Open Universiteit

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1820/6149
Title: Onderzoek naar de opslag van CO2 in minerale gesteenten
Other Titles: [A literature study into the potential of carbon dioxide sequestration by binding to minerals (in Dutch)]
Authors: van Driel, Peter
Deconinck, Nico
Goedertier, Kenneth
Keywords: mineralen – silicaat - koolstofdioxide – insluiting - opslag – olivijn – verwering – peridotiet – climate engineering – minerale CO2-binding – klimaatverandering - CDR
[minerals – silicate – carbon dioxide – sequestration - capture – olivine – weathering – peridotite – climate engineering – minerals binding - climate change - CDR]
Issue Date: Jun-2012
Publisher: Open Universiteit
Citation: van Driel, P., Deconinck, N., & Goedertier, K. (2012). Onderzoek naar de opslag van CO2 in minerale gesteenten Onderzoek uitgevoerd in opdracht van Energie onderzoek Centrum Nederland (ECN), Petten, NL. [A literature study into the potential of carbon dioxide sequestration by binding to minerals (in Dutch)]. (Unpublished BSc Bachelor’s Thesis Environmental Sciences), Open Universiteit, Heerlen, NL.
Abstract: SAMENVATTING CO2 reductie in de atmosfeer, door middel van carbonatatie van minerale gesteenten, is al jaren het onderwerp van wereldwijd onderzoek. Talrijke wetenschappelijke publicaties proberen een inzicht te geven in de mechanismen die bijdragen tot de carbonatatie van mineralen, voornamelijk onder gecontroleerde omstandigheden. Dit literatuuronderzoek geeft aan dat silicaat houdende gesteenten zoals olivijn, onder de vorm van forsteriet of fayaliet, de beste perspectieven bieden voor een carbonatatie. Het carbonatatieproces bestaat uit 2 stappen, namelijk oplossen en precipiteren. Beide stappen vinden het best afzonderlijk; en respectievelijk in een zuur en alkalisch milieu plaats. Verder blijkt ook dat bij een temperatuur van 100 à 185° C en een druk van 100 à 150 bar de hoogste carbonatatie efficiëntie plaatsvindt. Het grenslaagoppervlak van het mineraal kan vergroot worden door nat te vermalen (deeltjesgrootte < 37 μm en bij voorkeur 10 μm), door botsingen tussen deeltjes of voorbehandeling met stoom waardoor de reactiesnelheid verbeterd wordt. Het gebruik van liganden voor het ionentransport in het mineraal tijdens de oplossingsstap moet nog verder onderzocht worden. Uit berekeningen naar het mineralisatieproces onder natuurlijke omstandigheden blijkt dat een ex-situ (aan het aardoppervlak) behandeling in de stroombekkens van tropische rivieren een versnelde carbonatatie aangeven en er ongeveer tot 6 maal minder olivijn nodig is dan in een gematigd klimaat. Een levenscyclusanalyse (LCA) toont echter aan dat het vermalen van de deeltjes en het landgebruik bezwarende factoren zijn. Een carbonatatie in situ (onder de zeebodem) door gebruik te maken van CO2 uit het zeewater biedt vanuit milieuperspectief de meest interessante route om verder te exploreren.
Description: ABSTRACT Enhanced carbonation of mineral rocks to reduce the atmospheric CO2 concentration has been studied worldwide since many years. Extensive scientific work is dedicated to the understanding of the mechanisms that are involved in the carbonation of minerals, especially in controlled conditions. This literature review reveals that silicate minerals, such as olivine, forsterite or fayalite, offer the best potential for enhanced carbonation. The carbonation process involves 2 steps, namely dissolving and precipitation. Both process steps are to be performed preferably separated; in an acid and alkaline environment, respectively. Furthermore, a temperature between 100 to 185 °C and a partial pressure of 100 to 150 bar indicate the highest carbonation potential. The reaction speed is further increased by improving the conditions at the interface between mineral and the CO2 containing environment. The surface area of the mineral grains can be enlarged by wet grinding (< 37 μm and preferable 10 μm), by collisions between particles or by pretreatment with steam. The use of ligands for the ion transport during the dissolving step also has a beneficial potential, but should be examined further. The literature review also dedicates to investigating practical applications of the enhanced carbonation process in natural environmental conditions. Calculations with ex-situ (above the soil surface) treatment of ground olivine within the flow regime of tropical rivers, show a faster carbonation and require up to 6 times less mineral resource material than in a more temperate climate. An environmental impact review by means of a life cycle analysis (LCA) indicates that grinding of mineral particles and land use are burdensome factors. Carbonation in situ (below the seabed) by using CO2 in the seawater offers, from an environmental perspective, an interesting process route to explore further.
URI: http://hdl.handle.net/1820/6149
Appears in Collections:BSc Environmental Sciences

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
VMAB2012vj-M112-CO2-BINDING-PWAE20151002-nonedit.pdf1.12 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.