www.188betkr.com 讯刚刚，河钢集团大河环科采用全新的铵盐间接固碳法，创新管道浸出和超重力碳化反应器联合工艺路线，以废钢渣尾渣为原料，生产出首批高纯度轻质碳酸钙产品。
该技术实现了对钢渣的在线调质改性，通过全组分深度精细提取，将钢渣“变废为宝”，分级分质转化为超细轻质碳酸钙、超细氢氧化镁、含铁量50~55%的铁矿粉以及硅肥粉等高商业价值产品，实现固废综合利用和价值创造。
在钢渣碳化过程中，该技术摒弃了传统的烟气富集环节，通过铵盐间接固碳法，可大量捕集工业废气中的CO2，极大地提高了碳捕集效率，废弃物资源化利用率更高，减污降碳效果优异。
河钢集团大河环科将钢渣“变废为宝”的秘诀
一种钢渣同时制备轻质碳酸钙和水泥原料的方法
一种钢渣同时制备轻质碳酸钙和水泥原料的方法，包括以下步骤：（1）将钢渣破碎，加入醋酸溶液酸化，制成酸化钢渣;（2）将酸化钢渣进行微波活化处理，制成活化钢渣;（3）将活化钢渣进行气淬骤冷，然后加水稀释至浸出液与钢渣质量比为3～10∶1，并调节pH=2.0～2.5，搅拌10～90min，过滤获得含钙滤液和尾渣;（4）向含钙滤液中通入CO2气体，40～70℃下搅拌30～120min，调节pH=7～8，过滤获得轻质碳酸钙和滤液。本发明的方法解决了钢渣废弃物和二氧化碳资源利用的技术难题。
一种钢渣固定二氧化碳制备文石型碳酸钙的方法
一种钢渣固定二氧化碳制备文石型碳酸钙的方法，包括以下步骤：（1）将钢渣破碎并磨成钢渣粉，然后置于超声波中活化，获得超声波活化后钢渣粉;（2）将超声波活化后钢渣粉与水混合，加入纯醋酸溶剂加温酸化，制成酸化钢渣;（3）将酸化钢渣进行CO2气淬，加水至醋酸浸出液与钢渣粉质量比为3～10∶1，调节浸出液pH=7～9，搅拌10～90min后停止通入CO2，过滤获得碳酸氢钙滤液;（4）将碳酸氢钙滤液进行结晶、过滤，即得文石型碳酸钙。本发明的方法可将钢厂堆放的废弃物钢渣就地固定尾气中的二氧化碳，达到“以废治废”的效果，浸出试剂可循坏利用，经济环保、解决了钢渣废弃物和二氧化碳资源利用的技术难题。
钢渣综合利用的意义重大
我国钢铁产量近年来急速增长，相应副产品钢渣的年产生量已超过1亿吨。但长期以来，钢渣在国内的综合利用率不足30%，远低于美国、欧洲等地区水平（>80%）。加之钢铁工业作为仅次于电力和水泥的第三大碳排放领域，炼钢过程排放的尾气CO2质量分数高达20%～30%，国内钢厂的低碳转型任重道远，也是落实“双碳”目标的重要责任主体。
由上述可知，钢渣综合利用和钢铁企业碳减排的双重困难制约了行业发展。而目前企业利用钢渣回收冶炼和生产水泥原料的“双循环”模式并不能持续的处理钢渣。究竟如何实现巧妙破局？传说大自然中“毒蛇栖息之地，七步之内有解药”虽是有杜撰之嫌，但钢铁行业却在身边找到了一个绿色、低碳、高附加值的解决方案，钢渣碳捕集工艺。
钢渣来源及成分组成解析
钢渣是炼钢过程产生的高温熔融态渣液经冷却后形成的碱性固体废物。国内钢铁行业主要采用转炉生产工艺，相应转炉钢渣占总钢渣产量的80%，因此后文所称的钢渣均指代转炉钢渣。据统计，转炉工艺每生产1t钢约产生400kg钢渣。钢渣主要由Ca、Si、Fe、Mn、Al、Mg、P、O等元素组成，以质量分数计，主要化合物有CaO（36.2%～54.3%）、Fe2O3+FeO（16.8%～34.5%）和SiO2（8.6%～16.2%），还有少量Al2O3、MgO和MnO。
钢渣碳捕集技术研究现状
钢渣碳捕集是利用其碳化活性组分吸收捕集CO2的低碳技术，理论碳封存能力每千克钢渣可达0.27～0.47kgCO2。该技术通过含Ca/Mg硅酸盐矿物在模拟风化的环境下与CO2发生反应，从而实现碳封存的目的。由于钢渣碳捕集过程在热力学上降低了CO2的能量而使其转化为低能态的碳酸盐，因此相较于其他CO2封存技术，该技术被认为是一种更为长期有效的碳捕集技术。
直接碳捕集技术中，按照碳化过程中参与介质的不同，可分为直接气相碳捕集和直接液相碳捕集。在钢厂等一类能源密集型工业企业中，直接气相碳捕集具有较大的潜在应用价值，未来值得深入探索。
钢渣中含钙镁相矿物的碳捕集过程
间接碳捕集包含有两个反应过程：浸出反应和沉淀反应。间接碳捕集中，金属离子浸出和生成碳酸沉淀两个步骤分开进行，避免了碳酸盐覆盖在钢渣颗粒表面而影响Ca2+的浸出效率，提高了Ca2+的浸出量和浸出速度。
与直接碳捕集相比，间接碳捕集效果更优，无需高温高压的环境，还可以获得高纯CaCO3产品（质量分数可达99.8%），因而更具应用潜力。研究表明：钢渣的高效间接碳捕集依赖于两个关键要素：一是液相中金属离子的浓度；二是CO2在液相的溶解度。
近两年钢渣碳捕集-生产碳酸钙技术研究：
山东省辉煌环保科技有限责任公司：一种废钢渣高效处理工艺
苏州仕净环保科技有限公司：一种碳捕集工艺及智能控制系统
本钢板材股份有限公司：一种调控钢渣冷却制度实现钢渣资源化利用的方法
重庆清白傲科技有限公司：一种高纯纳米碳酸钙的制备方法
南方科技大学：一种钢渣的电化学高值化方法
东南大学：一种钢渣间接碳酸化制备非稳态碳酸钙的方法
大连理工大学：一种液体法碳酸化钢渣制备碳酸钙晶种的方法
北京大学：一种钢渣固定化去除游离氧化钙和游离氧化镁的方法、产品及其应用
结语
着眼于钢渣碳捕集工艺的未来，其发展方向基本都是围绕提效、降本展开。具体而言，提高CO2溶解度的有效策略-微/纳米气泡及海水资源；减少碳捕集相关水足迹-冷轧废水的利用；降低CO2收运成本-原位碳捕集策略；最大化资源再利用效率-碳捕集尾渣回用等。
无论是钢渣还是其他含钙工业固废，在结合碳捕集这条技术线上，核心都是钙离子的提取和二氧化碳的利用、封存。你认为随着技术不断发展，生产碳酸钙会逐渐脱离矿石吗?
参考来源：
安磊：双碳背景下钢渣碳捕集工艺研究现状及未来展望，南开大学
河钢集团有限公司、专利之星等
(www.188betkr.com 编辑整理/昧光)
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！
