钙硅酸盐矿物湿法碳酸化封存二氧化碳实验研究

钙硅酸盐矿物湿法碳酸化封存CO₂是具有发展前景的固碳技术。为了比较不同种类的含钙硅酸盐矿物固碳效果的差异，研究了温度、压力、液固比(mL/g)、粒度及矿物添加剂(NaHCO₃和NaCl)对硅灰石和钙长石湿法碳酸化封存CO₂效果的影响。结果表明，硅灰石和钙长石的碳酸化产物分别是方解石和文石，热重实验结果显示，方解石的热稳定性强于文石。各实验条件下硅灰石碳酸化转化率均高于钙长石，两种矿物碳酸化转化率随压力增大、粒度减小、NaHCO₃和NaCl的加入而增大；获得了硅灰石和钙长石的最大碳酸化转化率分别为83.62%、16.20%，二者差异显著。在温度为120～210℃两种矿物溶解吉布斯自由能(ΔG_r)的计算表明，硅灰石溶解过程的吉布斯自由能始终小于钙长石溶解吉布斯自由能，说明硅灰石溶解速率和溶解反应自发进行的程度都大于钙长石，这是影响钙硅酸盐矿物碳酸化反应活性的关键因素。