[发明专利]一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用

说明书

本发明公开了一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法，包括步骤：(1)将钢铁厂产出的熔融钢渣水淬急冷，之后依次破碎、除铁、干磨得到中值粒径20～500μm的钢渣粉末；(2)将钢渣粉末和水按质量比1：(1～4)混合并搅拌得到钢渣浆料；(3)将钢铁厂排放的含CO₂的烟气收集于集气瓶内；(4)向卧式搅拌球磨机中通入100质量份钢渣浆料和5～18质量份烟气，并加入研磨介质和钢渣粉末质量1～5％的稳定剂进行湿磨，利用钢渣浆料进行固碳；(5)对湿磨后浆料进行干燥处理，得到CO₂固化材料。本发明可兼顾高固碳率、低成本以及有利环保，适用于推广生产。

技术领域

本发明属于工业固废处理和环保技术领域，具体涉及一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用。

背景技术

自工业革命以来，随着各产业规模的不断扩张，能源消耗以及CO₂的排放量越来越多。自1960年以来CO₂的排放量逐年上涨，至今全球CO₂的年排放量已达到322.8亿吨，相较于1960年的CO₂年排放量90亿吨，涨幅高达258.6％。而CO₂在大气中的浓度水平也维持了一个较快的增长速率，1860年至今大气中CO₂浓度已经由288ppm增长至411ppm，涨幅高达42.7％。在温室气体中CO₂对温室效应的贡献比例高达50％，温室气体在大气中积累直接导致了温室效应的产生，温室效应导致山火、洪水、干旱等自然灾害的频繁发生。

历经钢铁工业的迅猛发展，我国已经成为世界最大的钢铁生产和消费国家，钢产量约占全世界钢产量的五分之一。钢铁行业带来巨大经济效益的同时，也产生了诸多问题。一方面，炼钢的同时会产生大量的CO₂排放，每生产一吨粗铁会产生约两吨的CO₂排放，2019年，全球粗钢产量为19亿吨，全年钢铁行业CO₂排放约38亿吨，占全球人为CO₂排放的7％。另一方面，炼钢的过程会产生钢渣，其排放量约为钢产量的15％～20％，大量的钢渣将会占用越来越多土地，而且钢渣自带的碱性会使土地碱化，对生态环境造成污染与破坏，找到一种方法将钢渣进行合理运用十分有必要。考虑到CO₂固化反应在碱性环境中发生，将钢铁厂产生的大量碱性钢渣用于CO₂的固化与封存，有着巨大的潜力与前景，但是目前利用钢渣进行固碳存在着部分难以解决的难题。

在公开号CN 102240501 A的中国专利中公开了一种固碳减排方法，该方法包括：A、将排放的二氧化碳经吸收塔吸收；B、将固碳原料与铵盐共同煅烧，反应生成氨气及盐类固体产物，所述固碳原料含有能与碳酸根形成沉淀的金属元素；C、将生产的氨气通入吸收塔与二氧化碳反应，并加水得到碳铵溶液；D、将步骤B的盐类固体产物置于水中浸取；E、将步骤C的碳铵溶液通入步骤D浸取得到的液体中反应生产碳酸盐。该方法工艺复杂，高温煅烧以及固碳过程所产生的废气废液导致成本高昂，且不利于环境保护。

在公开号CN 104860474 A的中国专利中公开了一种含硫废碱液固碳及生物处理的方法，该方法利用生物技术，需要培养固碳专用的厌氧菌，且多个工序都需要使用强碱氢氧化钠，工艺复杂不易控制，成本高昂，且固碳率低下。

在公开号CN 108246090 A的中国专利中公开了一种利用钢渣浆液湿法脱碳的工艺方法，该方法为：将钢渣制备成钢渣浆液，钢渣浆液从吸收塔上部进入，含二氧化碳的烟气从吸收塔下部进入，钢渣浆液与烟气充分接触，从而实现脱碳。但这种方法反应效率和固碳率均较低，有待进一步提高。

概括来说，目前的固碳方法普遍存在固碳率和成本难以兼顾的问题，而且大多固碳方法的废气废液不利于环境保护。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用，该方法具有明显更高的反应效率和固碳率。