成果介绍:
大宗固体废弃物处理处置是我国环境资源管理的重要组成部分,《“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》指出,2025年大宗固废综合利用率需达到60%,煤矸石、粉煤灰等重点品类利用率超过70%;并将推动工业副产石膏、赤泥等低利用率固废的技术攻关作为重点任务。固体废弃物资源在建筑与基础设施建设、农业与土壤改良和高附加值产品转化等领域应用已经初具规模,固废资源化将向“多源固废协同处理、以废治废、技术集成化”方向发展,成为实现“双碳”目标与循环经济的关键支撑。
多源大宗固体废弃物资源利用存在以下问题:(1)利用率低:建筑垃圾、赤泥、工业副产石膏的利用率仍远远低于60%;(2)工艺复杂:建筑垃圾的破碎筛分、赤泥的有价金属提取工艺复杂;(3)处置成本高:基于处置所需的工业原材料和人工成本以及能源消耗,造成处置成本高;(4)二次污染:赤泥经有价金属提取后产生残渣,降碱或脱碱处理后一般会引入有害离子,造成二次堆存。
中原工学院研发的多源大宗固废无残渣低碳利用技术,提出了一种高碱性氧化铝赤泥固碳的方法,通过赤泥中赋存的高碱性与磷酸氢氨反应得到的氨气固定吸收二氧化碳,并获取可用于农业生产的碳酸氢铵和新型建筑材料的含磷赤泥残渣,在达到“以废治废”目的同时,实现真正的工业固体废弃物资源化和“绿色生产”。然后,利用固碳赤泥和工业副产石膏作为激发剂,以具有潜在活性建筑垃圾超细粉和粉煤灰作为地聚物前驱体,将建筑垃圾作为粗细骨料,制备出力学性能满足乡村公路路面、河道护坡和绿化植生要求的再生混凝土和透水植生混凝土。基于上述工艺,实现大宗固废氧化铝赤泥、工业副产石膏和建筑垃圾的无残渣高附加值资源利用。
图1 赤泥固碳技术
潜在应用:
目前该技术已应用于小交通量农村公路工程。该技术在路缘石、河道边坡工程、公园透水路面、停车场植生路面和海绵城市透水滤芯等工程中仍存在推广空间。
技术优势:
1.该技术可以实现多源固废无残渣利用;
2.该技术具有一定的固碳效果;
3.产品具有全固废特色,其力学性能、透水性和植生性能良好,具有良好的环境效应;
4.该技术的推广应用,能够有效促进氧化铝和建筑材料生产企业的可持续发展;
5.该技术成本低、能耗低,易于后期推广。
知识产权:
1.发明专利,高碱性氧化铝赤泥固碳的方法, ZL202011489290.2。
2.发明专利, 一种多功能逃生防火门, ZL201611205356.4。
3.发明专利, 建筑内装饰物编织装置, ZL201610047517.5。
4.软件著作权, 水泥硬化浆体孔结构定量计算软件V1.0, 2022SR0593485。
5.软件著作权, 一种碱激发胶凝材料微纳结构定量分析系统V1.0, 2023SR0809044。
6.学术专著, 赤泥磷酸镁水泥及其修补砂浆结构与性能研究[M]. 黄河水利出版社, 2023。
合作模式:
产学研项目合作、共建科研平台、知识产权许可、转让、作价入股等方式。