[发明专利]微波活化高炉渣的方法

说明书

本发明涉及一种微波活化高炉渣的方法，属于高炉渣活化及二氧化碳封存技术领域。本发明的微波活化高炉渣的方法包括如下步骤：a.将高炉渣、铵盐和催化剂混合，得到混合物料；所述催化剂为钛酸钡和钛酸铅中的至少一种，所述铵盐为硫酸铵和硫酸氢铵中的至少一种；b.将所述混合物料用微波加热至250～500℃，保温反应5～10min；c.在b步骤保温反应后的物料中加入水，溶解、过滤，得到滤液1，及滤渣1，所述滤液1中含活化的钙镁离子。本发明采用微波技术与特定的催化剂配合使用，在高炉渣活化过程中实现了微波强化与催化作用，在较短的处理时间内活化高炉渣中钙镁离子，进而大幅降低提纯能耗、提高效率。

技术领域

本发明涉及一种微波活化高炉渣的方法，属于高炉渣活化及二氧化碳封存技术领域。

背景技术

2017年全球二氧化碳排放量将达到创纪录的410×10⁸t，其大量排放是导致全球变暖，厄尔尼诺现象、成都市高温气候连年延长现象的主要因素。到2050年，碳捕获碳封存(CCS)对全球二氧化碳减排总量的贡献率将占19％，是仅次于改善能源效率的第二大减排技术。CCS技术主要由碳捕集和碳封存两个部分组成，在传统的封存技术中，主要有地质封存，海洋封存。地质封存优点是封存量大，可永久封存，缺点是会引起浅层地表垂向差异变形，CO₂逃逸污染淡水层等。海洋封存将CO₂直接注入深海，利用其低温高压的环境是CO₂形成稳定的固体冰状水合物来封存。虽然潜力巨大，但是会影响海洋的生态平衡，技术的可行性也有待研究。

在矿物封存技术中，芬兰奥伯学术大学学者Johan Fagerlund等利用蛇纹石与硫酸氨盐在500℃左右反应生成硫酸镁，再用生成的硫酸镁与氨水反应，生成氢氧化镁沉淀析出，最后用氢氧化镁与二氧化碳反应生成碳酸镁沉淀。此方法在最佳条件下Mg的提取率仅为60～70％，并用到高压浸出和温度稍高，能耗较大，还不是很成熟。

申请号为2013105581158的发明专利公开利用天然钾长石(KAlSi₃O₈)和六水合氯化钙在800℃～1000℃煅烧，得到假硅灰石(Ca₃Si₃O₉)、钙长石(CaAl₂Si₂O₈)以及Ca₁₂Al₁₄O₃₃Cl₂三种不同的硅酸钙盐，生成的硅酸钙盐与CO₂反应，将CO₂矿化为稳定的固体碳酸钙，同时联产可溶性钾盐。此方法不仅可以减排大量CO₂，同时可获得人类所需的可溶性钾盐。但是需用到钾长石和六水合氯化钙，需要一定的成本。

赫尔辛基大学Sanni Eloneva等提出利用醋酸浸出高炉渣生产盐酸盐的方法。结果表明在30～70℃、1～30bar气压条件下，4.4千克的高炉渣和3.6升的醋酸和3.5千克的NaOH可以固定1Kg的CO₂，生产2.5千克碳酸盐岩。此方法需要热量蒸发醋酸，也需要电力再生NaOH，成本较高，所以此方法现只停留在实验室阶段。