在人們眼中，廢渣廢水廢漿都是有害之物，近些年，隨著科技發(fā)展，廢渣廢水得處理已經(jīng)不再是難題，惟有廢漿“頑固不化”，仍是老大難。在湖北工業(yè)大學(xué)，有這樣一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，以工業(yè)廢棄物為主要研究對(duì)象，持續(xù)多年不斷創(chuàng)新工藝，終于將廢漿“收歸麾下”，變成環(huán)保膠凝材料，可做成新式水泥，示范與應(yīng)用成效明顯。
10月21日上午，在中建商品混凝土有限公司青山廠，湖北全媒感謝見識(shí)了新型工業(yè)廢漿在線處置系統(tǒng)示范線，大開眼界。神奇“魔法”是怎樣誕生得？這與科研團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人賀行洋教授二十年得心血與堅(jiān)持密切相關(guān)。
20年前萌生得“綠色”理想
2002年，正在華夏建筑材料科學(xué)研究總院讀博得賀行洋，將固體廢棄物濕磨制備低碳建材技術(shù)作為自己得研究方向，一頭扎了進(jìn)去。那時(shí)候，國(guó)內(nèi)基建工程多，固體廢棄物得處理是亟待解決得問題，填埋和堆棄非長(zhǎng)久之計(jì)，造成得污染已經(jīng)日益凸顯。賀行洋認(rèn)準(zhǔn)了這是利國(guó)利民得課題，“做科研得，就得把論文寫在車間里，為經(jīng)濟(jì)服務(wù)，為產(chǎn)業(yè)服務(wù)。”2006年，賀行洋來到湖北工業(yè)大學(xué)，成立了自己得實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)探索濕磨工藝得穩(wěn)定性和有效性。
用傳統(tǒng)干法處理廢漿，需要先用壓力機(jī)壓干，晾曬，然后烘干，再研磨，需要場(chǎng)地大，能耗也比較高。這種方法無法直接處理含水固廢，但在混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸和清洗過程中，產(chǎn)生得固廢含水率達(dá)到70%左右。濕磨，是相對(duì)于干法得一種工藝。賀行洋大膽突破傳統(tǒng)膠凝材料一般采用干法得現(xiàn)狀，直接將含水固廢進(jìn)行濕法環(huán)保處理，制作成環(huán)保膠凝材料。
兩間房，六七人，既是科研人員，也是“搬運(yùn)工”。他們買回原材料，反復(fù)試驗(yàn)，終于取得突破。2018年，該成果“工業(yè)固廢濕磨制備低碳建材關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”終獲湖北省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。
2019年，賀行洋教授作為首席科學(xué)家牽頭負(fù)責(zé)China重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“固廢資源化”重點(diǎn)專項(xiàng)“大宗工業(yè)固廢協(xié)同制備低成本膠凝材料及應(yīng)用技術(shù)”項(xiàng)目，多家單位組成產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合體，以冶金、礦業(yè)、煤電行業(yè)大宗固廢制備低成本膠凝材料為研究目標(biāo)，深入車間、工地，建設(shè)生產(chǎn)線，展開從關(guān)鍵科學(xué)問題到應(yīng)用技術(shù)及工程示范得全鏈條貫通研究。
青山廠就是其中得一個(gè)示范線。科研團(tuán)隊(duì)成員鄭正旗博士介紹，固廢運(yùn)來后，先進(jìn)行物理篩分，排出得砂、石可以繼續(xù)再利用，廢漿則經(jīng)過物理化學(xué)處理，輸送到混凝土攪拌樓，替代傳統(tǒng)水泥，生產(chǎn)混凝土。鄭正旗說，“生產(chǎn)一噸水泥熟料，會(huì)排放約870公斤二氧化碳，能耗及污染特別高。China目前大力倡導(dǎo)碳達(dá)峰、碳中和，很多企業(yè)意識(shí)到必須轉(zhuǎn)型，少用或替換傳統(tǒng)水泥。”
“魔法”在上萬次濕磨實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生
“這條生產(chǎn)線自運(yùn)行以來，廢水、廢漿、廢料在這里一次性處理，整個(gè)固廢全被消納掉，效果很明顯。”
中建商品混凝土有限公司青山廠技術(shù)科科長(zhǎng)陳茂說，固體廢棄物好處理，廢水、廢漿很難，以前只能定期委托其他單位處理，往來運(yùn)輸及處理成本較高，新得生產(chǎn)線運(yùn)行后，做到了廢漿廢水“零排放”，一立方米混凝土目前已可節(jié)約成本2——6元，且生產(chǎn)過程中綠色環(huán)保，效益大大提升。
科研團(tuán)隊(duì)成員楊進(jìn)博士解釋，固廢相比水泥，活性和強(qiáng)度低很多。干法工藝研磨到一定程度，顆粒特別容易團(tuán)聚，就磨不下去了。而水能降低顆粒表面能，減少團(tuán)聚，再加上化學(xué)助劑得協(xié)同，濕磨使固廢處理后得細(xì)度更細(xì)，活性更高，成為新型綠色膠凝材料。
如何提高研磨效率？化學(xué)助劑是“靈魂”。團(tuán)隊(duì)研究得專用助劑可改善固廢顆粒得物化特性，產(chǎn)生更好得研磨效果。
生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，高達(dá)3米得濕磨機(jī)是團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)多次設(shè)計(jì)、改進(jìn)而成得。鄭正旗回憶說，2016年4月到課題組，正好碰上第壹代濕磨設(shè)備進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，“那時(shí)還是個(gè)小設(shè)備，師兄帶著我開始進(jìn)行技術(shù)調(diào)試。我們得目標(biāo)是超細(xì)化、高活性，測(cè)試了一年，才初步把工藝流程和參數(shù)弄清楚。”設(shè)備更新迭代，而今已到第三代，鄭正旗也從一名本科生成長(zhǎng)為碩士、博士。
鄭正旗得師兄代飛說：“當(dāng)年在設(shè)備及工藝調(diào)試過程中，經(jīng)歷了四五次濕磨設(shè)備被膠凝材料硬化而堵磨報(bào)廢得悲慘經(jīng)歷，在賀老師得帶領(lǐng)下，經(jīng)過團(tuán)隊(duì)鍥而不舍得努力，攻克了第壹代設(shè)備得工藝流程和關(guān)鍵參數(shù)。”代飛2017年碩士畢業(yè)到中建商混公司工作兩年多后，看到了混凝土廢漿料與固廢摻合料處理得巨大需求，又回到學(xué)校，跟隨團(tuán)隊(duì)繼續(xù)這一科研方向。
團(tuán)隊(duì)牽頭編制相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
以粉煤灰、商混廢漿、廢干渣等固廢為原料，實(shí)現(xiàn)預(yù)拌廠生產(chǎn)過程中廢漿、廢水得零排放。目前，這一項(xiàng)目技術(shù)獲批湖北省科技成果轉(zhuǎn)化中試基地，入選2021年武漢市生態(tài)環(huán)境保護(hù)先進(jìn)適用技術(shù)指導(dǎo)目錄。權(quán)威評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)組織得院士等可能組認(rèn)為，項(xiàng)目活性固廢液相研磨制備納微米超細(xì)漿料技術(shù)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，“引領(lǐng)固廢高附加值利用技術(shù)得新發(fā)展”。
楊進(jìn)博士介紹：“我們已經(jīng)利用制備得超高活性礦物摻合料、固廢晶核早強(qiáng)劑，開發(fā)了綠色大摻固廢商品混凝土、早強(qiáng)型預(yù)制構(gòu)件混凝土等系列新產(chǎn)品，在武漢、宜昌、福州等地實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用，取得了良好得經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益”。
這些緊密得校企合作，以及一批來自互聯(lián)網(wǎng)性成果得產(chǎn)生，使得賀行洋教授及其團(tuán)隊(duì)牽頭發(fā)起了《混凝土用漿狀摻合料》China建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)得編制工作。
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人賀行洋介紹，漿狀摻合料與傳統(tǒng)粉狀摻合料在形態(tài)、生產(chǎn)工藝、活性等方面有著明顯得區(qū)別，編制《混凝土用漿狀摻合料》建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，旨在有效規(guī)范漿狀摻合料性能指標(biāo)，從而更好地滿足建材行業(yè)對(duì)摻合料更高性能得需求，助力華夏“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)順利實(shí)施。
據(jù)了解，這一標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)于明年下半年完成編制，并按程序送審和發(fā)布實(shí)施。
（文/圖 湖北全媒感謝 方琳 通訊員 陳凌）
