摘要
传统化石能源燃烧产生大量CO2，造成全球气候变化，CCUS（CO2捕集、利用与封存）技术可以大批量捕集封存 CO2，尤其是针对燃煤电厂碳排放，其中 CO2矿化碱性固体废弃物技术具有一定应用前景。本文针对钢铁厂产生的脱硫灰渣和垃圾焚烧电厂的飞灰两种原料，研究浮选等预处理过程对矿化反应的强化作用，考察反应过程中各参数对固碳量的影响，为碱性固体废弃物CO2矿化工业化应用提供参考。 首先选取一炼钢厂的脱硫灰渣为原料，对其进行直接浮选实验，探究浮选药剂最佳用量，后续在最佳用量下进行先浮选后矿化实验，结果显示十二烷基苯磺酸钠浮选分离含硫矿物与活性钙组分的效果最优，沉物固碳量达131.3kgCO2/t矿；后续进行了脱硫灰渣先矿化后浮选实验，添加(NH4)2CO3 进行矿化浮选后固碳量达 219.64 kgCO2/t矿，浮物CaCO3含量达83.66%。 其次选取一垃圾焚烧发电厂飞灰，先进行水洗脱氯矿化实验，结果显示水洗后几乎所有 Cl-都溶解至溶液中，水洗残渣矿化后相较原灰反应效率从 59.48%提升到72.35%；后进行浮选矿化实验，塔尔油浮选能将 90%以上的活性钙富集在沉物中，固碳量比原灰直接矿化提高50kgCO2/t矿；焚烧飞灰水洗液采用石灰铝盐法脱除其中的Cl-，通过优化反应条件，氯脱除率最高达85%。 最后对浮选强化矿化机理进行分析，硫酸钙矿物与捕收剂间通过静电作用力结合，表面呈疏水状态；两种灰矿化过程最后一阶段CO2的吸收占据主导地位，CaCO3在第三阶段生成后大量覆盖于颗粒表面，阻碍反应进行；焚烧飞灰的性质决定了其浮选后固碳量提升比脱硫灰渣更明显。
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