本书面向“双碳”目标下钢铁行业绿色转型发展要求，围绕钢渣生态化处置和碳减排等难题，聚焦钢渣资源化及其在碳捕集领域应用的理论技术前沿，概述钢渣处理与利用的研究进展，分析钢铁行业碳排放形势与碳减排压力，探讨钢渣碳捕集、利用与封存的能力及其关键理论与技术。在此基础上，重点论述钢渣矿相设计与调控方法、调质钢渣的浸出行为、Ca2+碳酸化行为与产物调控技术、钙基和硅基吸附剂的制备工艺等问题。
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2015年东北大学钢铁冶金博士毕业（国家公派联合培养，芬兰奥博学术大学），2018年东北大学动力工程及工程热物理博士后出站东北大学钢冶金与资源循环研究所任教至今（期间学校外派，借调GF科工局某中心）。发表学术论文70余篇（含一区Cover paper、Invited review），主编学术专著2部。任10余部中英文学术期刊Key reader/编委/青年编委，7个学术组织委员/技术专家。
目录
前言
第1章 钢渣概述 1
1.1 钢渣的来源 1
1.2 钢渣成分与矿相组成 2
1.2.1 钢渣成分 2
1.2.2 矿相组成 4
1.3 钢渣利用存在的问题 6
1.3.1 不安定性 6
1.3.2 有害金属Cr(Ⅵ)可溶性 6
1.3.3 其他重金属可溶性 7
1.4 本章小结 8
第2章 钢渣的处理与利用 9
2.1 钢渣的处理方法 9
2.1.1 热泼法 9
2.1.2 热闷法 10
2.1.3 浅盘法 10
2.1.4 水淬法 11
2.1.5 风淬法 11
2.1.6 滚筒法 12
2.2 钢渣的资源化利用途径 13
2.2.1 土壤改良 13
2.2.2 海洋生态修复 14
2.2.3 建筑材料制备 15
2.2.4 废水处理 16
2.2.5 碳捕集 17
2.3 本章小结 18
第3章 钢铁行业碳排放与碳减排技术 19
3.1 碳排放与温室效应 19
3.2 钢铁行业碳排放 21
3.3 CCUS技术 22
3.3.1 碳捕集工艺 22
3.3.2 碳分离工艺 24
3.3.3 碳封存工艺 25
3.4 本章小结 28
第4章 钢渣碳捕集技术 29
4.1 直接捕集工艺 29
4.1.1 直接干法 29
4.1.2 直接湿法 30
4.2 间接捕集工艺 31
4.2.1 酸溶液浸出 32
4.2.2 铵盐溶液浸出 33
4.3 钙循环吸附工艺 35
4.4 硅循环吸附工艺 36
4.4.1 制备原料 36
4.4.2 合成方法 39
4.5 本章小结 41
第5章 钢渣碳捕集能力 42
5.1 实验方案 42
5.1.1 钢渣原料及其表征方法 42
5.1.2 钢渣浸出实验 43
5.1.3 碳捕集能力评价 44
5.2 钢渣矿相表征 44
5.2.1 矿相组成 44
5.2.2 矿相与元素分布 46
5.3 钢渣Ca提取行为研究 48
5.3.1 离子释放行为 48
5.3.2 矿相转变行为 50
5.4 碳捕集分析 57
5.4.1 有效碳封存量 57
5.4.2 Ca选择性浸出率 58
5.5 本章小结 59
第6章 矿相的溶解反应与行为 60
6.1 实验方案 60
6.1.1 矿相制备与表征方法 60
6.1.2 矿相反应性研究 61
6.1.3 矿相转变机制研究 62
6.2 矿相反应性热力学分析 63
6.3 矿相反应性实验研究 65
6.3.1 矿相表征 65
6.3.2 矿相浸出活性 67
6.4 矿相转变机制研究 68
6.4.1 硅酸盐 68
6.4.2 铝酸盐 71
6.4.3 铁酸盐 73
6.5 本章小结 74
第7章 钢渣矿相设计与调控方法 75
7.1 实验方案 75
7.1.1 熔渣凝固结晶 75
7.1.2 熔渣矿相调控 76
7.1.3 检测与表征 78
7.2 熔渣凝固结晶行为研究 79
7.2.1 热力学分析 79
7.2.2 实验研究 80
7.3 高温熔渣成矿调控实验研究 87
7.3.1 矿相调控剂选择 87
7.3.2 熔渣成分调控 89
7.3.3 冷却制度调控 93
7.4 SiO2调控机理 98
7.5 本章小结 101
第8章 调质钢渣的浸出行为 102
8.1 实验方案 102
8.1.1 原料表征 102
8.1.2 浸出实验 102
8.1.3 关键参数 103
8.2 调质钢渣离子释放行为 104
8.3 关键参数对调质钢渣Ca提取影响 105
8.3.1 溶剂浓度 105
8.3.2 液-固比 106
8.4 本章小结 107
第9章 Ca2+碳酸化行为与产物调控技术 108
9.1 实验方案 108
9.1.1 Ca2+碳酸化实验 108
9.1.2 CO2体积分数对Ca2+碳酸化影响实验 108
9.1.3 碳酸化调控实验 112
9.1.4 检测与表征 112
9.2 Ca2+碳酸化行为 113
9.2.1 CO2溶解与CaCO3结晶 114
9.2.2 CaCO3晶型转变 114
9.2.3 CaCO3形貌演变 115
9.3 CO2体积分数对Ca2+碳酸化行为的影响 117
9.3.1 实验研究 117
9.3.2 分子动力学模拟 120
9.4 添加剂对碳酸化行为的调控 124
9.4.1 乙二醇 124
9.4.2 柠檬酸 128
9.5 本章小结 131
第10章 钙基CO2吸附剂制备及其吸附性能行为研究 132
10.1 实验方案 132
10.1.1 钙基CO2吸附剂制备实验 132
10.1.2 钙基CO2吸附剂单次/循环吸附实验 133
10.1.3 关键参数对钙基CO2吸附剂性能的影响 134
10.1.4 调质钢渣源钙基CO2吸附剂制备及CO2吸附实验 136
10.2 钙基CO2吸附剂制备 136
10.2.1 热力学计算 136
10.2.2 化学共沉淀法 138
10.2.3 溶胶-凝胶法 143
10.2.4 水热法 147
10.3 钙基CO2吸附剂性能表征 152
10.3.1 CO2单次吸附性能表征 152
10.3.2 CO2循环吸附性能表征 154
10.4 关键参数对钙基CO2吸附剂的单次吸附性能研究 155
10.4.1 不同Ca/Mg摩尔比 155
10.4.2 不同CO2体积分数 160
10.5 调质钢渣钙基CO2吸附剂制备及其吸附性能评价 161
10.5.1 结构特征分析 161
10.5.2 CO2吸附特征分析 164
10.5.3 吸附动力学研究 168
10.6 本章小结 171
第11章 硅基吸附剂制备及其吸附性能行为研究 172
11.1 实验方案 172
11.1.1 硅基吸附剂制备方法 172
11.1.2 关键合成条件对吸附剂影响实验 173
11.1.3 硅基吸附剂表征和性能检测方法 173
11.2 硅基吸附剂制备与表征 176
11.2.1 形貌分析 176
11.2.2 结构分析 179
11.2.3 吸附-脱附性能分析 181
11.3 关键合成条件对硅基吸附剂的影响 182
11.3.1 合成温度 182
11.3.2 合成时间 185
11.3.3 溶液pH 188
11.4 调质钢渣源硅基吸附剂吸附性能评价 191
11.4.1 CO2吸附性能评价 191
11.4.2 亚甲基蓝吸附性能评价 192
11.4.3 吸附性能对比分析 193
11.5 本章小结 194
第12章 总结 196
参考文献 199
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