机器轰鸣,绿意萌生。在陕西省榆林市神木市店塔镇,一条年产60万立方米的云砼石生产线正全速运转。不同的是,它使用的原料并非天然矿石,而是煤炭开采、洗选、燃烧过程中产生的粉煤灰、煤矸石等固体废弃物。

这条由西安建筑科技大学科研团队设计打造的全国首条煤基固废制备云砼石示范线,近日实现全线带料调试并顺利投产,标志着我国煤基固废资源化、产业化利用迈出关键一步。

“每开采燃烧1吨煤,就会产生数百公斤固体废弃物。全国每年新增煤基固废约15亿吨,是目前存量最大的工业固体废弃物。”西安建筑科技大学粉体工程研究所所长程福安介绍。长期以来,煤基固废因利用技术不成熟、产品市场接受度低,大多只能堆放填埋,不仅占用土地,更对水体、大气和土壤造成持续污染。

“实际上,这些看似无用的废弃物,却富含硅、铝、钙等元素,宛如建筑材料的‘基因密码’,蕴含着巨大的再生潜力。”程福安说。面对这一棘手难题,他和团队历时十余年,开展“产学研用”协同攻关,研发出具有自主知识产权的煤基固废制备低碳建筑材料系列关键技术。

传统处理方式就是堆放填埋,这如同给大地套上了一层“黑色枷锁”,程福安团队另辟蹊径。他们开发出煤基固废再生制备微晶玻璃、云砼石、陶粒的全要素工艺包,成功打通从“黑废料”到“绿建材”的转化路径。

“神木这条生产线,年消纳固废60万吨,产出60万立方云砼石,是名副其实的‘固废消化器’。”程福安形象地比喻,“它就像一个巨大的‘固废胃’,不断吞噬废弃物,吐出高附加值建材。”目前,团队已建成3条工业示范线,覆盖微晶玉石、云砼石、陶粒等多种产品,为煤基固废的大规模、高附加值利用开辟了新路径。

技术突破只是第一步,能否跨越从实验室到产业化的“鸿沟”,才是真正的考验。在“双碳”目标引领下,程福安团队在政府与学校的支持下,构建起“材料研究—工艺创新—装备研发—中试—示范”全链条转化体系。

“我们还精心打造了另外2座具有代表性的固废资源化工厂。”程福安说。

在渭南韩城,煤矸石绿色无害化综合处置示范线每天“吞食”100吨煤矸石,年产90万平方米微晶玉石,其耐磨耐酸碱性能优异,广泛应用于装饰与工业板材。在延安黄陵,烧结法工艺将煤矸石转化为超轻高强陶粒,年产43.2万立方米,陶粒隔热抗震性能突出。

“这些项目不仅展示了环保与经济效益可以并行,也让我们看到了固废资源化的广阔市场。”程福安说,神木云砼石生产线年均利润超2000万元,真正实现了“变废为宝”。

在固废资源化领域耕耘,被程福安形容为“寂寞的长跑”。“没有现成的技术装备,市场前景也不明朗,我们就像一群默默播种的‘科技农夫’。”30多年来,团队承担百余项国家级科研项目,完成300多项技术研发与应用,获百余项发明专利以及国家科技进步奖,建成全国大宗工业固废产学研基地。

“在‘双碳’目标下,固废资源化被赋予新的时代使命。这条路不仅关乎环境治理,更串联起能源安全、产业升级与低碳未来。”程福安表示,未来将推动更多新技术、新工艺落地,让一座座“废料山”变身“绿色富矿”,为美丽中国建设提供坚实保障。