0～0.45mm赤泥湿法碳化特性及储碳机理研究
白锦文1
胡鑫哲2
冯国瑞3
韩艳娜4
吴凡5
吴国威2
成高峰6
1.太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西 太原 030024;山西浙大新材料与化工研究院,山西 太原 0300242.太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西 太原 0300243.太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西 太原 030024;山西浙大新材料与化工研究院,山西 太原 030024;山西能源学院 矿业工程系,山西 晋中 0306004.太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西 太原 030024;山西浙大新材料与化工研究院,山西 太原 030024;清华大学 山西清洁能源研究院,山西 太原 0300245.矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西 太原 030024;山西能源学院 矿业工程系,山西 晋中 0306006.山西森泽煤铝能源科技集团有限公司,山西 吕梁 033000
摘要：赤泥作为一种碱性固体废弃物,可通过碳化反应实现对CO2 的矿化封存.为探究拜耳法赤泥在不同液固比、温度及CO2 流量条件下的湿法碳化特性,得到各条件下赤泥的储碳性能.以碳化后赤泥的烧失量和pH变化量作为评价其储碳能力的指标,通过动力学拟合分析了不同变量对赤泥碳化改性的影响程度.利用XRD、FT-IR、N2 吸附和SEM等手段,研究了赤泥碳化产物的演化规律,并探讨了赤泥的湿法碳化机理.结果表明,在液固比2.0∶1、CO2 流量100 mL/min、反应温度 30℃的最优条件下,赤泥储碳率可达5.68%,赤泥浆的pH值由9 逐渐减小并稳定至6.45.动力学拟合结果显示,各变量对碳化改性效果的影响程度由大到小依次为液固比、CO2 流量、温度.对碳化产物的表征分析表明,钙霞石与CaCO3 含量增加,其原因在于碳化改性过程中赤泥中的水钙铝榴石和AlO(OH)参与碳化反应,溶出Ca2+、Na+和OH-;其中部分Ca2+与溶于水中的CO2 反应生成CaCO3,其余Ca2+、Al3+、Na+作为离子源,生成了钙霞石.此外,碳化反应对赤泥中的碱性矿物的侵蚀,以及碳化产物的生成,使得碳化赤泥的比表面积较未碳化赤泥有所增大.
关键词：赤泥湿法碳化储碳机理储碳性能碳化反应
分类号：TD849(矿山开采)X705(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(52174125)国家自然科学基金(52334005)国家自然科学基金(52525401)吕梁市重点研发项目(2023SHFZ05)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-16（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 57-66 )
英文信息