在皖北地区连绵的煤矸石山背后,隐藏着一个困扰我国煤炭主产区的环境难题。
作为煤炭开采伴生物,这些堆积如山的固体废弃物正以每年8亿吨的速度增长,全国累计存量已突破70亿吨。
长期露天堆存导致的扬尘污染、淋溶水渗透等问题,严重威胁着周边生态环境和居民健康。
面对这一严峻挑战,安徽师范大学碳中和工程研究中心的青年科研团队另辟蹊径。
团队负责人吴凡在调研中发现,煤矸石中富含的二氧化硅和氧化铝成分,恰恰是制造分子筛的核心原料。
分子筛作为重要的工业吸附剂和催化剂,在石油化工、环境保护等领域具有广泛应用,但传统生产工艺长期依赖高纯度化工原料。
经过三年技术攻关,团队创新性地开发出"耦合活化—绿色晶化"工艺体系。
该技术通过精准控制球磨细度、活化温度等关键参数,成功实现了煤矸石中硅铝元素的高效提取。
特别值得关注的是,团队研发的3D打印成型技术解决了分子筛产品结构稳定性难题,使其工业化应用成为可能。
技术突破带来的效益正在多个维度显现。
环境效益方面,经处理的煤矸石综合利用率达80%以上,每吨原料可减少二氧化碳排放1.2吨;经济效益方面,相比传统工艺降低生产成本约20%;产品性能方面,研发的CHA型分子筛在汽车尾气处理测试中,氮氧化物转化率较国家标准提升15个百分点。
目前,该团队已与淮北矿业、中国石化等企业建立深度合作。
在淮北桃园煤矿,首条中试生产线正在建设中,预计年处理煤矸石5万吨。
齐鲁石化技术专家评价指出,这项技术为破解"固废围城"困局提供了新思路,其"以废治废"的循环经济模式具有行业示范价值。
从“堆存治理”走向“资源再造”,煤矸石利用方式的升级,考验的不只是单点技术突破,更是对绿色发展理念、产业协同能力与长期投入机制的综合检验。
面向“双碳”目标与生态文明建设要求,固废问题既是环境治理的难点,也可能成为新质生产力培育的切入点。
让更多科研成果在真实场景中经得起验证、在产业链上形成闭环,才能把“绿色突围”写进更可持续的发展轨迹之中。