本技术介绍了一种结合膏体充填技术的超临界二氧化碳矿化封存方法,该方法涵盖了膏体充填材料的制备、超临界二氧化碳的制备以及矿化封存三个主要步骤。矿化封存步骤进一步细分为矿化充填料浆制备和注碳矿化两个子步骤。该技术利用矿山固废中的钙、镁资源与超临界二氧化碳进行充分矿化,形成矿化充填料浆,并注入井下采空区,旨在提升充填体的力学性能和改善孔隙结构,同时遵循“以废治废”的原则,推动金属矿山的绿色开采。
背景技术
膏体充填技术经过多年不断地探索与实践,已被世界上众多国家认可并应用。通过将全尾砂这一固体废弃物资源化利用,制备成膏体料浆,充填至井下,实现金属矿安全、环保、高效开采。膏体充填材料中的全尾砂既是重要污染源,又存在大量可用于矿化的钙、镁基资源,通过与CO2
发生碳酸化反应,不仅可实现CO2
的永久封存,还能提高充填体的力学性能和改善其孔隙结构。地下采空区也为CO2
封存提供了大量封存场。因此,膏体充填技术对于矿化封存CO2
具有重大应用前景。
然而,目前CO2
矿化封存技术尚处于基础研究阶段,相关示范性工程较少。对于固体废弃物直接矿化封存CO2
,其反应过程过于缓慢,且反应需要高温、高压操作,不适合大规模的工业化应用。而在充填料浆输送至采空区后进行注碳矿化,CO2
溶解速率低,逸出速率快;并且受限于采矿区封闭的特点,无法扩大CO2
注入范围,矿化效率较低。
当温度高于31.1℃,压力高于7.38MPa时CO2
变为超临界状态,超临界二氧化碳具有液体的高密度和气体的低粘度,溶解度大、扩散能力强。
鉴于此,本发明将膏体充填技术与超临界二氧化碳矿化封存相结合,提出一种基于膏体充填技术的超临界二氧化碳矿化封存方法,实现矿山大规模矿化封存CO2
。
实现思路