CO2礦化利用是指模仿自然界中CO2的礦物吸收過程,利用含堿性或堿土金屬氧化物的天然礦石或固體廢渣,與CO2發生反應生成諸如碳酸鈣、碳酸鎂等穩定的碳酸鹽化合物產品。鋼渣是鋼鐵冶煉過程中排出的副產物,其產生率一般為粗鋼產量的15%~20%。目前全國鋼渣累計堆存量超過3億t,而其資源綜合利用率不足40%。鋼渣中含有豐富的鈣鎂資源,是作為CO2礦化利用的理想原料。
科研工作者通過添加低濃度堿,可有效提高鋼渣碳酸化轉化效率。圍繞低濃度堿介質中鋼渣碳酸化過程,系統研究了攪拌轉速、低濃度堿濃度、反應溫度等工藝條件對鋼渣碳酸化轉化效率的影響。在攪拌轉速為450r/min,堿濃度為20g/L,反應溫度為70℃等優化工藝條件下可實現鋼渣碳酸化轉化效率為49.72%,是傳統水介質體系的1.8倍以上,且反應條件溫和,介質可循環利用。
進一步開展了鋼渣碳酸化反應動力學研究,結果表明鋼渣碳酸化反應為內擴散控制,計算得到表觀活化能為22.48 kJ/mol。