在循環經濟與可持續發展理念日益深入人心的今天,固體廢棄物的資源化利用已成為全球關注的焦點。其中,城市生活垃圾焚燒后產生的飛灰,因其含有重金屬、二噁英等有害物質,處置不當將對環境構成嚴重威脅,其安全化與資源化利用是世界性難題。我國科研團隊在“飛灰制備巖棉資源化技術與裝備”領域取得重大突破,整體技術及裝備水平已達到國際先進,為這一難題的解決提供了高效、環保的創新路徑,標志著我國在固廢資源再生利用技術研發方面邁上了新的臺階。
技術原理與核心突破
飛灰制備巖棉技術,其核心在于將富含硅、鋁、鈣等氧化物的飛灰,經過嚴格的安全預處理(如穩定化、解毒化),與適量的輔料(如玄武巖、礦渣等)科學配伍,在高溫熔爐中熔融成均勻的玻璃態熔體。通過先進的離心成纖或噴吹成纖技術,將熔體制備成無機纖維——巖棉。該技術不僅實現了飛灰中重金屬的有效固化與穩定化(使其浸出毒性遠低于國家標準),將二噁英等有機污染物在高溫下徹底分解,更關鍵的是,將原本需要填埋的危險廢物,轉化為具有高附加值的防火、保溫、吸聲建筑隔熱材料——巖棉產品。
本次達到國際先進水平的技術體系,其突破主要體現在:
- 高效協同解毒與熔融技術:開發了飛灰預處理與高溫熔融協同的高效解毒工藝,確保了飛灰中有害成分在進入熔爐前及熔融過程中得到最大程度的去除與穩定,產品環境安全性達到國際嚴苛標準。
- 智能化熔制與成纖裝備:研發了適應飛灰物料特性的專用高溫熔爐,實現了熔制過程的精準控溫與高效節能;成纖裝備的精細化、智能化控制,保障了巖棉纖維的直徑、長度及分布達到優質巖棉產品要求,力學性能和保溫性能優異。
- 全流程污染控制技術:配套開發了從煙氣凈化(脫酸、除塵、脫硝、二噁英再合成抑制)、廢水處理到噪聲控制的整套環保技術,實現了生產過程的近零排放,環境效益顯著。
- 原料適應性廣與產品多元化:該技術對飛灰成分波動具有一定的適應性,并能通過配方調整,生產出適用于不同建筑領域和市場需求的巖棉產品,提升了技術的經濟性和市場競爭力。
資源再生利用的重大意義
此項技術的成熟與裝備的先進化,具有多重深遠意義:
- 環境效益:從根本上解決了飛灰填埋占地、潛在污染風險的問題,實現了危險廢物的“減法”與資源產品的“加法”,是“無廢城市”建設的有力支撐。
- 資源效益:將廢棄物轉化為寶貴的礦產資源替代品,減少了對原生礦產(如玄武巖)的開采依賴,節約了自然資源,完美詮釋了“變廢為寶”的循環經濟內涵。
- 經濟效益:為垃圾焚燒發電廠等產灰單位降低了昂貴的飛灰處置成本,同時創造了新的綠色建材產品價值鏈,形成了新的經濟增長點。
- 社會與行業效益:推動了環保產業與建材產業的深度融合與升級,提升了我國在固廢高值化利用領域的國際話語權和核心競爭力,為全球同類廢物的治理提供了“中國方案”。
展望未來
“飛灰制備巖棉資源化技術與裝備”達到國際先進水平,是我國資源再生利用技術研發征程中的一個重要里程碑。技術的進一步優化方向包括:持續提升能源利用效率、降低生產成本;深化巖棉產品在高端建筑和工業領域的應用研究;探索飛灰與其他固廢協同處置制備更高性能材料的可能性;并推動相關標準體系的完善與產業化規模的進一步擴大。
可以預見,隨著這項技術的推廣應用,不僅將有力促進我國生態環境保護與循環經濟高質量發展,也將為全球可持續發展和應對氣候變化貢獻重要的科技力量。從有害飛灰到綠色巖棉的蛻變之路,正清晰地展示出科技創新驅動綠色轉型的強大動力與無限可能。