鋼渣資源化及其碳捕集利用

目錄
前言
第1章 鋼渣概述 1
1.1 鋼渣的來源 1
1.2 鋼渣成分與礦相組成 2
1.2.1 鋼渣成分 2
1.2.2 礦相組成 4
1.3 鋼渣利用存在的問題 6
1.3.1 不安定性 6
1.3.2 有害金屬Cr(Ⅵ)可溶性 6
1.3.3 其他重金屬可溶性 7
1.4 本章小結(jié) 8
第2章 鋼渣的處理與利用 9
2.1 鋼渣的處理方法 9
2.1.1 熱潑法 9
2.1.2 熱悶法 10
2.1.3 淺盤法 10
2.1.4 水淬法 11
2.1.5 風淬法 11
2.1.6 滾筒法 12
2.2 鋼渣的資源化利用途徑 13
2.2.1 土壤改良 13
2.2.2 海洋生態(tài)修復 14
2.2.3 建筑材料制備 15
2.2.4 廢水處理 16
2.2.5 碳捕集 17
2.3 本章小結(jié) 18
第3章 鋼鐵行業(yè)碳排放與碳減排技術(shù) 19
3.1 碳排放與溫室效應(yīng) 19
3.2 鋼鐵行業(yè)碳排放 21
3.3 CCUS技術(shù) 22
3.3.1 碳捕集工藝 22
3.3.2 碳分離工藝 24
3.3.3 碳封存工藝 25
3.4 本章小結(jié) 28
第4章 鋼渣碳捕集技術(shù) 29
4.1 直接捕集工藝 29
4.1.1 直接干法 29
4.1.2 直接濕法 30
4.2 間接捕集工藝 31
4.2.1 酸溶液浸出 32
4.2.2 銨鹽溶液浸出 33
4.3 鈣循環(huán)吸附工藝 35
4.4 硅循環(huán)吸附工藝 36
4.4.1 制備原料 36
4.4.2 合成方法 39
4.5 本章小結(jié) 41
第5章 鋼渣碳捕集能力 42
5.1 實驗方案 42
5.1.1 鋼渣原料及其表征方法 42
5.1.2 鋼渣浸出實驗 43
5.1.3 碳捕集能力評價 44
5.2 鋼渣礦相表征 44
5.2.1 礦相組成 44
5.2.2 礦相與元素分布 46
5.3 鋼渣Ca提取行為研究 48
5.3.1 離子釋放行為 48
5.3.2 礦相轉(zhuǎn)變行為 50
5.4 碳捕集分析 57
5.4.1 有效碳封存量 57
5.4.2 Ca選擇性浸出率 58
5.5 本章小結(jié) 59
第6章 礦相的溶解反應(yīng)與行為 60
6.1 實驗方案 60
6.1.1 礦相制備與表征方法 60
6.1.2 礦相反應(yīng)性研究 61
6.1.3 礦相轉(zhuǎn)變機制研究 62
6.2 礦相反應(yīng)性熱力學分析 63
6.3 礦相反應(yīng)性實驗研究 65
6.3.1 礦相表征 65
6.3.2 礦相浸出活性 67
6.4 礦相轉(zhuǎn)變機制研究 68
6.4.1 硅酸鹽 68
6.4.2 鋁酸鹽 71
6.4.3 鐵酸鹽 73
6.5 本章小結(jié) 74
第7章 鋼渣礦相設(shè)計與調(diào)控方法 75
7.1 實驗方案 75
7.1.1 熔渣凝固結(jié)晶 75
7.1.2 熔渣礦相調(diào)控 76
7.1.3 檢測與表征 78
7.2 熔渣凝固結(jié)晶行為研究 79
7.2.1 熱力學分析 79
7.2.2 實驗研究 80
7.3 高溫熔渣成礦調(diào)控實驗研究 87
7.3.1 礦相調(diào)控劑選擇 87
7.3.2 熔渣成分調(diào)控 89
7.3.3 冷卻制度調(diào)控 93
7.4 SiO2調(diào)控機理 98
7.5 本章小結(jié) 101
第8章 調(diào)質(zhì)鋼渣的浸出行為 102
8.1 實驗方案 102
8.1.1 原料表征 102
8.1.2 浸出實驗 102
8.1.3 關(guān)鍵參數(shù) 103
8.2 調(diào)質(zhì)鋼渣離子釋放行為 104
8.3 關(guān)鍵參數(shù)對調(diào)質(zhì)鋼渣Ca提取影響 105
8.3.1 溶劑濃度 105
8.3.2 液-固比 106
8.4 本章小結(jié) 107
第9章 Ca2+碳酸化行為與產(chǎn)物調(diào)控技術(shù) 108
9.1 實驗方案 108
9.1.1 Ca2+碳酸化實驗 108
9.1.2 CO2體積分數(shù)對Ca2+碳酸化影響實驗 108
9.1.3 碳酸化調(diào)控實驗 112
9.1.4 檢測與表征 112
9.2 Ca2+碳酸化行為 113
9.2.1 CO2溶解與CaCO3結(jié)晶 114
9.2.2 CaCO3晶型轉(zhuǎn)變 114
9.2.3 CaCO3形貌演變 115
9.3 CO2體積分數(shù)對Ca2+碳酸化行為的影響 117
9.3.1 實驗研究 117
9.3.2 分子動力學模擬 120
9.4 添加劑對碳酸化行為的調(diào)控 124
9.4.1 乙二醇 124
9.4.2 檸檬酸 128
9.5 本章小結(jié) 131
第10章 鈣基CO2吸附劑制備及其吸附性能行為研究 132
10.1 實驗方案 132
10.1.1 鈣基CO2吸附劑制備實驗 132
10.1.2 鈣基CO2吸附劑單次/循環(huán)吸附實驗 133
10.1.3 關(guān)鍵參數(shù)對鈣基CO2吸附劑性能的影響 134
10.1.4 調(diào)質(zhì)鋼渣源鈣基CO2吸附劑制備及CO2吸附實驗 136
10.2 鈣基CO2吸附劑制備 136
10.2.1 熱力學計算 136
10.2.2 化學共沉淀法 138
10.2.3 溶膠-凝膠法 143
10.2.4 水熱法 147
10.3 鈣基CO2吸附劑性能表征 152
10.3.1 CO2單次吸附性能表征 152
10.3.2 CO2循環(huán)吸附性能表征 154
10.4 關(guān)鍵參數(shù)對鈣基CO2吸附劑的單次吸附性能研究 155
10.4.1 不同Ca/Mg摩爾比 155
10.4.2 不同CO2體積分數(shù) 160
10.5 調(diào)質(zhì)鋼渣鈣基CO2吸附劑制備及其吸附性能評價 161
10.5.1 結(jié)構(gòu)特征分析 161
10.5.2 CO2吸附特征分析 164
10.5.3 吸附動力學研究 168
10.6 本章小結(jié) 171
第11章 硅基吸附劑制備及其吸附性能行為研究 172
11.1 實驗方案 172
11.1.1 硅基吸附劑制備方法 172
11.1.2 關(guān)鍵合成條件對吸附劑影響實驗 173
11.1.3 硅基吸附劑表征和性能檢測方法 173
11.2 硅基吸附劑制備與表征 176
11.2.1 形貌分析 176
11.2.2 結(jié)構(gòu)分析 179
11.2.3 吸附-脫附性能分析 181
11.3 關(guān)鍵合成條件對硅基吸附劑的影響 182
11.3.1 合成溫度 182
11.3.2 合成時間 185
11.3.3 溶液pH 188
11.4 調(diào)質(zhì)鋼渣源硅基吸附劑吸附性能評價 191
11.4.1 CO2吸附性能評價 191
11.4.2 亞甲基藍吸附性能評價 192
11.4.3 吸附性能對比分析 193
11.5 本章小結(jié) 194
第12章 總結(jié) 196
參考文獻 199