碳中和背景下鋼渣固碳工藝研究

張邦勝，王 芳，劉昱辰，劉貴清，張 帆，解 雪，吳祖璇

（江蘇北礦金屬循環利用科技有限公司，江蘇 徐州 221121）

工業革命以來，人類活動排放的溫室氣體不斷增加，導致全球氣候變暖，嚴重威脅自然生態系統和人類生存發展，而CO2是導致溫室效應的主要溫室氣體[1]。長期以來，我國經濟持續高速增長帶動CO2排放量不斷增加，目前，我國已躍居世界CO2排放第一大國。2019年，全球化石燃料和工業的碳排放量總計368 億t，比2018年增加2.4 億t，其中中國增加了2.6 億t 的碳排放量，世界其他地區實際減少0.2億t，因此，國際社會對我國承擔更大減排義務的呼聲越來越高[2]，我國迫切需要采取有效技術手段和措施減少CO2的排放。

鋼鐵工業是全球范圍內工業領域碳排放的重點行業，2020年，其排放量約占全球溫室氣體排放量的7%[3]。而鋼鐵工業是我國碳排放量較高的三大行業之一（電力、水泥、鋼鐵），約占我國碳排放總量的15%[4]。依照我國2030年碳達峰和2060年碳中和的目標，鋼鐵工業在未來的40年時間里需要實現10億t CO2/a 的減排任務，因此，開展鋼鐵工業固碳減碳技術開發勢在必行。

1 鋼渣固碳原理

鋼渣是鋼廠在煉鋼過程中產生的廢棄物料，主要由生鐵中的錳、硅、硫等雜質在熔煉過程中氧化而成的氧化物以及這些氧化物與溶劑反應生成的多種鹽類構成。轉爐鋼渣的主要化學成分如表1 所示[5-7]。

表1 轉爐鋼渣的主要化學成分

由表1 可見，轉爐鋼渣的化學成分以堿金屬為主，占比最高的為CaO，其次是SiO2和MgO，所以轉爐鋼渣屬于堿性工業固體廢棄物。……