中國粉體網訊 剛剛，河鋼集團大河環(huán)科采用全新的銨鹽間接固碳法,，創(chuàng)新管道浸出和超重力碳化反應器聯(lián)合工藝路線,，以廢鋼渣尾渣為原料，生產出首批高純度輕質碳酸鈣產品。
該技術實現(xiàn)了對鋼渣的在線調質改性,，通過全組分深度精細提取,，將鋼渣“變廢為寶”，分級分質轉化為超細輕質碳酸鈣,、超細氫氧化鎂,、含鐵量50~55%的鐵礦粉以及硅肥粉等高商業(yè)價值產品，實現(xiàn)固廢綜合利用和價值創(chuàng)造,。
在鋼渣碳化過程中,，該技術摒棄了傳統(tǒng)的煙氣富集環(huán)節(jié)，通過銨鹽間接固碳法,，可大量捕集工業(yè)廢氣中的CO2,，極大地提高了碳捕集效率，廢棄物資源化利用率更高,，減污降碳效果優(yōu)異,。
河鋼集團大河環(huán)科將鋼渣“變廢為寶”的秘訣
一種鋼渣同時制備輕質碳酸鈣和水泥原料的方法
一種鋼渣同時制備輕質碳酸鈣和水泥原料的方法，包括以下步驟：（1）將鋼渣破碎,，加入醋酸溶液酸化,，制成酸化鋼渣;（2）將酸化鋼渣進行微波活化處理，制成活化鋼渣;（3）將活化鋼渣進行氣淬驟冷,，然后加水稀釋至浸出液與鋼渣質量比為3～10∶1,，并調節(jié)pH=2.0～2.5，攪拌10～90min,，過濾獲得含鈣濾液和尾渣;（4）向含鈣濾液中通入CO2氣體,，40～70℃下攪拌30～120min，調節(jié)pH=7～8,，過濾獲得輕質碳酸鈣和濾液,。本發(fā)明的方法解決了鋼渣廢棄物和二氧化碳資源利用的技術難題。
一種鋼渣固定二氧化碳制備文石型碳酸鈣的方法
一種鋼渣固定二氧化碳制備文石型碳酸鈣的方法,，包括以下步驟：（1）將鋼渣破碎并磨成鋼渣粉,，然后置于超聲波中活化，獲得超聲波活化后鋼渣粉;（2）將超聲波活化后鋼渣粉與水混合,，加入純醋酸溶劑加溫酸化,，制成酸化鋼渣;（3）將酸化鋼渣進行CO2氣淬，加水至醋酸浸出液與鋼渣粉質量比為3～10∶1,，調節(jié)浸出液pH=7～9,，攪拌10～90min后停止通入CO2，過濾獲得碳酸氫鈣濾液;（4）將碳酸氫鈣濾液進行結晶,、過濾,，即得文石型碳酸鈣,。本發(fā)明的方法可將鋼廠堆放的廢棄物鋼渣就地固定尾氣中的二氧化碳，達到“以廢治廢”的效果,，浸出試劑可循壞利用,，經濟環(huán)保、解決了鋼渣廢棄物和二氧化碳資源利用的技術難題,。
鋼渣綜合利用的意義重大
我國鋼鐵產量近年來急速增長,，相應副產品鋼渣的年產生量已超過1億噸。但長期以來,，鋼渣在國內的綜合利用率不足30%,，遠低于美國、歐洲等地區(qū)水平（>80%）,。加之鋼鐵工業(yè)作為僅次于電力和水泥的第三大碳排放領域,，煉鋼過程排放的尾氣CO2質量分數(shù)高達20%～30%，國內鋼廠的低碳轉型任重道遠,，也是落實“雙碳”目標的重要責任主體,。
由上述可知，鋼渣綜合利用和鋼鐵企業(yè)碳減排的雙重困難制約了行業(yè)發(fā)展,。而目前企業(yè)利用鋼渣回收冶煉和生產水泥原料的“雙循環(huán)”模式并不能持續(xù)的處理鋼渣,。究竟如何實現(xiàn)巧妙破局？傳說大自然中“毒蛇棲息之地,，七步之內有解藥”雖是有杜撰之嫌，但鋼鐵行業(yè)卻在身邊找到了一個綠色,、低碳,、高附加值的解決方案，鋼渣碳捕集工藝,。
鋼渣來源及成分組成解析
鋼渣是煉鋼過程產生的高溫熔融態(tài)渣液經冷卻后形成的堿性固體廢物,。國內鋼鐵行業(yè)主要采用轉爐生產工藝，相應轉爐鋼渣占總鋼渣產量的80%,，因此后文所稱的鋼渣均指代轉爐鋼渣,。據(jù)統(tǒng)計，轉爐工藝每生產1t鋼約產生400kg鋼渣,。鋼渣主要由Ca,、Si、Fe,、Mn,、Al、Mg,、P,、O等元素組成，以質量分數(shù)計，主要化合物有CaO（36.2%～54.3%）,、Fe2O3+FeO（16.8%～34.5%）和SiO2（8.6%～16.2%）,，還有少量Al2O3、MgO和MnO,。
鋼渣碳捕集技術研究現(xiàn)狀
鋼渣碳捕集是利用其碳化活性組分吸收捕集CO2的低碳技術,，理論碳封存能力每千克鋼渣可達0.27～0.47kgCO2。該技術通過含Ca/Mg硅酸鹽礦物在模擬風化的環(huán)境下與CO2發(fā)生反應,，從而實現(xiàn)碳封存的目的,。由于鋼渣碳捕集過程在熱力學上降低了CO2的能量而使其轉化為低能態(tài)的碳酸鹽，因此相較于其他CO2封存技術,，該技術被認為是一種更為長期有效的碳捕集技術,。
直接碳捕集技術中，按照碳化過程中參與介質的不同,，可分為直接氣相碳捕集和直接液相碳捕集,。在鋼廠等一類能源密集型工業(yè)企業(yè)中，直接氣相碳捕集具有較大的潛在應用價值,，未來值得深入探索,。
鋼渣中含鈣鎂相礦物的碳捕集過程
間接碳捕集包含有兩個反應過程：浸出反應和沉淀反應。間接碳捕集中,，金屬離子浸出和生成碳酸沉淀兩個步驟分開進行,，避免了碳酸鹽覆蓋在鋼渣顆粒表面而影響Ca2+的浸出效率，提高了Ca2+的浸出量和浸出速度,。
與直接碳捕集相比,，間接碳捕集效果更優(yōu)，無需高溫高壓的環(huán)境,，還可以獲得高純CaCO3產品（質量分數(shù)可達99.8%）,，因而更具應用潛力。研究表明：鋼渣的高效間接碳捕集依賴于兩個關鍵要素：一是液相中金屬離子的濃度,；二是CO2在液相的溶解度,。
近兩年鋼渣碳捕集-生產碳酸鈣技術研究：
山東省輝煌環(huán)保科技有限責任公司：一種廢鋼渣高效處理工藝
蘇州仕凈環(huán)�,？萍加邢薰荆阂环N碳捕集工藝及智能控制系統(tǒng)
本鋼板材股份有限公司：一種調控鋼渣冷卻制度實現(xiàn)鋼渣資源化利用的方法
重慶清白傲科技有限公司：一種高純納米碳酸鈣的制備方法
南方科技大學：一種鋼渣的電化學高值化方法
東南大學：一種鋼渣間接碳酸化制備非穩(wěn)態(tài)碳酸鈣的方法
大連理工大學：一種液體法碳酸化鋼渣制備碳酸鈣晶種的方法
北京大學：一種鋼渣固定化去除游離氧化鈣和游離氧化鎂的方法,、產品及其應用
結語
著眼于鋼渣碳捕集工藝的未來，其發(fā)展方向基本都是圍繞提效,、降本展開,。具體而言，提高CO2溶解度的有效策略-微/納米氣泡及海水資源,；減少碳捕集相關水足跡-冷軋廢水的利用,；降低CO2收運成本-原位碳捕集策略,；最大化資源再利用效率-碳捕集尾渣回用等。
無論是鋼渣還是其他含鈣工業(yè)固廢,，在結合碳捕集這條技術線上,，核心都是鈣離子的提取和二氧化碳的利用、封存,。你認為隨著技術不斷發(fā)展,，生產碳酸鈣會逐漸脫離礦石嗎?
參考來源：
安磊：雙碳背景下鋼渣碳捕集工藝研究現(xiàn)狀及未來展望，南開大學
河鋼集團有限公司,、專利之星等
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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