在碳达峰、碳中和目标驱动下，CCUS技术需在2060年为我国贡献5-29亿吨的CO₂减排量。CO₂地质封存与利用是未来我国CO₂减排的主力。早在1972年，以CO₂强化驱油（EOR）为代表的传统地质利用技术已经在美国德克萨斯州得到商业化应用，但目前仍存在CO₂规模输运困难、埋存地点选择受限以及存在泄漏风险等问题，短时间内难以与快速增长的CO₂捕集能力匹配。而CO₂矿化利用作为一种相对年轻的CCUS手段，在固定CO₂的同时也可以形成安全、稳定且高价值的碳酸盐产品，成为有希望在工业发达地区大规模应用的技术之一。
        目前，CO₂矿化工艺开始进入应用阶段，国内外进入中试规模以上试验的项目已超过10项。其中，采用pH-swing或者pCO₂-swing的循环矿化技术由于总体能耗低、物料消耗少、产品纯度好的特征，成为产业化应用的前沿。加拿大、澳大利亚、芬兰、中国循环矿化中试项目的成功开展表明其主体工艺已经得到验证，但对于产品中杂质元素含量的控制程度尚不能满足市场需求，循环矿化体系下杂质元素的运移调控是工程化瓶颈，对碳酸盐中元素分配过程的机制理解和定量描述是解决问题的关键之一。
        南京大学二氧化碳资源化利用团队以铵盐循环矿化体系下常见的球文石矿物为基础，开展了不稳定矿物合成和元素分配研究。通过设计针对不稳定物相研究的原位流动池合成装置，在钠钙玻璃基底上成功诱导了高纯度球文石物相并获得了其成核速率以及生长速率信息。在此基础上利用聚焦离子束技术结合EDS、ICP-OES等手段分析了球文石中杂质元素含量，标定了不同温度下Li、Na、K、Mg、Sr、Ba、Mn、Zn等元素在流体与球文石之间的分配系数。结合球文石向方解石稳定矿物的转变，建立了微量元素两步分配的定量化模型。该模型既揭示了循环矿化溶液中不同杂质元素的迁移机理，也定量化解释了有孔虫Mg/Ca地质温度计成因，实现了研究成果在工程和学术领域的交叉应用。
 

碳中和,矿化利用,元素分配