[发明专利]一种高温钙基CO2吸收材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以鸡蛋壳为钙源掺杂赤泥的高温钙基CO₂吸收材料的制备方法，属于二氧化碳处理技术领域。

背景技术

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，要产生1～2吨赤泥，目前对赤泥的处理一般是堆积在堆放场或是低洼处，占用大量土地，也对周围环境造成污染。其成分随原矿成分及制铝方法不同而异，主要成分为Al₂O₃、CaCO₃和SiO₂，还有少量镁、铁、钛的氧化物等。在工业主要用作耐火粘土、建筑、水泥配料、瓷砖等。在CaO基CO₂吸收材料方面，有研究称在其中掺杂Al₂O₃能提高CaO基吸收剂的循环吸收性能，而使用含Al₂O₃的赤泥不仅降低了成本而且解决了赤泥处理的问题，达到了以废治废的目的。

近年来，温室效应引起的气候变化已经成为一个全球性的环境问题，愈来愈引起世界各国的高度重视，而引起温室效应的罪魁祸首就是CO₂。我国随着工业化进程的加快，CO₂的排放量有增无减。由于大气中CO₂等温室气体含量的不断增加而引起温室效应十分明显，直接造成了气候的变化。温室气体（GHG）包括二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF₆）6种，其中对气候变化影响最大的是CO₂，其产生的增温效应占所有温室气体总增温效应的63％，且具有在大气中存留期很长的特点。此外，CO₂对海洋生态也有着很大的影响，海洋几乎吸收了人类排放的CO₂的一半，这些CO₂增大了海洋的酸性，危及到一些海洋生物的生存。CO₂的主要来源是化石燃料的燃烧产生，因此寻找一种合适的材料来吸收高温炉排放的CO₂具有重要的理论意义。

目前研究最多的CO₂高温吸收剂主要集中在锂基和钙基陶瓷。锂基陶瓷成本较高，且在多次循环吸收CO₂的过程中会造成锂元素的损失。与锂基陶瓷相比，钙基材料具有较高的吸收容量和吸收速率，可是在多次循环吸收过程中CO₂吸收容量下降较快。因此，许多研究者试图通过掺杂来改善钙基吸收材料的循环吸收性能。一些国内外研究者发现，在CaO中掺杂Al₂O₃有利于提高钙基材料的循环吸收性能。制备掺杂Al₂O₃的CaO基吸收剂主要通过：1）不同方法制备含掺杂Al₂O₃的前驱体，如溶胶-凝胶法、共沉淀法、熔燃法等。这类方法虽然吸收和循环效果较好但成本较高、工艺复杂，通常适用于实验室研究。2）不同铝源掺杂，如纯氧化铝、铝酸盐水泥、高岭土、粘土等。

迄今为止，尚未见到以鸡蛋壳为钙源掺杂赤泥的CaO基高温CO₂吸收材料的发明专利、研究文献等的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温钙基CO₂吸收材料的制备方法，制得用鸡蛋壳作为钙源掺杂赤泥的循环吸收性能优异的CaO基高温CO₂吸收材料，从而降低钙基材料的制备成本，并为固体废弃物赤泥的利用提供了一条新途径。

本发明通过下列技术方案实现：一种高温钙基CO₂吸收材料的制备方法，经过下列各步骤：

首先分别将赤泥和鸡蛋壳在球磨机中球磨2～4h后，再过40～80目筛，然后按液固比（mL/g）20～100:1，将磨细的赤泥与质量浓度为2～14wt%的柠檬酸溶液在20～60℃下进行酸浸2～6h，酸浸后的赤泥与鸡蛋壳混合，其中赤泥的质量占5～20wt%，然后将混合物加水研磨至充分混合，再在80℃下干燥2h，即得到高温钙基CO₂吸收材料。

所述鸡蛋壳是鸡蛋壳的粉末或者经900℃煅烧后的鸡蛋壳。