煤矸石、钢渣、粉煤灰……这些传统意义上的固体废弃物有什么价值？

西安建筑科技大学（以下简称“西安建大”）程福安教授团队给出了答案。

“我们依托学校粉体工程研究所的科研力量，历时多年研发出多种工业固废高值化利用成套技术，建成3条产业化示范线，就地消纳煤矸石、钢渣、粉煤灰等生产建材‘小精灵’，打通科技成果转化‘最后一公里’，形成‘西安研发、产地转化、全省共享’的成果转化模式。”10月9日，程福安表示。

“没有现成的路，我们就自己踩出一条！”

9月16日，记者走进西安建大粉体工程研究所，展厅里的一排蛋形标本瓶格外吸睛——钢渣磁选粉、陶粒、云砼石等材料静静陈列。

“制备陶粒的原料是煤矸石。煤矸石化学成分与黏土相似，含有较高的碳及硫，烧失量较大，在一定温度范围内才能产生足够数量黏度适宜的熔融物质，具有膨胀性能。根据它的特点，我们研制出了陶粒。”团队成员杜旭升介绍。

这些外观看似寻常的颗粒，都是工业固废经历了实验室研发、小试、中试、输出工艺和装备设计方案、企业建厂量产等流程才形成的。这些工业固废一步步“变废为宝”，蜕变成可以浇筑城市楼宇的绿色建材。

想要将工业固废再次循环利用，并非易事。

“煤矸石、钢渣、粉煤灰这些工业固废成分复杂，每一种的硅、铝、钙含量都不一样。”程福安说，团队没有现成的技术装备，只能一遍遍调整配方、温度和时间，小试做完做中试，中试做完再放大。最难的时候，连一套能用的工艺方案都拿不出来。

“没有现成的路，我们就自己踩出一条！”程福安说，这条路走得慢，但每一步都踩实了。为了让这些工业固废绿色化再生，科研团队用了10年左右时间。

将黑色废料转化为绿色建材

“全国大宗工业固废年产生量超35亿吨，历史堆存量近600亿吨。”程福安说，综合利用率不高、产业链条不完整等是困扰行业多年的痛点，也是产业一线的科研课题。

面对这一实际，程福安带领的粉体工程技术与装备团队迎难而上，从冶金矿渣入手，先后突破粉磨动力学、智能化控制等技术难题，开发出矿渣资源化成套工艺技术与装备，率先在沙钢、太钢、莱钢等多家大型钢铁企业应用。

面对煤基固废体量巨大，难以实现大规模、高质量利用的难题，程福安带领团队扎根煤炭资源密集区，深入一线，坚持从企业实际需求出发开展攻关。

历时多年，团队成功研发出钢渣高值低碳化综合利用技术、煤基固废制备低碳建筑材料系列关键技术，形成成套工艺，能够将钢铁废渣以及煤炭开采、燃烧产生的废弃物加工成低碳建筑材料，以科技之力“变废为宝”，将黑色废料转化为绿色建材，实现资源循环利用。

“工艺突破后，核心装备攻关又摆在面前。”一名团队成员表示，团队在高压辊式磨机领域攻坚克难，将原有立磨二级粉磨机制升级为一级粉磨机制，粉磨效率提升50%以上，单位能耗降低12%，单位产品投资下降30%。

2025年，这项核心装备技术成功应用于内蒙古包钢冶金固废资源化项目，团队签署了价值1.089亿元的科研合同。

企业验证技术实力

采访中，记者跟随团队成员来到冷试平台。“另外，得再做冷态流动性试验，看看粉末的流动性行不行。”团队成员宋强说，这一步做完后，样品会被送到半工业化热态基地验证，后续环节都跑通了才能搬上企业的生产线。

“每一步的推进都很难。比如产业化环节，得到‘出题’合作企业的认可是关键。”宋强回忆，曾经和一家企业合作钢渣转化相关项目时，团队完成小试、提交结果后，合作企业却一直存疑。

为了打消合作企业的疑虑，团队提出在企业的化验室里对提供的原料独立开展复核试验。结果出来，优于团队的小试数据。后续项目推进到中试阶段，整条中试线的原料调配、样品采集、指标检测全由合作企业的管理人员和工程技术人员独立操作完成。最终，合作企业对中试成果非常满意。正是基于这一系列独立验证的可靠数据，合作企业才下定决心投资建设示范线。

信任建立起来后，相关技术在神木、韩城、黄陵三地先后落地。位于神木的全国首条煤基固废制备云砼石示范线年消纳固废60万吨，可产出云砼石60万立方米。韩城煤矸石绿色无害化综合处置示范线日消纳煤矸石100吨，年产微晶玉石90万平方米。黄陵陶粒生产线采用烧结法工艺，将煤矸石转化为超轻高强陶粒，可年产43.2万立方米。

三套拥有自主知识产权的全要素工艺包也随之成形：煤矸石制备微晶玻璃，配料中煤矸石掺量在70%以上，产出的微晶玉石耐磨、耐酸碱，适配装饰板材与工业板材；粉煤灰制备云砼石，作为轻质高强骨料替代天然石子，强度高、耐久性好、保温隔热，比天然骨料减重1/3，可用于节能保温工程、装配式建筑；煤矸石烧结陶粒，创新产出的超轻陶粒和高强陶粒隔热保温、抗震性能优，可加工成为钻井岩屑陶粒支撑剂。

企业与团队之间的信任一步步建立起来。

在陕西“高校+企业”合作落地转化的实践中，来自生产一线的工业固废蜕变为绿色建材，实现了固废资源化技术从“实验室样机”到“工业化产能”的跨越。在此过程中，程福安团队掌握了一批拥有自主知识产权、市场前景广阔的绿色建材成套技术。

“生产一线有需求，企业‘出题’，科研人员‘解题’，研究成果应用到生产一线。在我看来，这就是用行动将论文写在祖国大地上。”程福安说。