IP-Coster | WO2026109893 | METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING AN ALKALINE MIXTURE COMPRISING SODIUM SILICATE

Country	Stages	Total
China	Filing, Examination, Granting	2883
EPO	Filing, Examination, Granting	10714
Japan	Filing, Examination, Granting	2461
South Korea	Filing, Examination, Granting	2830
USA	Filing, Examination, Granting	5740

Abstract[English] The present invention provides a method (600a) and apparatus for producing an alkaline mixture comprising sodium silicate, which mixture is suitable for use as an alkaline activator for alkaline activated and geopolymer cements, but which may also be used, for example, to mineralize captured carbon dioxide. The method comprises comminuting (301) an ore of a target metal into fines, wherein the ore comprises a siliceous mineral and at least one of iron and manganese as the target metal. The siliceous mineral may comprise the target metal itself and/or it may be silica and/or another silicate mineral present as gangue. The ore is dehydrated and hydroxylated compounds contained therein are dehydroxylated (302). The ore thus treated is then reacted (601) in an inert atmosphere with an amount of liquid sodium in excess of the stoichiometric amount thereof required for a redox reaction between the liquid sodium and an oxide of the target metal from the ore, to precipitate out from the liquid sodium a solid phase comprising both the target metal in elemental form and other insoluble products comprising sodium oxide. The redox reaction is conducted at a temperature of at least 320 °Celsius to induce a reaction between the sodium oxide and silica derived from the siliceous mineral to produce sodium silicate, but also below a temperature at which the liquid sodium can react with the oxide of the target metal to produce a ternary oxide thereof. At least some of the liquid sodium having sodium silicate dissolved therein is then separated (305) from the solid phase and is reacted (602) with at least one of oxygen and water to produce a mixture comprising sodium silicate and at least one of sodium oxide and sodium hydroxide. The corresponding apparatus comprises a comminution device (such as a rock crusher or grinder), means for dehydrating and dehydroxylating the ore (such as a dryer), a gas-tight first reaction vessel for reacting the ore thus treated with the liquid sodium, a solid-liquid sodium phase separator, and a second reaction vessel for reacting the liquid sodium having sodium silicate dissolved therein with at least one of oxygen and water. The resulting alkaline mixture is therefore produced whilst extracting the target metal in elemental form from its ore. Thus the energy consumed is split between the production of these two co-products, making the method of the invention a low-energy method of producing an alkaline activator for alkaline activated and geopolymer cements. Both reactions (601, 602) are also significantly exothermic and at least some of the thermal energy from them may be recycled. The invention does not consume any carbon and is therefore at least carbon-neutral. On the other hand, it consumes the silica content of gangue mineral species and/or of siliceous minerals of the target metal in its ore, which have previously been treated as waste products. The amount of waste material produced when extracting the target metal from its ore is thereby reduced as well.[French] La présente invention concerne un procédé (600a) et un appareil de production d'un mélange alcalin comprenant du silicate de sodium, ledit mélange étant approprié pour être utilisé comme activateur alcalin pour des ciments alcalino-activés et géopolymères, mais pouvant également être utilisé, par exemple, pour minéraliser du dioxyde de carbone capturé. Le procédé consiste à broyer (301) un minerai d'un métal cible en particules fines, le minerai comprenant un minéral siliceux et du fer et/ou du manganèse en tant que métal cible. Le minéral siliceux peut comprendre lui-même le métal cible et/ou être de la silice et/ou un autre minéral silicaté présent sous forme de gangue. Le minerai est déshydraté et les composés hydroxylés qu'il contient sont déhydroxylés (302). Le minerai ainsi traité est ensuite mis à réagir (601) sous une atmosphère inerte avec une quantité de sodium liquide dépassant sa quantité stœchiométrique requise pour une réaction redox entre le sodium liquide et un oxyde du métal cible provenant du minerai, pour précipiter dans le sodium liquide une phase solide comprenant à la fois le métal cible sous forme élémentaire et d'autres produits insolubles comprenant de l'oxyde de sodium. La réaction redox est effectuée à une température d'au moins 320 °C pour induire une réaction entre l'oxyde de sodium et la silice dérivée du minéral siliceux afin de produire du silicate de sodium, mais également au-dessous d'une température à laquelle le sodium liquide peut réagir avec l'oxyde du métal cible afin de produire un oxyde ternaire de celui-ci. Au moins une partie du sodium liquide contenant du silicate de sodium dissous est ensuite séparée (305) de la phase solide et est mise à réagir (602) avec de l'oxygène et/ou de l'eau afin de produire un mélange comprenant du silicate de sodium et de l'oxyde de sodium et/ou de l'hydroxyde de sodium. L'appareil correspondant comprend un dispositif de broyage (tel qu'un broyeur ou concasseur de roche), des moyens pour déshydrater et déhydroxyler le minerai (tel qu'un séchoir), un premier récipient de réaction étanche aux gaz pour faire réagir le minerai ainsi traité avec le sodium liquide, un séparateur de phase solide-sodium liquide, et un second récipient de réaction pour faire réagir le sodium liquide contenant du silicate de sodium dissous avec de l'oxygène et/ou de l'eau. Le mélange alcalin résultant est donc produit tout en extrayant du minerai le métal cible sous forme élémentaire. Ainsi, l'énergie consommée est répartie entre la production de ces deux co-produits, ce qui fait du procédé de l'invention un procédé à faible consommation énergétique pour la production d'un activateur alcalin destiné aux ciments alcalino-activés et géopolymères. Les deux réactions (601, 602) sont également significativement exothermiques, et au moins une partie de l'énergie thermique provenant de celles-ci peut être recyclée. L'invention ne consomme pas de carbone et est donc au moins neutre en carbone. D'autre part, elle consomme la teneur en silice des espèces minérales de gangue et/ou des minéraux siliceux du métal cible présents dans son minerai, lesquels étaient auparavant traités comme des déchets. La quantité de déchets produits lors de l'extraction du métal cible à partir de son minerai est ainsi également réduite.

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Applicant's Legal Status	Natural Person *
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Small Entity, US	*
Micro Entity, US	*
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Applicant's annual total income is below JPY 1.5 million	*
Entry into National Phase under	Chapter I *
Patent Delivery	Send the Letters Patent by Courier *
Translation

WO2026109893 - METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING AN ALKALINE MIXTURE COMPRISING SODIUM SILICATE

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