[发明专利]一种赤泥基CO2

说明书

本发明公开一种赤泥基CO₂吸脱附剂的制备方法及应用，将赤泥干燥处理研磨后过60目筛；将过筛后的赤泥、CaO粉末和MgO粉末均匀混合，将混合粉末加热活化，得到活化赤泥真空常温避光保存；将活化赤泥研磨压片制粒，将颗粒填入吸附CO₂的反应器中，将脱硫除尘后的含二氧化碳气体加压通入吸附反应器内，达到吸附饱和后，升温脱附，富集成高浓度CO₂；本发明实现工业发展中的“碳中和、碳减排”目标，实现了固废‑废气的协同治理，符合减污降碳协同增效的环保治理战略，具有良好的发展前景与环境意义。

技术领域

本发明涉及跨介质污染物资源化治理领域，尤其涉及一种赤泥基CO₂吸脱附剂的制备方法及应用。

背景技术

赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的强碱性工业固体废物，其pH值约为10-12，未活化的赤泥比表面积在7～10m²·g^-1，经过高温活化后的赤泥，比表面积可达20m²·g^-1以上。赤泥发达的孔道结构是吸附剂具有良好吸附性能的关键，吸附剂的孔结构、比表面积及孔隙大小对吸附性能具有显著的影响，而丰富的孔隙结构可以获得较强的物理吸附能力。据估计，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1～1.5吨赤泥；而目前赤泥的综合利用率较低，大多数赤泥采用湿法露天贮坝堆存，堆放过程中不仅占用大量土地，而且由于赤泥的高碱性、高盐度的化学成分渗入土地易造成土地碱化、地下水污染，从而破坏生态环境。赤泥利用率较低，在“双碳背景下”，如果不加以利用，是资源的一种浪费。

发明内容

本发明通过高温活化工业固废赤泥，将活化赤泥压片制成颗粒状的CO₂吸脱附材料，低浓度CO₂在加压条件下，通过吸附材料层，加压促进赤泥对低浓度CO₂的吸附，待吸附饱和后，关闭进气口出气口阀门，升高吸附器内温度，使吸附在赤泥材料中的CO₂脱附，之后将CO₂从吸附装置中抽出富集储存，富集储存的CO₂可以用于制备储氢材料甲酸，储氢能源可替代传统的“化石能源”，从而实现工业发展中的“碳中和、碳达峰”，本发明提供了碳封存处理处置的新思路，并同时实现赤泥基CO₂吸脱附剂，为“双碳”目标下的工业生产行业绿色、健康发展提供全新技术支撑。

本发明技术方案如下：

一种赤泥基CO₂吸脱附剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)将赤泥放入烘箱中进行干燥处理，将干燥的赤泥放入研钵中研磨至细小颗粒状并将其放入筛网中，过60目筛；

(2)将过筛后的赤泥、CaO粉末和MgO粉末均匀混合，将混合粉末进行加热活化，得到活化赤泥置于真空条件中进行常温避光保存；将活化赤泥研磨压片制粒得到赤泥基CO₂吸脱附剂。

步骤(1)中赤泥的组分及质量百分比为：Al₂O₃ 16～23％，SiO₂ 9～14％，Fe₂O₃ 23～39％， CaO 13～17％，Na₂O 2～7％，TiO₂ 1～4％，其他部分为杂质。

步骤(1)烘箱烘干温度为100-120℃的条件下保温24小时。

步骤(2)干燥后的赤泥、CaO粉末和MgO粉末的质量比为10:(1～1.2):(1～1.2)。

步骤(2)加热活化是在氮气保护下，以3-5℃/min的升温速率升温至200-500℃，并保温2-3h。

步骤(2)压片制粒的颗粒过40-60目筛，即40目筛下，60目筛上，颗粒粒径为0.25-0.425mm。