在窯街煤電集團(tuán)有限公司的礦區(qū)，堆積著近百萬(wàn)噸頁(yè)巖油半焦固廢，已成為企業(yè)的“心頭大患”。日前，中科院蘭州化物所王愛(ài)勤研究員團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地從礦物材料視角出發(fā)，開(kāi)展了半焦利用的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)煅燒、酸處理等工藝，獲得了黏土礦物、碳復(fù)合材料和雜化材料用載體，為半焦高值化利用奠定了科研基礎(chǔ)。

 

    半焦是以油頁(yè)巖為原料，運(yùn)用低溫干餾技術(shù)生產(chǎn)頁(yè)巖油時(shí)產(chǎn)生的固體廢棄物。窯街煤電集團(tuán)有限公司總工程師袁崇亮介紹，企業(yè)從2010年開(kāi)始生產(chǎn)頁(yè)巖油，每年產(chǎn)生約60萬(wàn)噸半焦，早期半焦主要用于水泥廠熟料配料和發(fā)電廠燃料配煤，但用量有限，同時(shí)由于半焦的售價(jià)較低，僅為油頁(yè)巖開(kāi)采成本的15%左右，因此產(chǎn)業(yè)鏈也出現(xiàn)了嚴(yán)重的成本倒掛。

 

    去年10月，針對(duì)窯街煤電集團(tuán)有限公司的迫切需求，王愛(ài)勤團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了半焦增值利用新途徑、新材料和新技術(shù)研究。今年1月，團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果，利用企業(yè)已建成的隧道窯，進(jìn)行了4個(gè)系列108個(gè)樣品的工業(yè)化可行性試驗(yàn)和生產(chǎn)線驗(yàn)證，達(dá)到預(yù)期結(jié)果。王愛(ài)勤介紹，半焦主要由無(wú)機(jī)氧化物和殘余碳組分組成，通過(guò)不同溫度煅燒處理，團(tuán)隊(duì)對(duì)半焦進(jìn)行了綜合利用驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果顯示，半焦具有很好的隔熱性能，高溫時(shí)有發(fā)泡性能，同時(shí)還具備生產(chǎn)鐵紅無(wú)機(jī)顏料的前提。

 

    “過(guò)去通常是從能源燃料的角度想辦法將半焦‘吃干榨盡’，附加值非常有限，而從礦物材料的視角探索研究，為半焦的規(guī)模化增值利用提供了無(wú)限可能。”王愛(ài)勤說(shuō)，從目前研究來(lái)看，半焦可用作土壤改良劑、復(fù)合保水劑、工業(yè)顏料、耐火材料、太陽(yáng)能涂層等，同時(shí)能夠用于解決瀝青改性和失陷性路基問(wèn)題。值得一提的是，科研人員還對(duì)半焦進(jìn)行了轉(zhuǎn)白實(shí)驗(yàn)，半焦“黑美人”變成“白美人”后，將廣泛用作涂料添加劑。

 

    目前，王愛(ài)勤團(tuán)隊(duì)已聯(lián)合省內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域高校、企業(yè)等科研力量，進(jìn)行半焦高值化利用協(xié)同創(chuàng)新，未來(lái)通過(guò)構(gòu)建半焦高值化利用產(chǎn)業(yè)鏈，幫助企業(yè)在消除半焦固廢污染的同時(shí)，提升半焦利用的附加值，助推企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。