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2023年10月21日下午和22日上午，第五屆全國固廢處理與生態(tài)材料學(xué)術(shù)與技術(shù)交流會14個分會場如期同步進行。煤基固廢的利用是我國當(dāng)前煤炭行業(yè)“碳中和，碳減排”的重要方向。煤基固廢分會場共進行了20個報告，共7個邀請報告，對煤基固廢資源化利用的前沿進展和瓶頸問題進行了充分的交流和討論。
煤基固廢分會場現(xiàn)場
中國礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院鄧久帥院長、教授主持了該論壇的開場報告會。他闡述了煤炭作為一次能源在我國能源結(jié)構(gòu)中擁有的重要戰(zhàn)略地位和壓艙石作用，以及煤基固廢資源化利用對于煤炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大意義和作用。
重慶大學(xué)王智教授帶來的邀請報告題目為《粉煤灰定義及其對資源化利用的影響》，詳細介紹了粉煤灰的來源、煤中無機礦物形成粉煤灰的過程、燃煤固廢副產(chǎn)粉煤灰的種類及區(qū)別、粉煤灰的形貌結(jié)構(gòu)和基本物理化學(xué)性質(zhì)等等。強調(diào)了研究粉煤灰定義的必要性和意義、粉煤灰建材化利用的三大效應(yīng)——活性、形態(tài)和微集料效應(yīng)、影響粉煤灰基本性質(zhì)的主要因素等等。最后特別分享了考察燃煤電廠固廢需關(guān)注的技術(shù)問題。
吉林大學(xué)魏存弟教授的邀請報告題目為《煤基固廢資源化利用研究與產(chǎn)業(yè)化實踐》，魏教授深入產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，從高鋁粉煤灰提取氧化鋁、高鋁煤基固廢電熱還原法生產(chǎn)硅鋁新材料、煤氣化渣資源化利用三個模塊詳細介紹了研究機理、成果轉(zhuǎn)化、工業(yè)路徑、產(chǎn)能及成本優(yōu)勢等。
德州學(xué)院翟冠杰教授帶來的邀請報告題目是《粉煤灰(基)地聚物水泥》，翟教授首先介紹了地質(zhì)聚合物的概念和起源、推動地聚物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要意義和必要性。接著詳細介紹了粉煤灰地聚物生產(chǎn)的核心技術(shù)路線和理念，并對粉煤灰的基本物理化學(xué)性質(zhì)、活性激發(fā)以及地聚物反應(yīng)機理和強度形成過程進行了詳細介紹。最后報告了相關(guān)的成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合情況。
北京科技大學(xué)李宇教授報告題目為《利用煤基固廢制備陶粒骨料并副產(chǎn)預(yù)熱蒸汽的技術(shù)基礎(chǔ)研究》，詳解介紹了所研究技術(shù)的背景和特色，重點展示了固廢利用的新技術(shù)和新裝備等突破技術(shù)經(jīng)濟性瓶頸的辦法，并結(jié)合最新實驗結(jié)果和產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)報告了技術(shù)現(xiàn)狀和項目落地情況。
寧夏大學(xué)武立波副教授報告題目為《煤基固廢改良黃土的力學(xué)特性與凍融性能》，報告首先介紹了研究的背景和意義，展示了黃土資源的基本性質(zhì)和性能指標(biāo)，分別討論了煤矸石/煤氣化渣改良黃土的各項力學(xué)性能、抗凍融性能及對比。提出了不同煤基固廢改良黃土的各項差異及最優(yōu)配比。
西安建筑科技大學(xué)朱志清老師的報告題目為《油頁巖固廢的高效處理及其在道路建設(shè)中的應(yīng)用研究》。目前美國是油頁巖資源最豐富的國家，而中國已探明的油頁巖資源儲量位居世界第四，開發(fā)利用逐年發(fā)展。報告主要側(cè)重講了油頁巖固廢在道路基層和路基方面的應(yīng)用研究。研究為解決當(dāng)?shù)氐挠晚搸r固廢堆積問題提供了一種高效的消耗處理方案，并評估了其在道路建設(shè)中具有一定的應(yīng)用潛力，也驗證了該固廢作為一般的路用材料的可行性，緩解了砂石材料緊缺的現(xiàn)狀，帶來一定的社會和環(huán)境效益。
西安建筑科技大學(xué)張大旺副教授的報告題目為《堿激發(fā)粉煤灰耐高溫性研究與調(diào)控》。報告介紹了堿激發(fā)材料作為耐高溫材料的特殊用途，尤其是堿激發(fā)材料耐高溫性能的調(diào)控。提出并解決了兩個關(guān)鍵的科學(xué)問題——如何實現(xiàn)高溫性能的控制以及如何實現(xiàn)耐高溫性能的優(yōu)化與調(diào)控，并通過實驗闡述了經(jīng)過高溫處理后堿激發(fā)材料結(jié)構(gòu)的演變特征。
中國礦業(yè)大學(xué)(北京)蘇佩東老師的報告題目為《MICP處理粉煤灰在路基材料和負碳填充過程中的研究應(yīng)用》，報告從粉煤灰資源的背景、MICP處理粉煤灰的性能分析、MICP-粉煤灰在負碳填充上的應(yīng)用三個方面展開。結(jié)果表明，在MICP處理中加入粉煤灰可以顯著提高產(chǎn)品的力學(xué)性能，增加粘結(jié)力，減小摩擦角。MICP過程中產(chǎn)生的碳酸鈣在生產(chǎn)高力學(xué)強度的產(chǎn)品中起著至關(guān)重要的作用。環(huán)境效應(yīng)檢測也表明MICP處理的產(chǎn)品對環(huán)境是安全的。在礦坑修復(fù)和邊坡材料領(lǐng)域有極大的應(yīng)用潛力。最后蘇佩東老師還特別介紹了近期在MICP-粉煤灰負碳填充方面進行的科研探索。
深圳大學(xué)助理教授呂樂陽老師的報告題目為《基于粉煤灰漂珠的混凝土自修復(fù)機制的開發(fā)及性能研究》，從濱海地區(qū)的實際情況出發(fā)，介紹了濱海混凝土材料劣化的突出問題。報告介紹了濱海混凝土劣化的原因及危害、混凝土自修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，由此提出了漂珠基自修復(fù)骨料的研究和混凝土自修復(fù)性能的分析結(jié)果。最后分享了相關(guān)技術(shù)的工程示范。
遼寧工程技術(shù)大學(xué)張童老師的報告題目為《煤矸砂混凝土力學(xué)及環(huán)境性能評價研究》。報告提出了煤矸石的固廢資源化利用背景，介紹了煤矸砂材料的基本物理化學(xué)性質(zhì)。對煤矸砂混凝土的力學(xué)性能進行了詳細展示。最后交流了基于LCA的煤矸砂混凝土環(huán)境性能評價的結(jié)果，并提出了更優(yōu)化的評價辦法。
西安建筑科技大學(xué)的李輝教授的邀請報告題目為《煤矸石資源化利用的策略與實踐》，細致介紹了煤基固廢資源化利用的策略、活化煅燒粘土質(zhì)高鋁煤矸石的資源化利用途徑和方法、利用高硅高鈣煤矸石制備輕質(zhì)高強陶粒、煤礦充填動水環(huán)境下用注漿材料技術(shù)。提煉出了“因地制宜，以廢制材，材盡其性，順性而為”的十六字方針，“寓精于廢，廢要成材，材要成器，器要好用”的努力目標(biāo)。
河南理工大學(xué)管學(xué)茂教授帶來的邀請報告題目為《煤矸石礦用材料研究與應(yīng)用》，報告介紹了煤矸石的排放與利用現(xiàn)狀，煤矸石基充填材料的配合比設(shè)計、性能優(yōu)化，針對不同礦區(qū)的工業(yè)實際生產(chǎn)的原料及流程優(yōu)化適配。突出介紹了煤矸石3D打印材料的設(shè)計，針對3D打印應(yīng)用的流動性和流變學(xué)研究。最后展示了煤矸石透水混凝土材料的配合比設(shè)計及在礦區(qū)的現(xiàn)場應(yīng)用情況。
北京低碳清潔能源研究院張棟教授級高工的邀請報告題目為《煤基固廢資源化利用技術(shù)》，對北京低碳清潔能源研究院及固廢研發(fā)團隊做了簡介，整體介紹了低碳院在煤基固廢方面的研究進展及成果轉(zhuǎn)化和固廢利用標(biāo)準(zhǔn)編制及參編情況。
遼寧工程技術(shù)大學(xué)周梅教授的邀請報告題目為《多元煤基固廢協(xié)同制備地聚物注漿材料設(shè)計、水化機理與流變性能調(diào)控》，以注漿工程性能需求為導(dǎo)向，選擇煤矸石為主要原料，針對其膠凝活性低的特點制備地聚物注漿材料。介紹了煤矸石改性與活性激發(fā)機制的方法，提出了煤基固廢理化特性不確定性的模糊控制理論與方法和煤基固廢地聚物注漿材料制備與應(yīng)用技術(shù)。
內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)石東升教授的報告題目為《火電廠燃煤爐渣微粉混凝土力學(xué)性能研究》，內(nèi)蒙古自治區(qū)是我國能源大省，總?cè)济籂t渣年產(chǎn)量保守估計超1200萬噸。石教授結(jié)合內(nèi)蒙古實際情況，介紹了當(dāng)?shù)貭t渣資源的基本物理化學(xué)性質(zhì)。研究了燃煤爐渣微粉混凝土配合比設(shè)計、力學(xué)性能發(fā)展，并與粉煤灰/硅灰進行了橫向?qū)Ρ取?br />
湖南大學(xué)葛瀟楠副研究員的報告題目為《粉煤灰差異性和養(yǎng)護時間對粉煤灰基地聚物性能的影響規(guī)律》，介紹了地質(zhì)聚合物的基本性能特點、反應(yīng)機理，粉煤灰物理化學(xué)性質(zhì)的地域性差異、粉煤灰基地質(zhì)聚合物的特點、反應(yīng)機理、粉煤灰在聚合反應(yīng)中的作用。展示了不同粉煤灰的表征、對比。重點介紹了粉煤灰基地質(zhì)聚合物宏觀力學(xué)性能和微觀特性的各項關(guān)系。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)張歡副教授的報告題目為《煤矸石骨料混凝土收縮預(yù)測模型》，報告提出新型城鎮(zhèn)化面臨的天然砂石短缺的問題以及煤炭生產(chǎn)面臨的煤矸石產(chǎn)量大、利用水平低的情況，在此背景下提出了煤矸石骨料混凝土的研究方向。張歡副教授接受啊了煤矸石骨料的形貌特征和基本物理化學(xué)性質(zhì)，在混凝土體系中的的性能表現(xiàn)，提出流動性保持、變形性能影響、收縮發(fā)展趨勢三個關(guān)鍵問題，詳細報告了高吸附性的煤矸石骨料配合比設(shè)計、考慮煤矸石骨料低剛度的彈性模量預(yù)測模型、考慮煤矸石骨料高吸附性與低剛度的煤矸石骨料混凝土收縮發(fā)展模型。
河北工程大學(xué)李神勇副教授的報告題目為《煤型戰(zhàn)略關(guān)鍵金屬元素特性及資源化利用》。稀有、稀散、稀土和稀貴等戰(zhàn)略性關(guān)鍵元素是用于國民經(jīng)濟和軍事國防中的重要原料，煤炭和煤灰中伴生關(guān)鍵元素資源有望成為兼具可循環(huán)利用和環(huán)境保護雙重價值的新型理想替代資源。報告詳細介紹了關(guān)鍵微量元素的物理化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用、煤型微量元素的研究方法、煤中關(guān)鍵微量元素的分布與利用、煤型關(guān)鍵微量元素的分離提取。
西安建筑科技大學(xué)張路老師的報告題目為《CO2養(yǎng)護鎂渣混凝土的制備及力學(xué)性能的研究》。我國是全球最大的鎂生產(chǎn)和消費國之一，且鎂礦儲量世界第二。鎂渣是高鈣富硅有鎂體系，具有很大的碳化潛力，且鎂渣小顆粒具有優(yōu)良保水性能并具有一定活性和水化能力。在此基礎(chǔ)上，張老師詳細介紹了碳養(yǎng)護鎂渣混凝土的制備、微觀結(jié)構(gòu)、各項力學(xué)性能和耐久性。
安徽工業(yè)大學(xué)葛雪祥老師的報告題目為《燃煤爐渣制備尖晶石微晶泡沫陶瓷及其成孔機理研究》。燃煤爐渣和脫硫石膏、粉煤灰一樣是燃煤電廠的主要副產(chǎn)品，爐渣產(chǎn)量約為粉煤灰的10%-20%，資源化利用率不足30%，具有顆粒粗、硬度低、組成復(fù)雜、吸水率高、疏松多孔、活性低等特征。盡管燃煤爐渣雜質(zhì)元素含量高、可塑性差，但化學(xué)組成與低鋁黏土相似，可用于制備發(fā)泡陶瓷。報告從發(fā)泡陶瓷的組成設(shè)計要求、燃煤爐渣發(fā)泡陶瓷的組成設(shè)計、燃煤爐渣發(fā)泡陶瓷的孔結(jié)構(gòu)調(diào)整三個方面進行了詳細闡述。
供稿人：武逸群
原標(biāo)題：煤基固廢專場交流活動成功舉辦——第五屆全國固廢處理與生態(tài)材料學(xué)術(shù)與技術(shù)交流會
