三、矿化利用技术

（一）工艺流程

CO2矿化利用是将CO2与矿物进行反应，形成新生矿物，并将CO2固定在新生矿物中，特别是生成碳酸盐矿物，在固定CO2的同时还能产生附加收益。

CO2矿化利用典型工艺是磷石膏与CO2反应“一步法”制硫铵与碳酸盐，工艺流程如图6-17所示。首先经捕集的二氧化碳与氨水在碳化槽内反应生成得到碳铵，生成的碳铵溶液一部分与磷石膏反应生成硫酸铵、碳酸铵的混合浆料，另一部分与中和段产生的尾气返回碳化槽继续吸收二氧化碳。混合浆料通过充分反应后，下层经过滤洗涤后得到碳酸钙滤饼，干燥后即得到附产物碳酸钙，上层硫铵、碳铵溶液采用稀硫酸中和得到硫铵晶浆，所产生的尾气返回至碳化槽继续反应。硫铵晶浆通过结晶、离心分离、干燥等步骤后得到硫酸铵产品。分离产物返回硫铵反应器重新利用。

图6-17　CO2矿化工艺流程图

（二）典型案例

2012年，中国石油化工集团与四川大学共同启动了普光气田CO2矿化磷石膏工业示范工程，开展了CO2矿化利用的新途径。2013年，四川大学和中国石化宣告成立“CCU（二氧化碳捕集和利用）及CO2矿化利用研究院”，该研究院是全球首个CO2捕集及资源化利用研究院，主要研究方向是CO2捕集、利用技术开发及应用，CO2矿化利用研究与推广应用等，目前矿化利用已进入实施阶段，中石化南京工程有限公司等单位和四川大学联合开展的“尾气CO2直接矿化磷石膏联产硫基复肥工艺开发”项目现已完成中试。该试验利用瓮福集团磷肥厂排出的磷石膏废渣对中石化普光气田天然气净化过程中排放的CO2进行矿化处理，中试试验关键指标为：尾气CO2吸收率达75%，磷石膏转化率超过92%。核算结果表明，1吨磷石膏矿化0.25吨CO2，联产硫酸铵0.78吨、碳酸钙0.58吨。