[發明專利]一種含鈣硅酸鹽礦物碳酸化固定二氧化碳的方法

無效

• 申請號: 201310146780.6
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103230735A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 楊華明;丁文金;歐陽靜
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/62;C01B31/22
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種以含鈣硅酸鹽礦石為原料通過碳酸化反應固定二氧化碳的方法,屬于CO₂化學固定方法技術領域，具體是指溫室氣體CO₂減排技術領域。

背景技術

化石原料燃燒產生的CO₂排放被認為是導致全球變暖、威脅人類生存環境的最主要因素之一。我國是世界上煤炭生產和消費大國，21世紀主要能源仍然是煤炭，CO₂排放量已經位居世界第二，據預測到2025年前后CO₂排放量將超過美國，成為世界上CO₂排放量最大的國家。目前，新一輪的“后京都議定書”談判已經啟動，我國面臨CO₂減排的巨大壓力，有必要開展CO₂捕獲、運輸和儲存的技術研究，建立具有資源特色的CO₂減排技術體系，在國際科技競爭中處于主動地位。

CO₂大規模儲存與固定是CO₂減排的主要途徑，主要包括地質儲存、海洋儲存以及礦物碳酸化固定。而這其中礦物碳酸化固定以其安全、原料豐富、價格低廉、產物可資源化利用等特點成為大家研究的熱點。

CO₂的礦物碳酸化固定是模仿自然界中CO₂的礦物吸收過程，即CO₂與含有堿性或堿土金屬氧化物的礦石反應，生成永久的、更為穩定的碳酸鹽這樣一系列過程。

CO₂的礦物碳酸化固定的原料主要為含鈣、鎂的硅酸鹽礦石，如富含鎂堿土金屬的有蛇紋石（Mg₃Si₂O₅(OH)₄）、鎂橄欖石（Mg₂SiO₄）、滑石（Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂）等；富含鈣堿土金屬的硅灰石（CaSiO₃）等。

目前，對于以含鈣硅酸鹽礦石為原料進行礦物碳酸化固定CO₂時，主要采用直接液相法和以醋酸為媒介的間接液相法，這兩種方法在實驗過程中都要求較高的壓力，反應條件較復雜，成本較高且原料的碳酸化轉化率不高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有CO₂礦物碳酸化固定工藝存在的不足而提供一種鈣離子轉化率高、能耗低、生產成本低、常壓下反應的礦物碳酸化固定二氧化碳的方法。

本發明一種含鈣硅酸鹽礦物碳酸化固定二氧化碳的方法，包括以下步驟：

步驟一

將稀硫酸加入含鈣硅酸鹽礦石粉末中，在30-90℃下攪拌反應，得到固-液相反應產物；

步驟二

向步驟一所得固-液相反應產物中加入氨水并通入二氧化碳氣體，在20-50℃下、常壓、攪拌反應后，過濾，所得濾渣為CO₂礦物碳酸化固定產物。

本發明一種含鈣硅酸鹽礦物碳酸化固定二氧化碳的方法，步驟一中，稀硫酸的質量百分濃度為5-20%；稀硫酸與含鈣硅酸鹽礦石粉末的液固比為5-12mL/g。

本發明一種含鈣硅酸鹽礦物碳酸化固定二氧化碳的方法，步驟一中的反應時間為30-120min。

本發明一種含鈣硅酸鹽礦物碳酸化固定二氧化碳的方法，所述氨水的質量百分數濃度為15%-25%，氨水的加入量按固-液相反應產物中含鈣硅酸鹽礦石粉末的質量計算，每克含鈣硅酸鹽礦石粉末加入6-13mL氨水。

本發明一種含鈣硅酸鹽礦物碳酸化固定二氧化碳的方法，所述含鈣硅酸鹽礦石粉末是將含鈣硅酸鹽礦物經過粉碎、球磨，得到粒徑為80-250目的固體粉末。

本發明一種含鈣硅酸鹽礦物碳酸化固定二氧化碳的方法，所述含鈣硅酸鹽礦物選自硅灰石、透輝石、鈣鐵輝石中的至少一種。

本發明一種含鈣硅酸鹽礦物碳酸化固定二氧化碳的方法，步驟二中，攪拌速度為100-300轉/分，反應時間為30-150min；過濾后，所得濾液中的硫酸銨溶液,是一種重要的氮肥。

發明原理和優勢