鹤壁市镁矿废弃物治理与低碳利用工程技术研究中心是鹤壁市级科技创新平台,依托河南理工大学鹤壁工程技术学院建设、河南人邦科技股份有限公司协同共建,主管单位为鹤壁市科学技术局。平台紧扣鹤壁镁产业资源禀赋与绿色低碳发展需求,聚焦镁冶炼固废、尾矿、废气废水综合治理与资源化低碳利用,打通“研发—中试—产业化”全链条,服务区域镁产业转型升级、无废城市建设与“双碳”战略落地。
一、建设背景
鹤壁是全国核心金属镁加工基地,镁粉、镁粒产量占全国70%以上,冶镁白云岩探明储量3.32亿吨。行业快速发展同步产生海量镁还原渣、白云石尾矿、冶炼废水废气等废弃物,每吨金属镁产生8—10吨镁渣,固废堆存带来土壤、水体、大气多重污染,高耗能、高排放短板制约行业发展,大量落后产能因环保、能耗约束逐步退出,产业可持续发展面临瓶颈。当前国内镁矿废弃物低碳资源化技术整体起步较晚,缺少成套成熟处置与高值利用工艺,鹤壁本地企业存在技术供给缺口。在此背景下,平台立足区域产业痛点,以循环经济、无废发展为核心定位,围绕镁固废无害化处置、低碳高值转化开展技术攻关,兼顾生态治理、产业提质、地方经济增收三重目标,既是落实绿色低碳循环发展经济体系、支撑“双碳”目标的重要载体,也是破解本地镁产业污染难题、完善镁循环产业链、培育区域绿色新质生产力的关键科研支撑平台。
二、核心研究方向
平台围绕镁矿废弃物全生命周期治理与梯级低碳利用搭建完整技术研究体系,核心研究方向分为五大板块:
1.镁还原渣、白云石尾矿无害化稳定化处理技术,消除重金属、有机酸污染风险;
2.镁基固废高值资源化制备新型建材、陶瓷滤料、复合掺合料等低碳新材料;
3.镁冶炼废气、废水协同净化与余热低碳回收技术;
4.镁矿固废综合利用相关标准、检测方法体系构建;
5.固废资源化成套工艺中试放大、产业化落地与成果转化推广。研究全程坚持减量化、无害化、低碳化思路,形成“源头管控—智能分选—高效转化—精深加工—运维管控”完整技术链条,打造可复制的镁产业固废综合治理示范模式。
三、现有科研团队
平台实行管委会、技术委员会双重专家支撑+专职工作班子运行架构,组建跨高校、科研院所、行业企业复合型研发队伍,总成员30余人。
1.技术委员会。汇聚天津城建大学、郑州大学、中原工学院、省级建材检测研究院等高校、权威机构资深教授、正高级工程师,为技术路线、项目立项提供顶层专家论证。
2.专职研发管理团队。以河南理工大学鹤壁工程技术学院博士、硕士骨干教师为核心,设中心主任、副主任统筹运营,分标准化、研发、信息、检测四大部门,配备材料、土木、环境、检测、财务专职人员,覆盖研发试验、检测分析、标准编制、校企对接、成果转化全流程。
3.产业技术人才。吸纳建材龙头企业工程师、本地住建行业技术人员参与中试与现场工程应用,实现理论研发与产业实践深度融合。团队学历、职称结构均衡,兼具基础理论研究、工程中试、标准制定、产业化推广多元能力。
四、场地与仪器设备条件
平台拥有校内专属实验室,仪器设备规划总投入600万元,配置矿物成分、微观结构、热学、力学、环保性能分析高端检测设备:X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、扫描电镜、电感耦合等离子体质谱仪、氮吸附比表面积分析仪、热重分析仪、导热系数测试仪、电子万能试验机等全套表征设备,可完成镁渣、尾矿矿物相、元素、微观形貌、热稳定性、力学强度全指标检测,满足新材料研发、固废污染风险评估、产品质量检测需求。校企双方现有各类试验设备合计超500台套,硬件条件覆盖镁固废研发全试验场景。
五、已开展科研工作
1.核心项目攻关。完成《镁矿废弃物气渣协同制备镁基建材》课题研发;启动高钙镁尾矿制备陶瓷滤料在研项目,持续推进工艺优化。
2.知识产权与标准。获批2项镁尾矿掺合料国家发明专利,牵头申报河南省团体标准《建筑用相变微胶囊包覆率测试方法》并完成立项;完成省住建厅科技计划《石膏基轻质保温砂浆》研究。
3.校企产学研协同。与鹤壁本地镁冶炼企业、河南人邦科技深度合作,开展镁固废建材产业化中试,推进技术落地转化。
4.平台基础建设。2024年完成平台整体组建,设备采购、安装调试有序推进;搭建开放共享试验平台,面向行业企业提供检测、技术咨询服务;常态化开展行业技术交流、人才联合培养活动。
六、预期建设成效
短期成效(近3—5年)
1.技术成果。持续产出发明专利、学术论文、省级行业标准,形成成套镁固废低碳利用工艺;完成多项新技术、新产品迭代,申报省级工程技术研究中心。
2.产业价值。实现鹤壁本地镁渣、白云石尾矿规模化消纳,降低固废堆存污染,减少建材原生矿产开采,降低产业碳排放,培育镁循环经济细分产业。
3.人才与服务。稳定培育固废资源化复合型技术人才,面向全市镁企提供技术诊断、中试、检测公共服务,建成区域镁废弃物技术服务枢纽。
长期成效(5年以上)
形成完整的镁矿废弃物低碳利用理论与成套装备体系,打造可全国复制的产业示范模式;平台辐射全省、面向全国输出技术方案,成为国内镁基固废治理与循环利用核心研发、成果转化高地,助力我国镁产业绿色低碳高质量发展,服务“无废城市”、生态文明建设长远战略。
