近日,江苏省二氧化碳地质封存潜力调查与多种资源协同利用试点项目取得丰硕成果,项目团队成功研发出蛇纹岩矿化固碳成套技术工艺,完成从基础研究到工程试验的全链条技术攻关,实现了固碳与资源高值化利用的双重突破,为我国实现“双碳”目标提供了一条兼具经济性与环境效益的创新技术路径。
资源禀赋优越,成固碳利用理想载体
蛇纹岩是一种变质岩, 镁、铁等元素含量较高,以硅酸盐矿物形式存在,可与二氧化碳发生矿化反应生成碳酸盐类矿物沉淀下来,成为二氧化碳矿物储存及资源化利用的优质载体。
江苏省蛇纹岩资源主要分布于苏鲁超高压变质带内,资源储量十分可观。经系统调查及采样分析,蛇纹岩氧化镁平均品位可达 39%左右,伴生铁、镍等有价元素,区域内还存有一定的蛇纹岩尾矿资源,为开展二氧化碳矿化与多资源综合利用奠定了坚实的基础。
技术攻关破局,攻克多项核心难题
为充分挖掘蛇纹岩的固碳潜力与资源价值,项目团队围绕核心目标进行了系统攻关,开展二氧化碳镁碳酸盐化液-固界面动力学研究,历经数百次对比试验,成功研发出高效活化与选择性浸取关键技术,形成了高值化产品制备工艺,在关键技术研发上取得多项突破。
在高效活化与选择性浸取技术方面,团队创新性采用光热活化与硫酸铵协同处理技术,确定了最佳活化参数,使蛇纹岩中镁离子浸出率超50%,镁浸出率显著提升。
在高值化产品制备工艺方面,开发pH调控选择性沉淀技术,优化碳酸盐化反应条件,成功实现镁离子与铁离子(以铁黄形式)的高效分离,制备出纯度≥95%的轻质碳酸镁产品,符合工业标准,副产铁黄纯度≥60%。同时,实现了镁、铁资源的协同回收与高值化利用,提升了整体工艺的经济性。
全流程验证落地,形成成套技术工艺
为确保技术的工程可行性,项目建立了“实验室-小试-中试”逐级放大的科学验证体系,层层推进工艺优化与落地。实验室阶段完成300余组试验,获取了详实的实验数据,为工艺设计提供了精准的理论支撑。小试阶段实现公斤级连续稳定运行,验证了工艺的基本可行性。中试阶段完成了年化1000吨蛇纹岩处理能力的示范,全面验证了全流程工艺的稳定性与实用性。
在此基础上,项目团队编制完成成套技术工艺包,为后续工业化示范与推广应用提供了核心技术支撑,推动蛇纹岩碳封存及资源化利用技术从实验室走向工程化。
双效益凸显,应用前景广阔
经济和环境效益分析表明,此次研发的蛇纹岩矿化固碳工艺兼具显著的经济效益与环境效益,应用前景广阔。工艺采用先进的MVR(机械蒸汽再压缩)节能技术,有效降低了生产能耗,可实现一定的经济利润。该工艺与绿色能源相结合后,每吨产品碳足迹显著降低至0.14吨二氧化碳,间接减排效应使每吨碳酸镁产品可实现9吨的净二氧化碳消纳,成为一项兼具经济价值与深度减排贡献的"超级碳汇"技术。
本次江苏省蛇纹岩二氧化碳矿物储存及资源化利用全链条技术攻关,探索出一条矿产资源开发与碳减排协同发展的新路径。相关技术成果与工艺包的形成,为我国同类资源的二氧化碳矿物储存及资源化利用提供了可复制、可推广的技术方案,为江苏绿色低碳高质量发展注入了新动能。(矿产所)

