矿业安全与环保

作者：白锦文, 胡鑫哲, 冯国瑞, 韩艳娜, 吴凡, 吴国威, 成高峰

关键词：赤泥, 湿法碳化, 储碳机理, 储碳性能, 碳化反应

赤泥作为一种碱性固体废弃物，可通过碳化反应实现对CO2的矿化封存。为探究拜耳法赤泥在不同液固比、温度及CO2流量条件下的湿法碳化特性，得到各条件下赤泥的储碳性能。以碳化后赤泥的烧失量和pH变化量作为评价其储碳能力的指标，通过动力学拟合分析了不同变量对赤泥碳化改性的影响程度。利用XRD、FT-IR、N2吸附和SEM等手段，研究了赤泥碳化产物的演化规律，并探讨了赤泥的湿法碳化机理。结果表明，在液固比2.0∶1、CO2流量100 mL/min、反应温度30 ℃的最优条件下，赤泥储碳率可达5.68%，赤泥浆的pH值由9逐渐减小并稳定至6.45。动力学拟合结果显示，各变量对碳化改性效果的影响程度由大到小依次为液固比、CO2流量、温度。对碳化产物的表征分析表明，钙霞石与CaCO3含量增加，其原因在于碳化改性过程中赤泥中的水钙铝榴石和AlO(OH)参与碳化反应，溶出Ca2+、Na+和OH-；其中部分Ca2+与溶于水中的CO2反应生成CaCO3，其余Ca2+、Al3+、Na+作为离子源，生成了钙霞石。此外，碳化反应对赤泥中的碱性矿物的侵蚀，以及碳化产物的生成，使得碳化赤泥的比表面积较未碳化赤泥有所增大。

来源：2025年第6期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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