[發(fā)明專利]一種利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210856057.6
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115073126A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 酈怡;成銘釗;任天斌;朱偉豪;吳家寶
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇集萃功能材料研究所有限公司
• 主分類號: C04B30/00
• 分類號: C04B30/00;C04B40/02
• 代理公司: 上海微策知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31333
• 代理人: 張靜

1.一種利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法，其特征在于：通過控制反應(yīng)釜中的坯體填充，使體系內(nèi)礦化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量達(dá)到水熱反應(yīng)所需條件，使體系內(nèi)既能進(jìn)行礦化反應(yīng)，也能進(jìn)行水熱反應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）固體廢棄物與水的混合攪拌；（2）混合料的坯體成型；（3）反應(yīng)釜中的復(fù)合礦化反應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法，其特征在于：所述步驟（1）中固體廢棄物與水的混合攪拌的水固質(zhì)量比L/S為0.05~0.30：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法，其特征在于：所述固體廢棄物包括鈣質(zhì)固體廢棄物以及硅鋁質(zhì)固體廢棄物；所述鈣質(zhì)固體廢棄物為鋼渣、礦渣、高爐渣、赤泥、煤渣、鎂渣、磷渣、錳渣中的至少一種；所述硅鋁質(zhì)固體廢棄物為粉煤灰、底灰、紅泥、建筑垃圾、廢舊水泥、尾礦、礦石原料中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法，其特征在于：所述固體廢棄物中硅酸二鈣和硅酸三鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30~60%；所述混合料中硅酸二鈣和硅酸三鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~50%。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法，其特征在于：所述步驟（3）的具體操作為：將步驟（2）中成型脫模后的混合料的坯體置入反應(yīng)釜中，通入含二氧化碳?xì)怏w，氣體和坯體直接接觸發(fā)生反應(yīng)，保持反應(yīng)1~8小時(shí)，反應(yīng)壓力0.1~1MPa。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法，其特征在于：所述反應(yīng)釜的填充率為5~55%。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法，其特征在于：所述利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法滿足：

其中，m為填充的坯體質(zhì)量，單位t；v為反應(yīng)釜的體積，單位m³；H為反應(yīng)裝置的熱容，單位J/K；ρ為坯體的真密度，單位kg/m³；a₁為混合料中硅酸二鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位%；a₂為混合料中硅酸三鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位%；k₁、k₂為反應(yīng)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；T₀為反應(yīng)初始溫度，單位K；P為反應(yīng)壓力，單位MPa。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法，其特征在于：所述m還同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：

其中，ρ₀為坯體表觀密度，單位kg/m³；反應(yīng)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)k₁為0.6-1，k₂為0.8-1。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的利用硅鈣基固廢固定二氧化碳的方法的應(yīng)用，其特征在于：包括該方法在固廢協(xié)同礦化CO₂的建筑材料中的應(yīng)用。