专题报道 | 共同助力砂石行业绿色低碳循环发展

　　——长三角国创中心功能材料所与重庆砼磊科技共建大宗固废资源化利用联合创新应用中心纪实

　　◎  成铭钊

　　目前，砂石行业已进入深度调整期，减量优化、降本增效、绿色低碳是未来发展方向，行业转型发展迫在眉睫。针对目前矿山资源持续开采带来的资源问题以及开采过程产生的环境问题，结合近年来砂石领域政策逐渐由“绿色矿山”向“无尾矿山”“再生资源循环利用”等延伸的趋势，砂石行业应当推进以尾矿消纳及资源化再利用为核心的发展理念，采用天然砂石与固废资源化再生骨料协同发展的业态方式，加速推进绿色低碳循环可持续发展。

　　点泥成金 变废为宝

　　为实现尾矿、洗砂底泥、收尘灰等矿山固废多途径资源化利用，长三角国创中心功能材料所依托同济大学等技术团队开发出了一系列大宗固废高值高效资源化利用新技术，形成多应用场景综合解决方案，通过不同工艺组合，结合多种原料，制备具有低、中、高端不同附加值梯度，同时满足搭配多种使用场景需求的资源化产品体系。

　　洗砂底泥高值高效资源化利用综合解决方案示意图

　　首先针对洗砂底泥压滤泥饼等高含水率、高粘性而难以资源化利用的矿山固废，目前传统预处理工艺存在着高成本、低效率以及处置过程复杂等问题。为解决这一行业痛点问题，长三角国创中心功能材料所基于自主研发的成套核心设备和专用药剂，形成了适用于高含水率固废干化改性预处理的系列解决方案。经预处理后的洗砂底泥基本可以达到脱塑状态，实现颗粒化，可加速自然干化速度并满足后续转运和多路径资源化利用的要求，可进一步制备道路结构层复合稳定料、园林绿化土、市政道路材料、墙体材料、再生骨料等多种资源化产品，同时可大幅提高固废资源化利用掺比和降低综合处理成本。

　　泥饼干化改性预处理前后对比图

　　水热固化技术通过模拟自然循环成岩机理，在工业条件下使固废原料发生成岩转变，同时通过添加核心药剂促使提升目标产物的强度并实现高效固定污染物的作用，可在低温条件下（反应温度≤180℃）实现淤泥质固废的高掺量利用（掺比50%-90%），制备一系列多功能、高附加值、低环境负荷的新型固废资源化绿色建材产品，产品可广泛应用于建筑、市政、水利等多领域，其处理过程节能低碳，实现了从原料端到应用端的全生命周期低碳减排。

　　水热固化技术原理图

　　道路高效利用技术采用自主研发的萃路克复合稳定剂对固废原料进行固化，通过表面改性、化学作用、物理作用、水合作用等多种作用耦合，破坏固废颗粒的吸附水膜，使其从亲水性变为疏水性，并形成不溶于水的坚硬物质和网状结晶体，填充在骨架中，在施工过程中经过粉碎、拌合、平整、压实等物理外力下，使得固化体系更加密实，具有高强的路用性能，同时可对各类污染物进行高效固定，实现固废安全稳定应用，可广泛代替传统宕渣、稳定沙砾、二灰碎石等，应用于底基层、基层以及不同用途的道路建设等，降低传统建筑材料生产和使用过程碳排放。

　　道路基层复合稳定料应用案例

　　利废固碳 负碳发展

　　实现“碳达峰、碳中和”，是推动产业结构调整的强大推动力和倒逼力量。为解决工业企业高碳排放问题，可采用大宗固废矿化CO2技术，工业固废将工业烟气中CO2利用并固定，其原理是利用具有一定活性的钙镁氧化物，将CO2以稳定的碳酸盐形式固定，通过多元固废的协同活化与CO2的高效传输、深度矿化，实现产品性能与固碳率高效提升，可实现固废和CO2的协同处理。以钢渣、电石渣、磷矿渣、焚烧飞灰、粉煤灰、脱硫石膏、尾矿、尾泥等大宗固废为原材料与工业烟气中的CO2进行矿化反应，不掺入水泥等高碳排放的胶凝材料，无须外部热源，在一定的温度与压力下，制备仿石材料、墙体材料、再生骨料、市政路面材料、生态护坡挡墙等系列高附加值产品，平均每吨绿色负碳建材产品可固定100千克-200千克CO2，单条标准产线规格每年可固定3万吨-6万吨的碳固定量，未来可产生可观的碳汇收益。

　　大宗固废矿化CO2的资源循环利用机制与技术路径

　　联合创新 “砼”创未来

　　为助力砂石企业高质量发展，长三角国创中心功能材料所与重庆砼磊科技发展有限公司共建大宗固废资源化利用联合创新应用中心，充分发挥双方在技术创新与产业运营等多方面优势，探索政产学研用新模式，通过深度合作推进新技术研发与产业化落地，打造一流的砂石行业固废处理与资源化利用技术研发与工艺验证中心。目前已在重庆南川区建设矿山压滤泥饼干化改性预处理示范项目，针对压滤泥饼高含水率、高粘性且预处理成本高、效率低这一行业痛点，形成了成套核心设备和专用药剂系列解决方案，经预处理后的泥饼可以脱塑实现颗粒化，可完全满足后续转运和多路径资源化利用的要求，同时可大幅提高固废资源化利用掺比和降低综合处理成本。未来双方将进一步借助多梯度技术工艺有效匹配多源固废和不同附加值产品，产品品类和产能可有效平衡并满足市场动态需求，同时开山后的平面覆土可作耕地，减少滑坡等灾害。

　　长三角国创中心功能材料所成立签约仪式

　　平台支撑 助力发展

　　长三角国家技术创新中心（简称“长三角国创中心”）是由科技部批准、沪苏浙皖合作共建的综合类国家技术创新中心。长三角国创中心有机功能材料与应用技术研究所是长三角国创中心的重要组成部分，是由江苏省产业技术研究院、苏州市产业技术研究院、苏州市高铁新城、同济大学教授团队共同发起建立的创新型研发机构，旨在共同打造功能材料领域集产业技术研发、科技成果转化、高端人才培养和创新企业赋能等功能于一体的创新高地。

　　长三角国创中心功能材料所研发大楼

　　重庆砼磊科技泥饼干化改性预处理示范项目

　　长三角国创中心功能材料所环保中心聚焦砂石行业“无尾矿山”与“绿色矿山”建设要求，集聚政产学研用全方位平台资源，集结一批来自同济大学、上海交通大学、中国科学院上海硅酸盐研究所、河海大学等国内知名研究机构具有多年技术研发经验的科学家和产业化经验的行业专家人才队伍，形成固废干化改性预处理、固废水热资源化利用、固废高效道路利用、CO2矿化利用等20余项综合解决方案。面向砂石行业，在城市建设、化工、钢铁、电力、水泥、危废处理等多类应用场景提供综合解决方案，实现减污降碳协同增效，以科技创新行动努力打造低碳全产业布局。长三角国创中心功能材料所环保中心围绕绿色低碳环保产业发展和环保科技成果转化与项目孵化，努力打通低碳环保技术产品化与商业化不同阶段的核心要素与核心能力，探索低碳环保领域的产学研用最优途径。

　　重庆砼磊科技发展有限公司成立于2019年，专注新型环保建材产业投资及项目运营。公司紧紧围绕国家产业需求与发展趋势，适应新时代、新经济所倡导的创新、环保、高效的产业发展理念，以生产各类新型建材为拳头产品，兼顾废旧矿山治理、建筑固废资源化利用，已成功在重庆、四川、湖南、湖北、贵州、陕西、广东、广西等地投资建成（或在建）多个高品质新型建材/废旧矿山治理/建筑固废处理项目。目前，砼磊科技正以高度开放的姿态不断整合人才、技术、资金等产业资源，以顺应行业的高速发展，力求成为绿色建材领域的排头兵。