this process improves physical properties, which reinforces its potential in carbon capture and storage strategies.La reducción de emisiones en la industria siderúrgica se ha convertido en un desafío debido a su alto impacto ambiental, siendo responsable del 7% de las emisiones antropogénicas. Han surgido varias estrategias para mitigar su huella de carbono

entre ellas, la captura y almacenamiento de carbono (CAC) se ha convertido en una alternativa prometedora a largo plazo. En este trabajo, se consideraron dos métodos de carbonatación mineral de baja energía —acuoso y semiseco— para el procesamiento de una escoria comercial derivada de la producción de acero en horno de arco eléctrico (EAF). Estos métodos se seleccionaron por sus menores requerimientos de energía y agua, ya que operan a presión atmosférica, temperaturas moderadas e implican un uso mínimo de aditivos químicos. Se analizaron variables como la temperatura, el tiempo y el uso de carbonato de sodio. La carbonatación acuosa favoreció una mayor precipitación de carbonato en comparación con la carbonatación semiseca. Sin embargo, este proceso también condujo a un aumento de microfisuras en la superficie. Con respecto a la tasa de secuestro teórica, la fijación de dióxido de carbono fue relativamente baja, alcanzando valores cercanos al 3%. No obstante, al evaluar el impacto global de la carbonatación en las propiedades finales del material, los resultados sugieren que la carbonatación mineral de bajo consumo, especialmente en condiciones operativas simplificadas, es una estrategia prometedora para su aplicación industrial. Además de contribuir al secuestro de CO2, este proceso mejora las propiedades físicas, lo que refuerza su potencial en estrategias de captura y almacenamiento de carbono.

artículo original

slag

EAF

aqueous carbonation

semi-dry carbonation

10.3390/app15179360

pdf

CEMENT KILN DUST

STEEL SLAG

CO2 SEQUESTRATION

MINERAL CARBONATION

MICROSTRUCTURE

MG

CEMENT KILN DUST

STEEL SLAG

CO2 SEQUESTRATION

MINERAL CARBONATION

MICROSTRUCTURE

MG

Ingeniería Ambiental y Geológica

Ingeniería en Procesos Químicos

Ingeniería de los Materiales

versión publicada

dorada

verde

acceso abierto

acceso abierto

WOS:001569582100001

Analysis of Variables in Accelerated Carbonation Environment for the Processing of Electric Arc Furnace Slag Aggregate

artículo original

MDPI

APPLIED SCIENCES-BASEL

Chemistry, Multidisciplinary

Engineering, Multidisciplinary

Materials Science, Multidisciplinary

Physics, Applied

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CC BY 4.0

Agencia Nacional de Investigacion (ANID) - Universidad de La Frontera

Agencia Nacional de Investigacion (ANID) - Universidad de La Frontera [21231311]

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