權(quán)利要求書： 1.一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：S1.將鐵鎂質(zhì)尾礦進行粉碎，篩分后得到鐵鎂質(zhì)尾礦粉末；

S2.將所述鐵鎂質(zhì)尾礦粉末與乙酸銨溶液混合充分干燥后，放入馬弗爐煅燒；

S3.將步驟S2得到的煅燒后粉末投入到乙酸水溶液中，進行微波加熱及超聲波空化氣泡振動反應，固液分離后，通過向浸出液中加入氨水調(diào)節(jié)pH到7，過濾進而去除雜質(zhì)后繼續(xù)向浸出液中加入氨水，調(diào)節(jié)pH到12，得到氫氧化鎂漿液；

S4.將所述氫氧化鎂漿液進行抽濾，得到的固體進行干燥洗滌處理后，得到鎂基二氧化碳吸收劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述微波加熱的微波功率500?1000W；所述超聲波空化氣泡振動反應的超聲功率200?500W；所述微波加熱及超聲波空化氣泡振動反應的反應時間為1~

2h。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述微波加熱及超聲波空化氣泡振動反應的反應溫度為25?80℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述乙酸水溶液體積與鐵鎂質(zhì)尾礦質(zhì)量之比為5?20；所述乙酸水溶液濃度為0.1?4mol/L。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，其特征在于，所述的鐵鎂質(zhì)尾礦為含F(xiàn)e2O3、SiO2和MgO的天然礦物，所述鐵鎂質(zhì)尾礦粉末的粉末粒徑<850μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述乙酸銨溶液為乙酸銨顆粒與去離子水混合而成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，煅燒溫度為600 700℃，煅燒時間為1 2h。

~ ~

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中，將所述氫氧化鎂漿液在50℃以下干燥，干燥時間為2 4h。

~

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，其特征在于，在所述步驟S2中，在所述馬弗爐煅燒中，對產(chǎn)生的氨氣進行收集，制備氨水，在步驟S3中使用。

10.一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑，其特征在于：采用如權(quán)利要求1?9中任一所述的由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法制備而成。

說明書： 由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑及制備方法技術領域[0001] 本發(fā)明涉及二氧化碳吸收劑制備領域，尤其涉及一種外場強化鐵鎂質(zhì)尾礦制備鎂基二氧化碳吸收劑及制備方法。背景技術[0002] 工業(yè)革命后工業(yè)迅猛發(fā)展，人類活動范圍逐漸擴大，為了促進經(jīng)濟的發(fā)展而引起的能源大量消耗使得大量的二氧化碳等溫室氣體被排放進入了大氣中，其濃度的急劇升高，導致了其對地面的保溫作用過強，地面溫度超出正常值，產(chǎn)生了溫室效應。2022年5月18日，世界氣象組織(WMO)在日內(nèi)瓦發(fā)布《2021年全球氣候狀況》報告(以下簡稱“報告”)，報告顯示，全球大氣溫室氣體濃度曾在2020年達到歷史新高，當時全球二氧化碳濃度達到413.2ppm(1ppm為百萬分之一)，為工業(yè)化前水平的149％。

[0003] 利用礦物中的金屬離子反應(主要是Mg2+、Ca2+)與CO2反應轉(zhuǎn)化成碳酸鹽或碳酸氫鹽來實現(xiàn)CO2封存與其他方式相比，這種方法具有許多優(yōu)點：一是反應較容易發(fā)生；二是產(chǎn)物對環(huán)境無任何影響，是一種安全固定方式；三是用于二氧化碳封存的原料來源豐富、儲量巨大、價格低廉，因此具有大規(guī)模固定的潛力和經(jīng)濟效益。[0004] 鐵鎂質(zhì)尾礦是礦物開采后剩余的廢料，化學式為—Mg3Si2O5(OH)4(Mg可由Fe代替)，我國有著豐富的鐵鎂質(zhì)尾礦石資源，將其作為原料生產(chǎn)二氧化碳鎂基吸收劑具有廣闊前景。[0005] 現(xiàn)有的鎂基吸收劑制備方法存在一定缺陷。[0006] 首先，很多方法采用浸漬?煅燒預處理，此過程中會產(chǎn)生一些有害物質(zhì)污染環(huán)境。[0007] 其次，直接從礦物中浸出鎂離子的效率過低使得鎂基吸收劑的產(chǎn)量較低。因為在浸出反應過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)物附著在固體顆粒表面，減小了固液接觸面積，阻礙了浸出反應的持續(xù)進行，這就使得礦物顆粒內(nèi)部大量鎂離子無法參與反應而析出，從而大大降低了浸出率。這將導致礦物中保留了大部分鎂而沒有析出，礦物沒有得到最大化的利用。[0008] 另外，一些酸浸方法采用的強酸對設備有很強的腐蝕作用，對環(huán)境也有很大危害，而且價格昂貴。[0009] 所以發(fā)明一種產(chǎn)量高，反應過程中不產(chǎn)生二次污染以及原料和能量低消耗、成本低的鎂基吸收劑制備方法對大量生產(chǎn)鎂基吸收劑吸收CO2具有重大意義。大量制備高性能低成本的吸收劑仍然是碳捕集領域中急需解決的問題。發(fā)明內(nèi)容[0010] 本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種可解決上述問題的，可提高鎂離子在浸出反應中的浸出率以及不產(chǎn)生二次污染的外場強化鐵鎂質(zhì)尾礦制備鎂基二氧化碳吸收劑及制備方法。[0011] 為解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：[0012] S1.將鐵鎂質(zhì)尾礦進行粉碎，篩分后得到鐵鎂質(zhì)尾礦粉末；[0013] S2.將所述鐵鎂質(zhì)尾礦粉末與乙酸銨溶液混合充分干燥后，放入馬弗爐煅燒；[0014] S3.將步驟S2得到的煅燒后粉末投入到乙酸水溶液中，進行微波加熱及超聲波空化氣泡振動反應，固液分離后，通過向浸出液中加入氨水調(diào)節(jié)pH到7，過濾進而去除雜質(zhì)后繼續(xù)向浸出液中加入氨水，調(diào)節(jié)pH到12，得到氫氧化鎂漿液；[0015] S4.將所述氫氧化鎂漿液進行抽濾，得到的固體進行干燥洗滌處理后，得到鎂基二氧化碳吸收劑。[0016] 進一步的，所述步驟S3中，所述微波加熱的微波功率500?1000W；所述超聲波空化氣泡振動反應的超聲功率200?500W；所述微波加熱及超聲波空化氣泡振動反應的反應時間為1～2h。[0017] 進一步的，所述步驟S3中，所述微波加熱及超聲波空化氣泡振動反應的反應溫度為25?80℃。進一步的，所述步驟S3中，所述乙酸水溶液體積與鐵鎂質(zhì)尾礦質(zhì)量之比為5?20；所述乙酸水溶液濃度為0.1?4mol/L。。

[0018] 進一步的，所述的鐵鎂質(zhì)尾礦為含F(xiàn)e2O3、SiO2和MgO的天然礦物，所述鐵鎂質(zhì)尾礦粉末的粉末粒徑<850μm。[0019] 進一步的，所述步驟S2中，所述乙酸銨溶液為乙酸銨顆粒與去離子水混合而成。[0020] 進一步的，所述步驟S2中，煅燒溫度為600～700℃，煅燒時間為1～2h。[0021] 進一步的，所述步驟S4中，將所述氫氧化鎂漿液在50℃以下干燥，干燥時間為2～4h。

[0022] 進一步的，在所述步驟S2中，在所述馬弗爐煅燒中，對產(chǎn)生的氨氣進行收集，制備氨水，在步驟S3中使用。[0023] 本發(fā)明還公開了一種由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑，采用上述任一所述的由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法制備而成。[0024] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下有益效果：[0025] 1.相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明采用微波加熱技術，具有快速和選擇性加熱物料、清潔易控制、對化學反應起催化作用的特點，此外還能夠促使礦物顆粒內(nèi)部產(chǎn)生裂紋和孔隙，加速反應界面的更新，并且由于極性分子(如乙酸)能夠在外加電場下產(chǎn)生高頻振動，所以不需要額外增加攪拌措施就能起到分子攪拌作用，使浸出效果得到有效改善；[0026] 超聲波空化氣泡振動對固體表面產(chǎn)生的強烈射流及局部微沖流，能顯著減弱液體的表面張力及摩擦力，并破壞固?液界面的附面層，增強了液固相間的混合，且空化作用可以使溶液內(nèi)部進行微觀振動，加速了分子擴散，使得反應更早趨于徹底。[0027] 2.本發(fā)明的制備方法中，能夠?qū)褵に嚠a(chǎn)生的氨氣進行收集，可制備氨水進行浸出反應后的調(diào)節(jié)pH工藝，沉淀物漿液收集后剩余的廢液主要成分為乙酸銨可繼續(xù)用于煅燒工藝，浸出劑為乙酸，可以利用其揮發(fā)性進行回收再利用，對環(huán)境污染小，對設備腐蝕程度小。[0028] 3.本發(fā)明的制備方法中，鐵鎂質(zhì)尾礦粉末中含有大量鎂硅酸鹽，經(jīng)過化學浸漬和煅燒后，有效成分被活化，對浸出效果有一定的促進作用；其次，本發(fā)明中選用的鐵鎂質(zhì)尾礦，主要成分為Mg3Si2O5(OH)4，在自然界中儲量豐富，價格低廉。附圖說明[0029] 圖1是本發(fā)明中由鐵鎂質(zhì)尾礦制備的鎂基二氧化碳吸收劑的制備方法的工藝流程圖。具體實施方式[0030] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術方案進行詳細的說明。[0031] 實施例1[0032] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0033] (2)將步驟(1)得到的粉末稱取5g投入到100ml4mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率200W，微波功率1000W，反應溫度為80℃；[0034] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0035] 實施例2[0036] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0037] (2)將步驟(1)得到的粉末稱取5g投入到100ml4mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率200W，微波功率1000W，反應溫度為50℃；[0038] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0039] 實施例3[0040] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0041] (2)將步驟(1)得到的粉末稱取5g投入到100ml4mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率200W，微波功率1000W，反應溫度為25℃；[0042] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0043] 實施例4[0044] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑125?300μm的粉末；[0045] (2)將步驟(1)得到的粉末稱取5g投入到100ml4mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率200W，微波功率1000W，反應溫度為25℃；[0046] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0047] 實施例5[0048] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑300?850μm的粉末；[0049] (2)將步驟(1)得到的粉末稱取5g投入到100ml4mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率200W，微波功率1000W，反應溫度為25℃；[0050] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0051] 實施例6[0052] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0053] (2)將步驟(1)得到的粉末稱取20g投入到100ml4mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率200W，微波功率1000W，反應溫度為25℃；[0054] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0055] 實施例7[0056] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0057] (2)將步驟(1)得到的粉末稱取10g投入到100ml4mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率200W，微波功率1000W，反應溫度為25℃；[0058] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0059] 實施例8?10[0060] 在實施例8?10除以下不同外，其余均同實施例1，相關結(jié)果見下表。[0061] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0062] (2)將步驟(1)得到的粉末稱取5g投入到100ml4mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率200W，微波功率1000W，反應溫度為25℃；[0063] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。結(jié)果如下表1：[0064] 表1[0065][0066] 實施例11?16[0067] 在實施例11?16除以下不同外，其余均同實施例1，相關結(jié)果見下表。[0068] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0069] (2)將步驟(1)得到的粉末稱取5g投入到100ml4mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率200W，微波功率1000W，反應溫度為25℃；[0070] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。結(jié)果如下表2：[0071] 表2[0072][0073] 實施例17[0074] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0075] (2)將步驟(1)得到的粉末與乙酸銨溶液混合充分干燥后，放入馬弗爐中700℃煅燒2h；[0076] (3)將步驟(2)得到的粉末稱取5g投入到100ml1mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率500W，微波功率1000W，反應溫度為80℃；[0077] (4)用色譜儀測量步驟(3)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0078] 對比例1[0079] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0080] (2)將步驟(2)得到的粉末稱取5g投入到100ml1mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：微波功率1000W，磁力攪拌轉(zhuǎn)速200r/min，反應溫度為80℃；[0081] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0082] 對比例2[0083] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0084] (2)將步驟(2)得到的粉末稱取5g投入到100ml1mol/L的乙酸水溶液中，在在水浴鍋中反應1h，反應溫度為80℃；[0085] (3)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0086] 對比例3[0087] (1)先將鐵鎂質(zhì)尾礦(主要成分是Mg3Si2O5(OH)4)粉碎、篩分得到粒徑<125μm的粉末；[0088] (2)將步驟(1)得到的粉末放入馬弗爐中700℃煅燒2h；[0089] (3)將步驟(2)得到的粉末稱取5g投入到100ml1mol/L的乙酸水溶液中，在超聲?微波反應器中反應1h，其中，超聲?微波反應器參數(shù)為：超聲功率500W，微波功率1000W，反應溫度為80℃；[0090] (4)用色譜儀測量步驟(2)得到的浸出液中Mg2+濃度。[0091] 上述實例與對比例通過色譜儀測量得到的Mg2+浸出濃度數(shù)據(jù)。結(jié)果如表3：[0092] 表3[0093][0094][0095] 通過對實施例1、2和3，實施例1、4和5，實施例1、6和7，實施例1、8、9和10的對比，得2+

出反應溫度越高，鐵鎂質(zhì)尾礦粒徑越小，液固比越小，乙酸濃度越高，Mg 浸出濃度越高。

[0096] 將實例11?16與對比例1?2的結(jié)果進行比較，引入微波與超聲后，Mg2+浸出濃度提高了26.77％～84.37％。[0097] 將實例16、17和對比例3進行比較，煅燒使得Mg2+浸出濃度提高了785.89％，化學浸2+ 2+

漬后再煅燒使得Mg 浸出濃度提高了977.96％，化學浸漬再煅燒比直接煅燒使得Mg 浸出濃度提高了21.68％。

[0098] 鎂基二氧化碳吸收劑的制備[0099] 將浸出液與廢渣固液分離后，通過向浸出液中加入氨水調(diào)節(jié)pH到7過濾進而去除雜質(zhì)，繼續(xù)向浸出液中加入氨水調(diào)節(jié)pH到12，得到氫氧化鎂漿液，將氫氧化鎂漿液進行抽濾，得到的固體進行干燥洗滌處理至少兩次，干燥溫度為50℃以下，干燥時間為2h，得到鎂基二氧化碳吸收劑吸收劑。[0100] 吸收CO2能力測試[0101] 鎂基二氧化碳吸收劑吸收劑在使用前，最好先研磨粉碎成小顆粒，可以增大其吸收表面積，加強吸收劑吸收能力。[0102] 本實施例中，為了驗證實施例17制備的鎂基二氧化碳吸收劑的二氧化碳吸收能力，向?qū)嵤├?7制備的鎂基二氧化碳吸收劑以不同量與去離子水混合形成不同Mg含量的Mg(OH)2漿液，在40℃、850r/min的反應條件下，向其中以400ml/min的流量通入CO2，反應50min。

[0103] 需要說明的是，吸收效率的計算公式如下：[0104] 鎂基吸收劑吸收效率＝(Mg2+最終濃度?Mg2+初始濃度)/吸收劑中Mg理論濃度*100％

[0105] 本實施例中采用的鎂基吸收劑為僅經(jīng)過步驟(1)?(4)后形成的產(chǎn)物。[0106] 得到以下實驗數(shù)據(jù)，結(jié)果如表4：[0107] 表4[0108][0109] 由以上實驗數(shù)據(jù)可以看出：實施例17制備的吸收劑以不同的量與去離子水混合形成漿液后，其吸收效率都達到了70％以上，效果良好。[0110] 由于反應系統(tǒng)Mg2+存在水解反應，所以反應初始溶液中有一定濃度的Mg2+存在?？?+

以看出，理論Mg濃度為1500ppm的Mg(OH)2漿液反應前Mg 濃度最低，并且當反應50min后，

2+

Mg 濃度已達到理論最大值，吸收效率也為最高。

[0111] 以本方法獲得的鎂基吸收劑在配置Mg(OH)2漿液時，為了最大限度利用Mg的固碳能力且達到較高的吸收效率，可以參考以上實驗數(shù)據(jù)。[0112] 本發(fā)明中各原料均為價格低廉的、對環(huán)境幾乎沒有危害的物質(zhì)，制備工藝簡易，CO2吸收效果良好。適合于大規(guī)模生產(chǎn)與利用。[0113] 由上述可知，本發(fā)明提供的方法制備的鎂基吸收劑產(chǎn)量高、效果好，制備過程中，試劑可再生循環(huán)利用，成本低，對設備損害程度小，對環(huán)境幾乎不產(chǎn)生任何二次污染，可以對現(xiàn)有技術存在的一些缺陷進行很好的彌補。[0114] 另外，本發(fā)明的制備方法制備的鎂基二氧化碳吸收劑可用于捕集溫室氣體CO2，也可捕集SO2等酸性氣體，可高效吸收溫煙氣中的二氧化碳和二氧化硫；采用本發(fā)明的制備方法制備得到的鎂基二氧化碳吸收劑產(chǎn)量大，性能好，可應用于工業(yè)中二氧化碳的捕集。[0115] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本領域的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述具體實施例的限制，上述具體實施例和說明書中的描述只是為了進一步說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護的范圍由權(quán)利要求書及其等效物界定。