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Recovery of high-purity hydromagnesite from seawater through carbonation using Ca(OH)2
Desalination Volume 586, 1 October 2024, 117907

Abstract
The economic challenges arising from resource depletion and uneven distribution of Mg in land reserves have spurred interest in technologies for Mg extraction from seawater. Thus, this study introduces a novel method to recover high-purity magnesium carbonate, specifically hydromagnesite, from seawater through carbonation using Ca(OH)₂ as an alkali source. A significant achievement of this method is the production of high-purity hydromagnesite despite the presence of large amounts of Ca, realized only through carbonation without the need for expensive additives such as NaOH. Experimental results reveal that the Ca(OH)₂ content predominantly influences the Mg dissolution efficiency during carbonation and the overall Mg recovery rate. Maximizing the efficiency of this technology relies on using an appropriate amount of Ca(OH)₂. Notably, the appropriate amount of OH− supply enhances CO₂ dissolution, facilitating Mg dissolution. Conversely, an excess of Ca(OH)₂ impedes Mg dissolution. The overall Mg recovery rate reaches a peak of 67 %, enabling the recovery of 3.4 kg of hydromagnesite from one ton of seawater. The findings highlight the effectiveness of the proposed technology as a promising and cost-effective method for extracting high-purity Mg from seawater, utilizing Ca(OH)2, previously considered an impurity, as a cost-effective alkali source.

요약
자원 고갈과 토지 매장량의 불균등한 Mg 분포로 인해 발생하는 경제적 문제는 해수에서 Mg를 추출하는 기술에 대한 관심을 불러일으켰습니다. 따라서, 이 연구는 알칼리원으로 Ca(OH) ₂을 사용하여 탄산화를 통해 해수로부터 고순도 탄산마그네슘, 특히 하이드로마그네사이트를 회수하는 새로운 방법을 소개합니다. 이 방법의 중요한 성과는 NaOH와 같은 고가의 첨가제 없이도 탄산화를 통해서만 실현된 다량의 Ca가 존재함에도 불구하고 고순도 하이드로마그네사이트를 생산하는 것입니다. 실험 결과에 따르면 Ca(OH) ₂ 함량은 탄산화 중 Mg 용해 효율과 전체 Mg 회수율에 주로 영향을 미칩니다. 이 기술의 효율을 극대화하려면 적절한 양의 Ca(OH) ₂을 사용해야 합니다. 특히, 적절한 양의 OH 공급은 CO ₂ 용해를 향상시켜 Mg 용해를 촉진합니다. 반대로, 과도한 Ca(OH) ₂은 Mg 용해를 방해합니다. 전체 Mg 회수율은 67%로 최고치에 도달하여 1톤의 해수에서 3.4kg의 하이드로마그네사이트를 회수할 수 있습니다. 이 연구 결과는 이전에 불순물로 간주되었던 Ca(OH)2를 비용 효율적인 알칼리원으로 활용하여 해수에서 고순도 Mg를 추출하는 유망하고 비용 효율적인 방법으로 제안된 기술의 효과를 강조합니다.