加点橄榄石 造出负碳水泥
近日，一项发表于英国《皇家学会开放科学》的研究指出，一种名为橄榄石的矿物有助于制造负碳水泥。水泥生产会排放大量二氧化碳，新工艺有望帮助解决水泥巨大的碳足迹问题。
由橄榄石制成的水泥样品。图片来源：Helene Sandberg/Seratech
橄榄石是地幔的主要组成部分之一，在每个大陆上均有分布。英国Seratech公司的Sam Draper表示：“这是为数不多的千兆吨级矿物之一。”该公司已为一种将橄榄石转化为水泥的工艺申请了专利。
在水泥生产过程中，大多数二氧化碳排放发生在加热石灰石以产生熟料——水泥中的一种黏合剂，以及燃烧化石燃料产生热量时。Seratech等数十家企业正在研发低碳水泥生产方法。
Draper和同事利用储量丰富的橄榄石来代替一些常见的熟料。橄榄石含有二氧化硅，能使水泥更坚固耐用。从橄榄石中还可以提取硫酸镁，它与二氧化碳反应形成能螯合气体的矿物。
研究人员通过将粉末状橄榄石溶解在硫酸中，提取出这些化合物。在分离二氧化硅和硫酸镁后，他们让二氧化碳在镁浆中起泡，形成三水菱镁矿。为了扩大这一过程，水泥工厂会利用从排放源或空气中捕获的二氧化碳，使整个过程的碳为负。剩下的三水菱镁矿可以回收制成新的建筑材料，比如砖。
研究人员估计，用这一过程中的二氧化硅代替普通水泥中35%的黏合剂，将产生碳中和水泥，而代替40%及以上的黏合剂将产生负碳水泥。Draper表示，目前的建筑标准允许这种材料取代高达55%的黏合剂。不过，研究人员尚未做出足够多的材料进行测试。
相关论文信息：https://doi.org/10.1098/rsos.231645
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