一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法技术

本发明专利技术涉及一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，属于温室气体减排技术领域。本发明专利技术是通过下述方案实现的：步骤一将稀硫酸加入由硅灰石和硝酸钙组成的混合粉末中，在30‐90℃下搅拌反应，得到固‐液相反应产物；步骤二向步骤一所得固‐液相反应产物中加入氨水并通入二氧化碳气体，在20‐50℃下、常压、搅拌反应后，过滤，所得滤渣为CO2矿物碳酸化固定产物。本发明专利技术克服了现有CO2矿物碳酸化固定工艺，特别是湿法间接工艺中钙离子转化率低、高反应压力、高能耗、高经济成本等问题。本发明专利技术操作简单易行，对设备要求低，钙离子利用率高，适宜于工业化应用。

A method for fixing greenhouse gases by carbonation of wollastonite/calcium nitrate

The invention relates to a method for fixing greenhouse gases by carbonation of wollastonite/calcium nitrate, belonging to the technical field of greenhouse gas emission reduction. The invention is realized by the following scheme: step 1, adding dilute sulfuric acid into a mixed powder composed of wollastonite and calcium nitrate, stirring reaction at 30-90 (?) C to obtain solid-liquid reaction products; step 2, adding ammonia water into the solid-liquid reaction products of step 1 and introducing carbon dioxide gas, filtering at 20-50 (?) C, atmospheric pressure and stirring reaction, and obtaining filter residue. It is a fixed product of carbonation of CO2 minerals. The invention overcomes the problems of low calcium ion conversion rate, high reaction pressure, high energy consumption and high economic cost in the existing CO2 mineral carbonation fixation process, especially in the wet indirect process. The invention has the advantages of simple operation, low requirement for equipment and high utilization rate of calcium ion, and is suitable for industrial application.

【技术实现步骤摘要】
一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法
本专利技术涉及一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，属于温室气体减排

技术介绍
化石原料燃烧产生的温室气体排放被认为是导致全球变暖、威胁人类生存环境的最主要因素之一。我国是世界上煤炭生产和消费大国，21世纪主要能源仍然是煤炭，CO2排放量已经位居世界第二，据预测到2025年前后CO2排放量将超过美国，成为世界上CO2排放量最大的国家。目前，新一轮的“后京都议定书”谈判已经启动，我国面临CO2减排的巨大压力，有必要开展CO2捕获、运输和储存的技术研究，建立具有资源特色的CO2减排技术体系，在国际科技竞争中处于主动地位。CO2大规模储存与固定是CO2减排的主要途径，主要包括地质储存、海洋储存以及矿物碳酸化固定。而这其中矿物碳酸化固定以其安全、原料丰富、价格低廉、产物可资源化利用等特点成为大家研究的热点。CO2的矿物碳酸化固定是模仿自然界中CO2的矿物吸收过程，即CO2与含有碱性或碱土金属氧化物的矿石反应，生成永久的、更为稳定的碳酸盐这样一系列过程。CO2的矿物碳酸化固定的原料主要为含钙、镁的硅酸盐矿石，如富含镁碱土金属的有蛇纹石(Mg3Si2O5(OH)4)、镁橄榄石(Mg2SiO4)、滑石(Mg3Si4O10(OH)2)等；富含钙碱土金属的硅灰石(CaSiO3)等。目前，对于以含钙硅酸盐矿石为原料进行矿物碳酸化固定CO2时，主要采用直接液相法和以醋酸为媒介的间接液相法，这两种方法在实验过程中都要求较高的压力，反应条件较复杂，成本较高且原料的碳酸化转化率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有CO2矿物碳酸化固定工艺，特别是湿法间接工艺中钙离子转化率低、高反应压力、高能耗、高经济成本等问题，从而提供一种矿物碳酸化固定二氧化碳的方法。本专利技术一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，包括以下步骤：步骤一将稀硫酸加入由硅灰石和硝酸钙组成的混合粉末中，在30‐90℃下搅拌反应，得到固‐液相反应产物；步骤二向步骤一所得固‐液相反应产物中加入氨水并通入二氧化碳气体，在20‐50℃下、常压、搅拌反应后，过滤，所得滤渣为CO2矿物碳酸化固定产物。本专利技术一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，步骤一中，稀硫酸的质量百分浓度为5‐20％；稀硫酸与混合粉末的液固比为5‐12mL/g。本专利技术一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，混合粉末中，硅灰石和硝酸钙的质量比为1‐2:1。本专利技术一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，步骤一中硅灰石的粒径为80‐250目。本专利技术一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，步骤一中的反应时间为30‐120min。本专利技术一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，步骤二中，搅拌反应时，搅拌的速度为100‐300转/分，反应的时间为30‐150min。具体实施方式本专利技术所用硅灰石中氧化钙的含量在30％以上。下面结合实例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述：实例1本实施例中硅灰石的主要化学成分为，以重量百分比计：SiO252％，CaO46％，其他2％，具体工艺过程如下：1)将硅灰石矿石通过机械粉碎、球磨至粒径小于100目，得到固体粉末；2)取步骤1)得到的硅灰石粉末20g、硝酸钙10g，装入500mL烧杯内，然后加入40mL去离子水，将上述烧杯放入磁力搅拌的60℃水浴中，将200mL质量分数为10％的硫酸溶液缓慢加入上述烧杯内，反应维持60min，得到反应产物；3)向步骤2)得到的反应溶液中缓慢滴入质量分数为15％的氨水溶液100mL，氨水的滴入速度为10mL/min；同时向溶液中缓慢通入纯度为99％的CO2气体，二氧化碳气体的通入速度为18mL/min，在30℃下、搅拌反应150min，在反应过程中向溶液中持续通入CO2气体，待反应完成后停止搅拌、加热，停止通入CO2气体；4)倒出所述烧杯内反应后的混合物，经抽滤得滤液和固体产物。实例2本实施例中硅灰石的主要化学成分为，以重量百分比计：SiO260％，CaO35％，其他5％，具体工艺过程如下：1)将硅灰石矿石通过机械粉碎、球磨至粒径小于80目，得到固体粉末；2)取步骤1)得到的硅灰石粉末10g、硝酸钙20g，装入400mL烧杯内，然后加入50mL去离子水，将上述烧杯放入磁力搅拌的80℃水浴中，将50mL质量分数为10％的硫酸溶液缓慢加入上述烧杯内，反应维持60min，得到反应产物；3)向步骤2)得到的反应溶液中缓慢滴入质量分数为12％的氨水溶液50mL，氨水的滴入速度为20mL/min；同时向溶液中缓慢通入经过除杂提纯的工业尾气(CO2的含量为93％)，工业尾气的通入速度为35mL/min，在50℃下、搅拌反应30min，在反应过程中向溶液中持续通入CO2气体，待反应完成后停止搅拌、加热，停止通入CO2气体；4)倒出所述烧杯内反应后的混合物，经抽滤得滤液和固体产物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一将稀硫酸加入由硅灰石和硝酸钙组成的混合粉末中，在30‐90℃下搅拌反应，得到固‐液相反应产物；步骤二向步骤一所得固‐液相反应产物中加入氨水并通入二氧化碳气体，在20‐50℃下、常压、搅拌反应后，过滤，所得滤渣为CO2矿物碳酸化固定产物。

【技术特征摘要】
1.一种硅灰石/硝酸钙碳酸化固定温室气体的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一将稀硫酸加入由硅灰石和硝酸钙组成的混合粉末中，在30‐90℃下搅拌反应，得到固‐液相反应产物；步骤二向步骤一所得固‐液相反应产物中加入氨水并通入二氧化碳气体，在20‐50℃下、常压、搅拌反应后，过滤，所得滤渣为CO2矿物碳酸化固定产物。2.根据权利要求1所述的一种含钙硅酸盐矿物碳酸化固定二氧化碳的方法，其特征在于：步骤一中，稀硫酸的质量百分浓度为5‐20％；稀硫酸与混合粉末的液固比为5‐12mL/g。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：文经建，
申请(专利权)人：湖南金箭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43