IP-Coster | WO2026109890 | METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING OXIDES OF CALCIUM, MAGNESIUM AND IRON FROM CARBONATE MINERAL ORES WITHOUT BURNING CARBONACEOUS FUELS

Country	Stages	Total
China	Filing, Examination, Granting	3294
EPO	Filing, Examination, Granting	13330
Japan	Filing, Examination, Granting	2668
South Korea	Filing, Examination, Granting	3234
USA	Filing, Examination, Granting	6940

Abstract[English] The present invention provides a method and apparatus (2a) for producing at least one of calcium oxide, magnesium oxide and an iron oxide from an ore comprising a carbonate mineral of at least one of calcium, magnesium and iron, such as limestone and siderite ores. The method comprises producing liquid sodium and chlorine gas by electrolysis. The liquid sodium is oxidised to sodium oxide and the chlorine is used to make hydrochloric acid. The sodium oxide may be produced in a redox reaction with an oxide of another metal to produce the other metal in elemental form as well. The ore is added to the hydrochloric acid to dissolve the carbonate mineral therein, which produces gaseous carbon dioxide and an aqueous solution respectively comprising at least one of calcium chloride, magnesium chloride and ferrous chloride. The carbonate mineral is dissolved in the hydrochloric acid closed off from their surrounding environment and the carbon dioxide is captured. The aqueous solution is reacted with at least some of the sodium oxide, or sodium hydroxide derived therefrom, to produce an aqueous solution of sodium chloride and a precipitate respectively comprising at least one of calcium hydroxide, magnesium hydroxide and ferrous hydroxide. The precipitate is then phase separated from the aqueous solution of sodium chloride and the hydroxide(s) in the separated precipitate are thermally decomposed to produce water vapour and a solid end-product comprising the desired oxide(s). Sufficient heat for this thermal decomposition is transferred to the separated precipitate from at least one of the electrolysis products, the exothermic processes by which the precipitate is produced, their respective products and the products of the thermal decomposition itself. Thus the invention consumes no carbonaceous fuel, including any fossil fuel, and has electricity as its only energy requirement. If the electricity is produced from a source of renewable energy, it produces no greenhouse gas emissions. The apparatus (2a) comprises an electrolytic subassembly (10), a sodium oxide or hydroxide-producing subassembly (13), a hydrochloric acid-producing subassembly (12), a reaction subassembly (14), a solid-aqueous phase separator (16), a kiln (20), and a heat transfer pathway (23) for transferring enough heat to the precipitate in the kiln (20) to cause the thermal decomposition from at least one of: a product of the electrolytic subassembly (10), the other subassemblies (12, 13, 14) and their respective products, and a product of the thermal decomposition. The invention is intended to replace the traditional calcination process, including for the production of cement clinker, and can also be used to convert siderite ores into one or more iron oxides suitable for ironmaking. The captured carbon dioxide may be reacted with a second portion of the sodium oxide, or with sodium hydroxide derived therefrom, to produce sodium carbonate, thereby also providing a replacement for the Solvay process. In some embodiments, the method can even have a negative carbon footprint overall.[French] La présente invention concerne un procédé et un appareil (2a) pour produire au moins un élément parmi l'oxyde de calcium, l'oxyde de magnésium et un oxyde de fer à partir d'un minerai comprenant un minéral carbonaté d'au moins l'un parmi le calcium, le magnésium et le fer, tels que les minerais de calcaire et de sidérite. Le procédé comprend la production de sodium liquide et de chlore gazeux par électrolyse. Le sodium liquide est oxydé en oxyde de sodium et le chlore est utilisé pour produire de l'acide chlorhydrique. L'oxyde de sodium peut être produit par une réaction redox avec un oxyde d'un autre métal afin de produire l'autre métal sous forme élémentaire également. Le minerai est ajouté à l'acide chlorhydrique pour dissoudre le minéral carbonaté à l'intérieur de celui-ci, ce qui produit du dioxyde de carbone gazeux et une solution aqueuse comprenant respectivement au moins l'un parmi le chlorure de calcium, le chlorure de magnésium et le chlorure ferreux. Le minéral carbonaté est dissous dans l'acide chlorhydrique isolé de son environnement ambiant et le dioxyde de carbone est capturé. La solution aqueuse est mise à réagir avec au moins une partie de l'oxyde de sodium, ou de l'hydroxyde de sodium dérivé de celui-ci, pour produire une solution aqueuse de chlorure de sodium et un précipité comprenant respectivement au moins l'un parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de magnésium et l'hydroxyde ferreux. Le précipité est ensuite séparé de la solution aqueuse de chlorure de sodium par séparation de phase et le ou les hydroxydes dans le précipité séparé sont décomposés thermiquement pour produire de la vapeur d'eau et un produit final solide comprenant le ou les oxydes souhaités. Une chaleur suffisante pour cette décomposition thermique est transférée au précipité séparé à partir d'au moins l’un parmi les produits d'électrolyse, les processus exothermiques par lesquels le précipité est produit, leurs produits respectifs et les produits de la décomposition thermique elle-même. Ainsi, l'invention ne consomme aucun combustible carboné, notamment aucun combustible fossile, et l'électricité est son seul besoin énergétique. Si l'électricité est produite à partir d'une source d'énergie renouvelable, aucune émission de gaz à effet de serre n’est générée. L'appareil (2a) comprend un sous-ensemble électrolytique (10), un sous-ensemble de production d'hydroxyde ou d'oxyde de sodium (13), un sous-ensemble de production d'acide chlorhydrique (12), un sous-ensemble de réaction (14), un séparateur de phase solide-aqueux (16), un four (20), et un trajet de transfert de chaleur (23) pour transférer suffisamment de chaleur au précipité dans le four (20) afin de provoquer la décomposition thermique à partir d'au moins l'un parmi : un produit du sous-ensemble électrolytique (10), les autres sous-ensembles (12, 13, 14) et leurs produits respectifs, et un produit de la décomposition thermique. L'invention est destinée à remplacer le processus de calcination classique, y compris pour la production de clinker de ciment, et peut également être utilisée pour convertir des minerais de sidérite en un ou plusieurs oxydes de fer appropriés pour la fabrication de fer. Le dioxyde de carbone capturé peut être mis à réagir avec une seconde partie de l'oxyde de sodium, ou avec de l'hydroxyde de sodium dérivé de celui-ci, pour produire du carbonate de sodium, ce qui permet également de fournir une alternative au processus de Solvay. Dans certains modes de réalisation, le procédé peut même avoir une empreinte carbone globale négative.

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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 *
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