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全球气候变暖受到世界各国研究者的广泛关注,矿化封存可将大气中日益增长的CO2转为CaCO3或MgC03而将CO2永久、安全和稳定地固定的技术,极具发展前景。该反应过程可称为碳酸化反应,反应的钙或镁物质来源有天然矿石和碱性固废材料。湿法直接碳酸化属于加速碳酸化技术之一。本论文搭建了气液固三相液相碳酸化反应系统。CaO,Ca(OH)2,MgO和Mg(OH)2是各钙镁物质最有效的活性组分,本文探讨四种纯矿物与CO2液相碳酸化过程中的反应机制,探索液固比、纯矿物种类、搅拌速度、反应温度和通气时间重要操作参数对反应过程和产物的影响机理,对CO2在气液界面的溶解、碱性矿物在溶液中的溶解与传递和碳酸化产物的沉淀过程进行研究。实验中测量反应过程中的pH、电导率、溶解性总固体(TDS)和盐度(Salt)各值,对反应结束后固相产物进行过滤、干燥并进行热重分析。结果表明各操作参数会影响液相碳酸化的反应速率和反应产物,主要结论如下:(1)CaO和Ca(OH)2的反应速率更快,初始pH值在12以上,MgO和Mg(OH)2的反应速率更慢,初始pH值也更低。固相物质为氢氧化钙时,在反应前30min时,pH下降较快,并且液固比为40 mL/g时,反应速率最快。说明液固比过高或者过低都不利于碳酸化反应的进行。固相物质为氢氧化镁时,液固比的变化对pH值的变化影响不大;当C02过量时,MgC03更易转化为Mg(HC03)2,液固比不同,Mg(OH)2与CO2反应会生成不同的矿物相产物。由于含钙的碱性矿物相反应速率更快,富含钙的矿物可优先作为碳酸化反应的原料。(2)对氢氧化钙的热重曲线分析可知液固比为50mL/g时,可达最高的98.63%的碳酸化转化率。氢氧化镁为碱性矿物相时,液固比的大小对碳酸化反应速率的影响不大。(3)相同条件下Ca(OH)2的液相碳酸化转化率高于同为钙盐的CaO的转化率;Mg(OH)2的转化率高于MgO的转化率。搅拌速度为250 rpm时的转化率高于搅拌速度为50 rpm的值。搅拌速度的提高有利于促进气液固三相的接触。C02进入液相是重要的限制因子,它受溶液pH、气液接触面积、界面C02浓度梯度的影响,增加气液固三相的湍动能增大气液两相的接触面积从而促进C02的吸收。反应温度45℃的转化率高于反应温度为85℃的值。通气时间的延长有利于湿法直接碳酸化反应充分。本论文的研究为过程优化和更复杂的碱性矿物相碳酸化反应过程提供基础数据和理论指导。