Journal of Chemistry and Chemical Research
Journal of Chemistry and Chemical Research. 2024; 4: (1) ; 10.12208/j.jccr.20240003 .
总浏览量: 141
1 四川轻化工大学化学工程学院 四川自贡
2 重庆工商大学环境与资源学院 重庆
*通讯作者: 唐鹏,单位: 四川轻化工大学化学工程学院 四川自贡;覃孝平,单位: 四川轻化工大学化学工程学院 四川自贡;
含有钙镁离子的高盐废水处理与很多化工相关企业都息息相关。如果治理不好,不仅污染环境和危害人类健康,还严重浪费资源。钙镁离子高盐废水的资源化回收利用,已成为急需攻关的关键科学/工程技术问题。二氧化碳沉淀钙镁离子,既有助于实现双碳目标,又为二氧化碳的捕集与利用探索出新的研究领域和方向。为此,本文综述了近年来,用含钙镁离子高盐废水捕集二氧化碳,并回收具有高附加值碱式碳酸镁、碳酸钙等产品的工艺研究进展。展望了反应过程机理研究中,在线检测技术应用;海水/盐湖卤水直捕空气中的二氧化碳或海/湖储存二氧化碳等方面研究。本综述有望帮助相关科研单位,尤其是对同时排放二氧化碳和钙镁离子的高盐废水的相关企业有极大参考借鉴意义。此外,该综述有助于持续优化提升含有钙镁离子的高盐废水捕集二氧化碳的相关研究。
The treatment of wastewater containing high concentrations of calcium and magnesium ions is closely related to many chemical-related companies. The discharge of non-treated wastewater containing high concentrations of calcium and magnesium ions not only pollutes the environment and endangers human health, but also seriously wastes resources. The precipitation of calcium and magnesium ions by CO2 is conductive to achieving the dual-carbon goal, besides exploring new research fields and directions for the capture, utilization and storage of CO2 (CCUS). To this end, this paper reviews the progress on the process of CO2 capturing with wastewater containing high concentrations of calcium and magnesium ions to get high value-added alkaline magnesium carbonate and calcium carbonate. The research on the mechanism of precipitation of calcium and magnesium ions by CO2, the application of in-situ characterization technology and the direct capture or storage of CO2 by brine of seawater/salt-lake was also highlighted. This review is expected to be of great reference to help relevant research institutes, especially to companies that release CO2 and discharge wastewater containing high concentrations of calcium and magnesium ions. In addition, this review is expected to contribute to the continuous optimization and enhancement of CO2 capturing from wastewater containing high concentrations of calcium and magnesium ions.
[1] 申佳丽, 潘飞飞. 钙镁离子在污水处理过程中的去除机理研究 [J]. 工程与管理科学, 2023, 5(4): 10-2.
[2] 余舰波. 钙、铁离子对生物除磷系统除磷途径影响研究 [D]; 重庆大学, 2021.
[3] 邱立萍, 张晓凤. 高盐废水处理技术研究及应用进展 [J]. 无机盐工业, 2023, 55(2): 1-9.
[4] 王文静. 高盐废水的来源与处理 [J]. 冶金与材料, 2021, 41(1): 151-2.
[5] 李泽敏. 山东省羊养殖温室气体排放时空特征研究 [D]; 吉林农业大学, 2023.
[6] 《建设科技》编辑部. 多措并举推进建筑节能早日实现双碳目标 [J]. 建设科技, 2022, (3): 1.
[7] Wang N, Chen M, Ni H. Preparation of magnesium carbonate whisker from magnesite tailings; proceedings of the IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, F, 2011 [C]. IOP Publishing.
[8] 胡庆福, 胡晓波, 刘宝树. 我国轻质碳酸镁生产现状及其发展初探 [J]. 无机盐工业, 2001, 33(5): 19-21.
[9] 胡洁, 杨玉敏. 脱除脱盐废水中钙镁离子的研究 [J]. 煤炭与化工, 2016, 39(11): 98-101.
[10] Farmanbordar S, Kahforoushan D, Fatehifar E. A new method in the removal of Ca and Mg ions from industrial wastewater [J]. Desalination and Water Treatment, 2016, 57(19): 8904-10.
[11] 张焱. Ca2+、Mg2+//Cl--H2O体系CO2脱钙机理及模拟研究 [D]; 河北工业大学, 2018.
[12] Tran K T, Han K S, Kim S J, et al. Recovery of magnesium from Uyuni salar brine as hydrated magnesium carbonate [J]. Hydrometallurgy, 2016, 160: 106-14.
[13] YOO Y, KANG D, KIM I, et al. Characteristics of metal cation carbonation and carbon dioxide utilization using seawater‐based industrial wastewater [J]. Chemistry Select, 2018, 3(32): 9284-92.
[14] THOMPSON R. Speciality inorganic chemicals: The proceedings of a symposium organised by the inorganic chemicals group, the fine chemicals and medicinals group, and the nw region of the industrial division of the royal society of chemistry, in association with the dalton division, university of salford, september 10th-12th 1980 [M]. Royal Society of Chemistry, Burlington House, 1980.
[15] 刘宝树, 乔满辉, 胡庆福, et al. 白云石灰浆碳化反应动力学研究 [J]. 河北科技大学学报, 2005, 26(2): 118-23.
[16] 张旭. 白云石加压碳化法制取轻质镁盐 [J]. 河北化工, 2004, 27(1): 42-3.
[17] 张益湘. 白云石加压碳化法制取轻质氧化镁 [J]. 无机盐工业, 1993, (4): 6-10.
[18] 郑荣光, 阎肃. 二次碳化法制取高纯氧化镁的研究 [J]. 华东地质学院学报, 1997, (2): 74-8.
[19] 胡庆福, 刘宝树, 宋丽英. 白云石碳化法生产轻质碳酸镁新工艺 [J]. 非金属矿, 2004, 27(3): 33-5.
[20] 张黎黎, 刘家祥, 李敏. 轻烧白云石粉料制备碱式碳酸镁碳化工艺研究 [J]. 金属矿山, 2008, (3): 83-6.
[21] Han B, Qu H, Niemi H, et al. Mass transfer and kinetics study of heterogeneous semi-batch precipitation of magnesium carbonate [J]. Chemical Engineering & Technology, 2014, 37(8): 1363-8.
[22] Pang H, Tian P, Wang J, et al. Fabrication of microstructured Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O and MgCO3 in flue gas absorption technology [J]. Materials Letters, 2014, 131: 206-9.
[23] Surface J A, Skemer P, Hayes S E, et al. In situ measurement of magnesium carbonate formation from CO2 using static high-pressure and-temperature 13C NMR [J]. Environmental science & technology, 2013, 47(1): 119-25.
[24] Sun B, Zhou H, Arowo M, et al. Preparation of basic magnesium carbonate by simultaneous absorption of NH3 and CO2 into MgCl2 solution in an RPB [J]. Powder technology, 2015, 284: 57-62.
[25] 粟明宏, 赵瑞红, 柴彤等. 烟道气碳化水镁石副产碱式碳酸镁碳捕集技术 [J]. 煤炭转化, 2017, 40(3): 76-80.
[26] 陈明成. 碱式碳酸镁的制备工艺及其热分析的研究 [D]; 安徽理工大学, 2019.
[27] 郑利娜, 余红发. 白云石碳化制备碱式碳酸镁的新钙镁分离方法 [J]. 材料科学与工程学报, 2017, 35(4): 570-4.
[28] 王志强, 刘家祥, 饶发明. 以轻烧白云石为原料二次碳化法制备高纯碱式碳酸镁 [J]. 硅酸盐学报, 2013, (10): 1437-41.
[29] 王志强. 轻烧白云石碳化法制备碱式碳酸镁 [D]; 北京化工大学, 2013.
[30] 李俊. 白云石钙镁分离基础研究 [D]; 武汉工程大学, 2012.
[31] 伊弘. 循环碳化法制备轻质碳酸镁、氧化镁工艺研究 [D]; 武汉工程大学, 2009.
[32] 伊弘, 池汝安, 朱国才等. 循环碳化法制备轻质碳酸镁的传质及动力学 [J]. 过程工程学报, 2009, 9(3): 424-30.
[33] 胡明强. 基于难溶碳酸盐沉淀形成的海水封存二氧化碳研究 [D]; 山东大学, 2011.
[34] 王慧. 海洋离子环境二氧化碳水合物封存分子动力学模拟研究 [D]. 大连理工大学, 2023.
[35] Ormerod WG, Freund P, Smith A等. 二氧化碳的海洋封存 [J]. 水文地质工程地质技术方法动态, 2008, (4): 75-89.
[36] 周守为, 李清平, 朱军龙等. CO2海洋封存的思考与新路径探索 [J]. 天然气工业, 2024, 44(04): 1-10.
[37] 张海滨, 卢迪, 熊剑智等. 海洋CO2封存的国内外进展与启示 [J]. 中国资源综合利用, 2023, 41(12): 166-1699.