碱活化对粉煤灰结构及矿化性能的影响
秦雷
吝思恒
林海飞
李树刚
李嘉伟
张飞龙
熊梅伶
西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054;西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西西安 710054
摘要：碱活化粉煤灰结构特征直接影响其与CO2的矿化反应能力,研究碱活化粉煤灰对CO2的矿化性能是突破煤基固废粉煤灰对CO2矿化封存效率的关键.以石家庄燃煤电厂褐煤粉煤灰为研究对象,通过激光粒度仪、扫描电镜-能谱仪和红外光谱仪测试,探究不同碱浓度条件下碱活化粉煤灰结构特征.基于高温高压搅拌反应釜矿化试验平台以及热重试验分析,研究碱活化粉煤灰对CO2的矿化性能.试验结果表明:碱活化会造成粉煤灰颗粒破碎分解,导致粉煤灰粒径分布降低.微观尺度下粉煤灰呈规则球状颗粒,碱活化造成粉煤灰细化,暴露更多活性Ca元素有利于矿化固碳.碱活化粉煤灰中铝氧四面体或硅氧四面体网络结构破坏,粉煤灰颗粒表面覆盖硅酸钙水化物凝胶(C-S-H凝胶),且C-S-H凝胶具有较高Si—O聚合度.碱活化可有效提升粉煤灰矿化固碳性能,碱处理浓度为15％时,褐煤粉煤灰矿化固碳性能最优,CO2吸收量达到8.9 g/kg,Ca的转化率达到27.8％,相比于未活化粉煤灰CO2吸收量提升71.2％,Ca的转化率提升70.6％.
关键词：CO2封存CCUS碱活化粉煤灰碱激发热重分析法矿化固碳性能
分类号：X752(矿业、冶金工业污染、废物处理与综合利用)TD327(矿山压力与支护)
资助基金：中国科协青年人才托举工程项目(2022QNRC001)陕西省青年人才托举计划项目(20220437)西安科技大学优秀青年科技基金项目(2024YQ2-03)
论文发表日期：2025-03-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 437-447 )
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