技術領域

本發明涉及一種以雞蛋殼為鈣源摻雜赤泥的高溫鈣基CO₂吸收材料的制備方法，屬于二氧化碳處理技術領域。

背景技術

赤泥是制鋁工業提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產1噸氧化鋁，要產生1～2噸赤泥，目前對赤泥的處理一般是堆積在堆放場或是低洼處，占用大量土地，也對周圍環境造成污染。其成分隨原礦成分及制鋁方法不同而異，主要成分為Al₂O₃、CaCO₃和SiO₂，還有少量鎂、鐵、鈦的氧化物等。在工業主要用作耐火粘土、建筑、水泥配料、瓷磚等。在CaO基CO₂吸收材料方面，有研究稱在其中摻雜Al₂O₃能提高CaO基吸收劑的循環吸收性能，而使用含Al₂O₃的赤泥不僅降低了成本而且解決了赤泥處理的問題，達到了以廢治廢的目的。

近年來，溫室效應引起的氣候變化已經成為一個全球性的環境問題，愈來愈引起世界各國的高度重視，而引起溫室效應的罪魁禍首就是CO₂。我國隨著工業化進程的加快，CO₂的排放量有增無減。由于大氣中CO₂等溫室氣體含量的不斷增加而引起溫室效應十分明顯，直接造成了氣候的變化。溫室氣體（GHG）包括二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亞氮（N₂O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF₆）6種，其中對氣候變化影響最大的是CO₂，其產生的增溫效應占所有溫室氣體總增溫效應的63％，且具有在大氣中存留期很長的特點。此外，CO₂對海洋生態也有著很大的影響，海洋幾乎吸收了人類排放的CO₂的一半，這些CO₂增大了海洋的酸性，危及到一些海洋生物的生存。CO₂的主要來源是化石燃料的燃燒產生，因此尋找一種合適的材料來吸收高溫爐排放的CO₂具有重要的理論意義。

目前研究最多的CO₂高溫吸收劑主要集中在鋰基和鈣基陶瓷。鋰基陶瓷成本較高，且在多次循環吸收CO₂的過程中會造成鋰元素的損失。與鋰基陶瓷相比，鈣基材料具有較高的吸收容量和吸收速率，可是在多次循環吸收過程中CO₂吸收容量下降較快。因此，許多研究者試圖通過摻雜來改善鈣基吸收材料的循環吸收性能。一些國內外研究者發現，在CaO中摻雜Al₂O₃有利于提高鈣基材料的循環吸收性能。制備摻雜Al₂O₃的CaO基吸收劑主要通過：1）不同方法制備含摻雜Al₂O₃的前驅體，如溶膠-凝膠法、共沉淀法、熔燃法等。這類方法雖然吸收和循環效果較好但成本較高、工藝復雜，通常適用于實驗室研究。2）不同鋁源摻雜，如純氧化鋁、鋁酸鹽水泥、高嶺土、粘土等。

迄今為止，尚未見到以雞蛋殼為鈣源摻雜赤泥的CaO基高溫CO₂吸收材料的發明專利、研究文獻等的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高溫鈣基CO₂吸收材料的制備方法，制得用雞蛋殼作為鈣源摻雜赤泥的循環吸收性能優異的CaO基高溫CO₂吸收材料，從而降低鈣基材料的制備成本，并為固體廢棄物赤泥的利用提供了一條新途徑。

本發明通過下列技術方案實現：一種高溫鈣基CO₂吸收材料的制備方法，經過下列各步驟：

首先分別將赤泥和雞蛋殼在球磨機中球磨2～4h后，再過40～80目篩，然后按液固比（mL/g）20～100:1，將磨細的赤泥與質量濃度為2～14wt%的檸檬酸溶液在20～60℃下進行酸浸2～6h，酸浸后的赤泥與雞蛋殼混合，其中赤泥的質量占5～20wt%，然后將混合物加水研磨至充分混合，再在80℃下干燥2h，即得到高溫鈣基CO₂吸收材料。

所述雞蛋殼是雞蛋殼的粉末或者經900℃煅燒后的雞蛋殼。