神木年產(chǎn)60萬立方米煤基固廢制備云砼石生產(chǎn)線（資料照片）。 受訪者供圖

“煤炭開采、洗選、加工及燃燒過程中會產(chǎn)生煤矸石、粉煤灰、爐渣等固體廢棄物。如何將這些煤基固廢再利用，是煤炭清潔生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)迫切需要解決的難題。”9月29日，在西安建筑科技大學(xué)粉體工程研究所，所長程福安教授介紹。

近日，在榆林市神木市店塔鎮(zhèn)宏業(yè)大道，由陜西建材科技集團(tuán)股份有限公司投資建設(shè)、西安建筑科技大學(xué)科研團(tuán)隊設(shè)計的神木年產(chǎn)60萬立方米煤基固廢制備云砼石生產(chǎn)線實現(xiàn)全線帶料調(diào)試并順利投產(chǎn)。

這個項目的投產(chǎn)，標(biāo)志著由國家發(fā)展改革委中央預(yù)算內(nèi)資金支持的國內(nèi)第一條煤基固廢再生制備云砼石生產(chǎn)線成功落地，為我國煤基固廢資源化利用開辟了一條全新的產(chǎn)業(yè)化路徑。

點石成金：解鎖固廢再生科技密碼

每開采燃燒一噸煤，就會產(chǎn)生數(shù)百公斤固體廢棄物。全國每年新增煤基固廢約15億噸，煤基固廢是目前存量最大的工業(yè)固體廢棄物。

由于資源化利用技術(shù)不成熟、產(chǎn)品市場效應(yīng)差等問題，煤基固廢始終難以被大規(guī)模、高質(zhì)量利用。煤基固廢的傳統(tǒng)處理方式主要是堆放填埋。這種方式不僅占用土地，還對水體、大氣和土壤造成持續(xù)污染。

“實際上，這些看似無用的廢棄物，卻富含硅、鋁、鈣等元素，宛如建筑材料的‘基因密碼’，蘊含著巨大的再生潛力。”程福安指著實驗室里的陶粒和陶砂說，這些再生物在生活中有很廣泛的用途。

程福安教授團(tuán)隊針對煤基固廢再生利用難題，開展產(chǎn)學(xué)研合作，歷時10余年，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤基固廢制備低碳建筑材料系列關(guān)鍵技術(shù)，成功找到了讓固廢“變身”的神奇路徑，并應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)實踐。如今，3條工業(yè)示范線已建成。

“神木粉煤灰制備云砼石項目年消納固廢60萬噸，產(chǎn)出60萬立方米的云砼石，是名副其實的‘固廢消化器’。”站在粉體工程研究所展覽室?guī)着_縮微版的模型設(shè)備前，程福安介紹，這條生產(chǎn)線年銷售收入過億元，年利潤超2000萬元。

目前，程福安教授團(tuán)隊已開發(fā)出煤基固廢再生制備微晶玻璃、云砼石、陶粒全要素工藝包，為煤基固廢大規(guī)模、高附加值再生利用提供了新思路。

示范落地：實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新

瞄準(zhǔn)“雙碳”目標(biāo)，讓實驗室的技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化，程福安教授團(tuán)隊在陜西省相關(guān)部門和學(xué)校的大力支持下，依托學(xué)校技術(shù)研發(fā)及工程設(shè)計平臺，以陜西循環(huán)經(jīng)濟(jì)工程技術(shù)院有限公司為成果轉(zhuǎn)換平臺、陜西建材科技集團(tuán)股份有限公司為產(chǎn)業(yè)應(yīng)用平臺，“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新，貫通了材料基礎(chǔ)理論研究、工藝技術(shù)創(chuàng)新、裝備研發(fā)、工業(yè)中試、示范線建設(shè)的科技成果轉(zhuǎn)化全鏈條。

運用煤矸石制備微晶玻璃技術(shù)及專有設(shè)備生產(chǎn)的微晶玉石產(chǎn)品，具備優(yōu)良的耐磨、耐酸堿性能，被廣泛應(yīng)用于裝飾和工業(yè)板材領(lǐng)域。

粉煤灰制備云砼石技術(shù)，讓粉煤灰搖身一變成為云砼石。這種材料可廣泛應(yīng)用于節(jié)能保溫工程、裝配式建筑、超高性能混凝土及高延性混凝土等領(lǐng)域。

煤矸石制備陶粒工藝技術(shù)產(chǎn)出的超輕高強(qiáng)陶粒，隔熱保溫性能良好、抗震性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于各種工程，就像一顆顆神奇的“建筑小精靈”。

“我們精心打造了3座具有代表性的固廢資源化工廠，依托技術(shù)創(chuàng)新，賦能傳統(tǒng)工業(yè)升級換代，完善環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈條，清潔生產(chǎn)、變廢為寶。”程福安介紹，每一項技術(shù)突破，都詮釋了“廢物是放錯地方的資源”，讓大家看到了固廢資源化的廣闊市場。

韓城煤矸石綠色無害化綜合處置示范線每天能“吞食”100噸煤矸石，年產(chǎn)90萬平方米微晶玉石，把原本無人問津的煤矸石變成了價值不菲的建筑材料。

團(tuán)隊打造的第三個固廢資源化工廠位于黃陵。通過燒結(jié)法工藝，該工廠可以將煤矸石轉(zhuǎn)化為陶粒，可年產(chǎn)陶粒43.2萬立方米。

綠色未來：筑牢固廢領(lǐng)域的創(chuàng)新基石

在固廢資源化領(lǐng)域耕耘是一件艱難的事情。沒有現(xiàn)成的技術(shù)裝備、市場前景也不明確，能否突破技術(shù)難題并產(chǎn)業(yè)化，團(tuán)隊多年來頂住壓力，持續(xù)攻關(guān)。

“在‘雙碳’目標(biāo)引領(lǐng)下，固廢資源化被賦予了嶄新的時代使命。這條綠色轉(zhuǎn)型之路關(guān)乎環(huán)境治理，串聯(lián)起能源安全、產(chǎn)業(yè)升級與低碳未來的宏大前景。”程福安說。

隨著國家政策的大力支持和產(chǎn)業(yè)資金的投入，資源循環(huán)利用成為新賽道。面對大量需要處理利用的固廢，用新技術(shù)、新工藝、新裝備形成新的產(chǎn)業(yè)鏈，是程福安教授團(tuán)隊10多年來孜孜追求的目標(biāo)。

目前，團(tuán)隊已建立起完整的“基礎(chǔ)理論研究—技術(shù)開發(fā)—工程化—產(chǎn)業(yè)化”創(chuàng)新鏈條，在能源化工工業(yè)廢渣、電力工業(yè)廢渣、冶金工業(yè)廢渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、工業(yè)尾礦尾渣等大宗工業(yè)固廢領(lǐng)域儲備多項科技成果，建成了全國大宗工業(yè)固廢產(chǎn)學(xué)研基地。

從污染治理向資源再生的變革，背后是技術(shù)的不斷創(chuàng)新。

“利用固廢不是終點，而是資源循環(huán)的起點。”程福安說，團(tuán)隊將繼續(xù)深耕技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，秉持“科技賦能、綠色循環(huán)”理念，通過“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合的創(chuàng)新體系，讓更多新技術(shù)、新工藝、新裝備落地，助力美麗中國建設(shè)。

責(zé)任編輯：胡晉瑜