西班牙团队常温转化石膏废料捕碳生成球霰石

西班牙高等科学研究理事会（CSIC）下属安达卢西亚地球科学研究所联合法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学及德国巴斯夫公司，成功开发出一种常温下将建筑石膏废料转化为高纯度球霰石的工艺。该技术无需额外加水与高温煅烧，在转化过程中可直接捕获二氧化碳，为建材行业固废资源化与碳减排提供了全新路径。

相关研究成果已于2026年2月发表于《先进功能材料》期刊。研究团队指出，该工艺的核心在于将建筑石膏粉末直接溶解于富含碳酸盐的水溶液中。反应全程在室温下进行，不添加任何化学助剂或催化剂。所得产物为自然界罕见的碳酸钙多晶型物——球霰石，其纯度超过95%，比表面积高达每克9至22平方米。这种极高的比表面积赋予了材料极强的化学反应活性，使其能够高效固定碳元素。与传统水泥生产需在回转窑中维持1450摄氏度高温煅烧相比，该常温液相合成路线大幅削减了化石燃料消耗与直接工艺排放。

在实际应用层面，研究人员发现球霰石颗粒遇水后会通过溶解-再沉淀机制迅速转化为文石晶体。这一相变过程能在短时间内赋予材料显著的抗压强度。实验数据显示，在80摄氏度的氯化镁与氯化锶溶液环境中，完全转化为文石后的复合材料抗压强度可达9.4兆帕，性能已接近常规硅酸盐水泥水平。由于该流程跳过了传统波特兰水泥生产中能耗极高且碳排放密集的熟料烧结环节，直接在混凝土体系中引入此类轻质多孔结构，有望显著降低建筑材料的隐含碳足迹。球霰石特有的微球形貌还能改善浆体流动性，减少减水剂掺量，这对预拌混凝土搅拌站的配合比优化具有直接参考价值。值得注意的是，球霰石属于亚稳态晶型，其向文石或方解石的转化速率受环境温湿度影响较大，工程应用中需通过表面改性或复合激发剂来调控凝结时间，以满足不同施工工况的初终凝要求。

除建筑工程外，该捕碳矿物在造纸填料、医药辅料及化妆品基质等领域同样具备替代潜力。当前欧盟地区建筑垃圾石膏的综合回收率仅维持在15%左右，大量废弃石膏仍依赖填埋或焚烧处理，造成二次污染与土地占用。研究团队测算，若将磷石膏等工业副产钙纳入原料体系，全球每年潜在可利用的含硫固废资源可达3亿吨以上。实验室阶段的样品在密封条件下已稳定存放六个月，证明其储存与运输可行性。欧洲市场对低碳建材的强制认证要求日益严格，此类基于固废转化的非烧结胶凝材料正契合当地绿色建筑评级体系的加分项。随着碳边境调节机制逐步落地，具备明确碳汇属性的再生矿物材料在国际贸易中的溢价空间将进一步打开，出口型企业需提前准备产品环境声明文件。

对于中国建材产业链而言，该技术的商业化落地仍需跨越经济性验证与中试放大两大门槛。国内脱硫石膏与磷石膏年产量庞大，但高端特种碳酸钙粉体长期依赖进口。未来若该工艺完成工业化改造，国内企业可重点关注其在无熟料低碳水泥配方中的复配比例，以及不同产地脱硫石膏对反应动力学的影响。采购端需密切跟踪后续第三方机构的耐久性测试报告与全生命周期碳核算数据，提前布局符合GB/T标准体系的绿色建材供应链。同时，常温碳化工艺的规模化反应器设计、碳酸盐循环液的再生效率以及Zui终产品的粒径分布控制，将是决定其能否进入主流基建招标名录的关键技术指标。建议国内粉体装备制造商与胶凝材料企业开展联合攻关，重点突破连续式固液分离与低温碳化耦合技术，以缩短从实验室配方到万吨级产线的验证周期。