在窑街煤电集团有限公司的矿区，堆积着近百万吨页岩油半焦固废，已成为企业的“心头大患”。日前，中科院兰州化物所王爱勤研究员团队创新性地从矿物材料视角出发，开展了半焦利用的相关实验，通过煅烧、酸处理等工艺，获得了黏土矿物、碳复合材料和杂化材料用载体，为半焦高值化利用奠定了科研基础。
半焦是以油页岩为原料，运用低温干馏技术生产页岩油时产生的固体废弃物。窑街煤电集团有限公司总工程师袁崇亮介绍，企业从2010年开始生产页岩油，每年产生约60万吨半焦，早期半焦主要用于水泥厂熟料配料和发电厂燃料配煤，但用量有限，同时由于半焦的售价较低，仅为油页岩开采成本的15%左右，因此产业链也出现了严重的成本倒挂。
去年10月，针对窑街煤电集团有限公司的迫切需求，王爱勤团队启动了半焦增值利用新途径、新材料和新技术研究。今年1月，团队根据实验室研究结果，利用企业已建成的隧道窑，进行了4个系列108个样品的工业化可行性试验和生产线验证，达到预期结果。王爱勤介绍，半焦主要由无机氧化物和残余碳组分组成，通过不同温度煅烧处理，团队对半焦进行了综合利用验证。验证结果显示，半焦具有很好的隔热性能，高温时有发泡性能，同时还具备生产铁红无机颜料的前提。
“过去通常是从能源燃料的角度想办法将半焦‘吃干榨尽’，附加值非常有限，而从矿物材料的视角探索研究，为半焦的规模化增值利用提供了无限可能。”王爱勤说，从目前研究来看，半焦可用作土壤改良剂、复合保水剂、工业颜料、耐火材料、太阳能涂层等，同时能够用于解决沥青改性和失陷性路基问题。值得一提的是，科研人员还对半焦进行了转白实验，半焦“黑美人”变成“白美人”后，将广泛用作涂料添加剂。
目前，王爱勤团队已联合省内外相关领域高校、企业等科研力量，进行半焦高值化利用协同创新，未来通过构建半焦高值化利用产业链，帮助企业在消除半焦固废污染的同时，提升半焦利用的附加值，助推企业转型升级。
(责任编辑：张云文)
