洁净煤技术

作者：宋夏, 赵传文, 宋雨佳, 郭亚飞, 孔啸

关键词：钢渣,矿化养护,CaO,水玻璃,碱激发胶凝材料,粉煤灰

针对钢渣固废占用资源、污染环境的问题，将钢渣与CO2矿化封存技术相结合可实现工业固废和CO2的资源化利用。通过研究钢渣–粉煤灰复合碱激发胶凝材料在自然和矿化养护条件下，不同CaO和水玻璃掺量、水玻璃模数、矿化养护压力和时长对样品固碳率和抗压强度的影响，发现当添加质量分数15% CaO、4% 模数为2.2的水玻璃时，样品的固碳率和抗压强度分别可达7.86%和158 MPa，有最佳综合性能。其中，CaO掺量与样品的固碳率呈正比，当不添加CaO时，固碳率仅0.35%；当CaO掺量升至15%时，固碳率可达7.86%。可见，CaO对固碳率的提升起决定作用。随着矿化养护压力升高，固碳率由4.82%升至7.86%。当矿化养护时间由0.25 h增至1.5 h时，固碳率增幅124%。XRD结果表明，矿化养护28 d后，Ca(OH)2衍射峰消失，方解石含量显著上升，可见Ca(OH)2与CO2发生碳酸化反应，生成大量具有较良好稳定性的方解石，有效实现CO2封存。SEM测试结果表明，矿化养护后样品生成的大量方解石与C−S−H凝胶和粉煤灰玻璃体紧密地附着在一起，利于提高抗压强度。通过压汞测试测定CO2养护前后孔隙分布，相较自然养护，矿化养护后样品的孔隙大幅下降，矿化产物起好填充作用，使样品的强度得到明显提升。结合经济性分析发现矿化钢渣–粉煤灰碱激发胶凝材料有好的综合性能与经济效益。

来源：2024年第10期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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