[發明專利]一種利用鉀長石亞熔鹽法生產廢渣的二氧化碳礦化方法

有效

• 申請號: 201611019756.6
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106629802B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 劉程琳;羅孟杰;姜煒;李平;宋興福;于建國
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;C05D1/00
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 李鴻儒

本發明涉及二氧化碳礦化領域，具體是一種利用鉀長石亞熔鹽法生產廢渣的二氧化碳礦化方法，包括以下步驟：將破碎磨細后的鉀長石礦粉、亞熔鹽溶劑和氧化鈣混合后反應，固液分離獲得固體濾渣；將固體濾渣與水混合置于反應器中，固液比1:1?1:100；通入CO₂氣體，控制CO₂分壓大于0.3MPa，溫度在30?400℃，攪拌速率為200?800r/min，反應1?4小時進行固液分離，獲得含有碳酸鈣的礦化產物。本發明采用該二氧化碳礦化方法，實現鉀長石制備鉀肥過程中產生硅酸鹽廢渣的再利用，為礦化固定CO₂，實現CO₂減排提供現實可行的新思路。

技術領域

本發明涉及利用礦物礦化CO₂固碳技術領域，具體地說，是一種利用鉀長石亞熔鹽法生產廢渣的二氧化碳礦化方法。

背景技術

我國水溶性鉀資源和優質鋁資源極度匱乏，可溶性鉀資源已探明工業儲量折合K₂O只有1.3億噸，無法滿足我國農業可持續發展的需求。尤其近幾年，我國鉀肥自給率僅維持在50％左右，對外依存度依舊很大。另一方面，我國擁有豐富的鉀長石、霞石、伊利石等含鉀礦石資源，折合K₂O儲量超過200億噸以上，是潛在的鉀肥來源。利用此類非水溶性鉀礦資源提取其中鉀、鋁元素對保障我國經濟可持續發展的戰略需要和糧食生產安全具有巨大的潛在經濟價值和社會效益。

另一方面，全球CO₂排放量逐年攀升，CO₂減排已得到全球關注。目前大規模對CO₂進行捕捉、封存的方法主要包括地質封存、海洋封存和礦化封存三種。礦化封存可將CO₂轉化為穩定的碳酸鹽，可長期固定下來，或重新作為化工原料，以減少碳酸鈣的使用。

自然界中鉀長石具有穩定的架狀結構，常溫常壓下幾乎不能被任何酸、堿溶液分解。高效利用非水溶性鉀礦的關鍵是以最低的能量代價破壞鉀長石硅氧結構。目前采用亞熔鹽法處理鉀長石，可充分利用鉀長石中豐富的資源，實現高效清潔生產，緩解我國鉀肥短缺，保障我國農業和工業經濟的可持續發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用鉀長石亞熔鹽法生產廢渣的二氧化碳礦化方法，本方法以亞熔鹽法處理含鉀長石礦物的廢渣為原料，在適當反應條件下與CO₂發生礦化反應。

本發明的第一方面，提供一種利用鉀長石亞熔鹽法生產廢渣的二氧化碳礦化方法，包括以下步驟：

A、將破碎磨細后的鉀長石礦粉、亞熔鹽溶劑和氧化鈣混合后反應，固液分離獲得固體濾渣；

B、將步驟A所得固體濾渣與水混合置于反應器中，固液比1:1-1:100；通入CO₂氣體，控制CO₂分壓大于0.3MPa，溫度在30-400℃，攪拌速率為200-800r/min，反應1-4小時；

C、將步驟B礦化反應結束的物料進行固液分離，獲得含有碳酸鈣的礦化產物。

所述的步驟A的鉀長石礦粉需要進行破碎磨細，達到平均粒度100-300目。

所述的步驟A的鉀長石礦粉：亞熔鹽溶劑：氧化鈣的重量比為1：(3～6)：(1～4)。優選的，所述的步驟A的鉀長石礦粉：亞熔鹽溶劑：氧化鈣的重量比為1：(4～5)：(2～3)。更優選的，所述的重量比為1:4:2.5。當氧化鈣加入量為7.5g時，鉀長石中K的浸出率較高，可達94.22％，且能有效地抑制Si的浸出，其浸出率低至46.53％。

所述的步驟A的亞熔鹽溶劑是KOH或NaOH溶液，質量分數為40％-80％，能最大程度的破壞鉀長石的結構，其中優選質量分數為70％-80％的KOH亞熔鹽溶劑，反應3h就能完全破壞鉀長石結構。