煤基固廢變身“綠色富礦”

機(jī)器轟鳴，綠意萌生。在陜西省榆林市神木市店塔鎮(zhèn)，一條年產(chǎn)60萬立方米的云砼石生產(chǎn)線正全速運(yùn)轉(zhuǎn)。不同的是，它使用的原料并非天然礦石，而是煤炭開采、洗選、燃燒過程中產(chǎn)生的粉煤灰、煤矸石等固體廢棄物。

這條由西安建筑科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)打造的全國首條煤基固廢制備云砼石示范線，近日實(shí)現(xiàn)全線帶料調(diào)試并順利投產(chǎn)，標(biāo)志著我國煤基固廢資源化、產(chǎn)業(yè)化利用邁出關(guān)鍵一步。

“每開采燃燒1噸煤，就會(huì)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，是目前存量最大的工業(yè)固體廢棄物。”西安建筑科技大學(xué)粉體工程研究所所長程福安介紹。長期以來，煤基固廢因利用技術(shù)不成熟、產(chǎn)品市場接受度低，大多只能堆放填埋，不僅占用土地，更對水體、大氣和土壤造成持續(xù)污染。

“實(shí)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(yùn)含著巨大的再生潛力。”程福安說。面對這一棘手難題，他和團(tuán)隊(duì)歷時(shí)十余年，開展“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同攻關(guān)，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)。

傳統(tǒng)處理方式就是堆放填埋，這如同給大地套上了一層“黑色枷鎖”，程福安團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑。他們開發(fā)出煤基固廢再生制備微晶玻璃、云砼石、陶粒的全要素工藝包，成功打通從“黑廢料”到“綠建材”的轉(zhuǎn)化路徑。

“神木這條生產(chǎn)線，年消納固廢60萬噸，產(chǎn)出60萬立方云砼石，是名副其實(shí)的‘固廢消化器’。”程福安形象地比喻，“它就像一個(gè)巨大的‘固廢胃’，不斷吞噬廢棄物，吐出高附加值建材。”目前，團(tuán)隊(duì)已建成3條工業(yè)示范線，覆蓋微晶玉石、云砼石、陶粒等多種產(chǎn)品，為煤基固廢的大規(guī)模、高附加值利用開辟了新路徑。

技術(shù)突破只是第一步，能否跨越從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的“鴻溝”，才是真正的考驗(yàn)。在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，程福安團(tuán)隊(duì)在政府與學(xué)校的支持下，構(gòu)建起“材料研究—工藝創(chuàng)新—裝備研發(fā)—中試—示范”全鏈條轉(zhuǎn)化體系。

“我們還精心打造了另外2座具有代表性的固廢資源化工廠。”程福安說。

在渭南韓城，煤矸石綠色無害化綜合處置示范線每天“吞食”100噸煤矸石，年產(chǎn)90萬平方米微晶玉石，其耐磨耐酸堿性能優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于裝飾與工業(yè)板材。在延安黃陵，燒結(jié)法工藝將煤矸石轉(zhuǎn)化為超輕高強(qiáng)陶粒，年產(chǎn)43.2萬立方米，陶粒隔熱抗震性能突出。

“這些項(xiàng)目不僅展示了環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益可以并行，也讓我們看到了固廢資源化的廣闊市場。”程福安說，神木云砼石生產(chǎn)線年均利潤超2000萬元，真正實(shí)現(xiàn)了“變廢為寶”。

在固廢資源化領(lǐng)域耕耘，被程福安形容為“寂寞的長跑”。“沒有現(xiàn)成的技術(shù)裝備，市場前景也不明朗，我們就像一群默默播種的‘科技農(nóng)夫’。”30多年來，團(tuán)隊(duì)承擔(dān)百余項(xiàng)國家級科研項(xiàng)目，完成300多項(xiàng)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，獲百余項(xiàng)發(fā)明專利以及國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)，建成全國大宗工業(yè)固廢產(chǎn)學(xué)研基地。

“在‘雙碳’目標(biāo)下，固廢資源化被賦予新的時(shí)代使命。這條路不僅關(guān)乎環(huán)境治理，更串聯(lián)起能源安全、產(chǎn)業(yè)升級與低碳未來。”程福安表示，未來將推動(dòng)更多新技術(shù)、新工藝落地，讓一座座“廢料山”變身“綠色富礦”，為美麗中國建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)保障。