【正文】 （合作）單位 1． 昆明理工大學(xué) 2． 3． 主要研究 開發(fā) 內(nèi)容 （ 150字內(nèi)） 開發(fā) 以工業(yè)廢渣 粉煤灰、 磷渣、 尾礦 、 鑄造廢砂、 冶金 爐渣 為主要原料，經(jīng)過廢棄物處理與活化 ， 不用高溫?zé)Y(jié)而 在接近常溫條件下 生產(chǎn)性能優(yōu)良 、綠色環(huán)保 的 CBC 復(fù)合材料 工程化技術(shù) 。 進行技術(shù)集成和 工業(yè)試驗 ，建 設(shè) CBC 復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化示范工程 ， 并 進行產(chǎn)品的推廣應(yīng)用 。 預(yù)期主要成果形式 1論文論著 2研究報告 3新產(chǎn)品（或農(nóng)業(yè)新品種） 4新裝置 5新材料 6新工藝（新方法、新模式） 7計算機軟件 8其它 預(yù)期獲國內(nèi)外知識產(chǎn)權(quán)情況 申請發(fā)明專利 2項 總經(jīng)費 （萬元） 493 自籌 及其他 （萬元） 393 申請科技 經(jīng)費 （萬元） 100 6 123456 3 一、 項目 的 意義 和必要性 據(jù)最 新資料顯示，我國工業(yè)固體廢物年產(chǎn)生量已達 13 億噸，累計堆存量超過 80億噸，占地 7 億 m2，每年流失和浪費的固體廢棄物資源價值在 400 億元以上，嚴重污染環(huán)境，浪費資源。 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 (2020━ 2020 年 )重點領(lǐng)域之一的環(huán)境領(lǐng)域 優(yōu)先主題之一是“ 廢棄物資源化利用技術(shù)開發(fā) ” ；城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展領(lǐng)域的優(yōu)先主題 之一是 “ 節(jié)能建材與綠色建材技術(shù) ” 。 云南省“十一五”科技發(fā)展綱要明確提出要加強 “ 冶煉過程中固體廢棄物資源的再生利用技術(shù) ” 、 “ 廢棄物循環(huán)使用技術(shù) ” 、 “ 尾礦、冶金廢渣利用技術(shù)的開發(fā) ” ； 這些目標的實現(xiàn)，將能使我國生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)、資源利用永續(xù)不衰和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略得到具體體現(xiàn)。規(guī)?；透吒郊又迪嗷ソy(tǒng)一將是今后廢物資源化的發(fā)展方向。 CBC 是化學(xué)結(jié)合陶瓷（ Chemically Bonded Ceramics）的英文簡寫，是一種表示在低溫下通過化學(xué)反應(yīng)進行固結(jié)的類陶瓷材料。 CBC 復(fù)合材料的 原料 組成要素有三 類 ，一是作為基體材料的工業(yè)廢渣，它們可以從粉煤灰、煤矸石 、黃磷爐渣、冶金爐渣、尾礦、赤泥等經(jīng)過機械、化學(xué)、低溫?zé)崃μ幚砗螳@得，因這些廢渣主要以 SiO Al2O CaO、 MgO、 Fe2O3為主要成分，可提供形成 CBC長鏈結(jié)構(gòu)的基本組成元素；二是活性添加材料，可以從工業(yè)廢渣如堿渣、鹽泥、錳渣、電石渣、造紙廢液、硅渣、窯灰等經(jīng)過活化、復(fù)配而成，它們能提供活性離子使活化廢渣中原始硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)解聚并在水為介質(zhì)條件下再度聚合形成以硅鋁、雙硅鋁長鏈為主的無機高分子聚合物；三是強化改性材料，賦予復(fù)合材料具有不同的性能，鑄造廢砂、爐渣、冶金渣可作為顆粒強化材料使 CBC 復(fù)合材 料具有天然石材、陶瓷的性能；廢塑料、廢紙、植物剩余物可作為韌性材料使復(fù)合材料具有木材、高分子材料和陶瓷的性能；污泥、膨脹珍珠巖、泡沫使材料具有輕質(zhì)、高強、透水、吸音特性。 4 CBC 復(fù)合材料具有傳統(tǒng)水泥基材料的施工操作性和經(jīng)濟性，沒有高溫煅燒和極端苛刻工藝條件，電耗是水泥的 1/10，聚合物復(fù)合材料的 1/35；煤耗是水泥的 1/15，陶瓷磚的 1/3；沒有廢水和廢渣排放； CO2 類工業(yè)廢氣排放是水泥的 1/30。 CBC 復(fù)合材料具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，水化熱低、收縮小、早期強度高、抗?jié)B耐凍、耐腐蝕、耐高溫、耐水熱，能在危險廢棄物固化、人造石材、道路修補、墻體材料方面獲得廣泛應(yīng)用 ，是一種嶄新的 綠色 環(huán)境 材料 。 因此， 實施 CBC 復(fù)合材料 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，既符合國家、云南省的產(chǎn)業(yè)政策，也符合企業(yè)自身的發(fā)展需要， 是技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)保的統(tǒng)一，通過產(chǎn)業(yè)化，預(yù)期將產(chǎn)生良好的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益。 20 世紀 70 年代以前，世界上對廢棄物的態(tài)度主要集中在安全處置以防止二次公害的水平上；自 20 世紀 70年代后期，由于資源短缺 和能源危機的影響，人們對廢棄物的認識逐漸深刻，并相繼產(chǎn)生了廢物處理的減量化、無害化和資源化觀點，對廢物的處理也逐漸從消極處理向以回收資源和能源為主要目標的資源化方向發(fā)展； 20世紀 80年代開始，世界上許多國家特別是技術(shù)經(jīng)濟發(fā)達國家已將廢物列入資源范疇，并將固體廢棄物資源化作為廢棄物處理的最終方案，這種思路現(xiàn)在已經(jīng)成為世界各國在解決環(huán)境污染和資源短缺方面的共識。 工業(yè)廢渣種類繁多、產(chǎn)量大、分布廣、物理化學(xué)性質(zhì)變化多端， 目前尚沒有一項技術(shù)能完全適用于任何固體廢棄物的處理和資源化。因此，水泥行業(yè)必須走綠色、環(huán)保、節(jié)能 的發(fā)展方向。 1）固體廢棄物在水泥生料配料中的應(yīng)用：熟料是水泥的核心組成，其主要成分是粘土和石灰石，主要工藝為兩磨一燒，最終形成的熟料礦物是以硅酸三鈣（ C3S）、硅酸二鈣（ C2S）、鋁酸三鈣（ C3A）、鐵鋁酸四鈣（ C4AF）為主。在國外，完全不用天然資源生產(chǎn)的生態(tài)水泥已經(jīng)成功 。 目前粉煤灰、礦渣、鋼渣、偏高嶺土、硅灰等的應(yīng)用均十分成功。每年北方房屋采暖消耗標煤 億噸，南方空調(diào)降溫的能耗每單位建筑面積是北方采暖能耗的 3/4。 根據(jù)國家三部一局墻體革新節(jié)能辦公室對《墻體材料革新“九五”計劃和2020 年發(fā)展規(guī)劃》綱要：到 2020 年，各種新型墻體材料產(chǎn)品折合標磚要達到2200 億塊，占全國墻體材料總量的 28%；使用新型墻體材料的房屋占當(dāng)年房屋建筑的 40%，北京、上海等 16 個省會城市的新型墻體材料要達到 50%。在 170 個重點城市全面禁止使用粘土實心磚，在全國的大中城市限制使用粘土實心磚。其技術(shù)是在磚瓦生產(chǎn)過程中，把粉煤灰或煤矸石混入到粘土中，經(jīng)過配料，擠出成型，碼坯，干燥，燒結(jié)，冷卻而成。 2）蒸汽養(yǎng)護墻體材料：以粉煤灰、礦渣、磷渣等為代表的玻璃體固體廢棄物和以廢 砂、尾礦為代表的高硅、高鋁廢棄物具有在濕熱條件下和石灰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成 CSH、 CAH 膠凝礦物的水化特征。其技術(shù)過程是：經(jīng)過破碎處理的固體廢棄物與生石灰混合，消化，輪碾，壓制成型，靜停，養(yǎng)護成為產(chǎn)品。蒸氣溫度越高，制品性能越好，此外，采用基本相同的工藝過程，可生產(chǎn)出多孔輕質(zhì)的加氣混凝土。隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的 逐步調(diào)整和禁實墻體改革的廣泛推行，這種墻體磚將有望取代在我國應(yīng)用了幾千年的秦磚漢瓦，將在大宗固體廢棄物綜合利用方面產(chǎn)生積極的促進作用。與粘土磚相比，混凝土空心砌塊具有如下優(yōu)點：完全不占用耕地，節(jié)約能源 50%，節(jié)約砌筑沙漿 30%，減輕墻體重量 42%，節(jié)約鋼材 23— 45%，加快施工進度 40%，無環(huán)境污染，節(jié)約建筑造價 10— 15%。 此外，以石膏、高分子聚合物、菱鎂水泥為膠凝材料，其它工農(nóng)業(yè)廢渣如尾礦、爐渣、鋸末等為填充材料制備的墻體材料也得到了廣泛應(yīng)用。兼具保溫、隔熱、砌筑為一體的用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的輕質(zhì)墻體材料因符合生態(tài)環(huán)境材料的要求 ，將是今后的發(fā)展方向。實踐證明，單種固體廢棄物回收利用成本高，再生品質(zhì)量低，無競爭力，但如果根據(jù)復(fù)合材料的概念，把多種不同種類的固體廢棄物采用物理或化學(xué)方法復(fù)合，就可制成各種各樣的固體廢棄物復(fù)合材料，不但可解決單一廢棄物資源化途徑不多，難以大規(guī)模和高附加值利用的問題，還會在材料性能上揚長避短，使固體廢棄物增值至最佳效益。根據(jù)復(fù)合材 料原理，目前已經(jīng)開發(fā)出了聚合物基、硅酸鹽基、玻璃陶瓷基和金屬基復(fù)合材料。固體廢棄物種類和性質(zhì)不同，需要采用不同的配方并調(diào)整工藝參數(shù)，均可制備出具有使用價值的復(fù)合材料。 硅酸鹽基廢棄物復(fù)合材料是以工業(yè)廢渣（廢砂、尾礦、爐渣、粉煤灰）為 8 主要原料，通過石灰和添加劑的合理配合，在濕熱條件下激發(fā)廢棄物的潛在活性，生成 CSH、 CAH 類膠凝礦物，這種新生的膠凝礦物是復(fù)合材料的基質(zhì)材料，沒有參與反應(yīng)的核心顆粒就變成了強化的骨架材料。用這種技術(shù)來處理廢棄物，最終制品是建筑墻體磚，可以大批量地消耗工業(yè)廢渣。這種材料的性能接近微晶玻璃，但工藝要簡單得多，可替代陶瓷和天然石材作為建筑裝飾材料使用。兩類廢棄物的優(yōu)勢疊加，使廢棄物獲得了增值。 廢棄物復(fù)合材料已經(jīng)成為了一種工業(yè)廢渣利用的基本思路，為單一廢棄物利用出路不多和附加值低的問題找到了新思路。 代表性技術(shù) 之 四：微晶玻璃 1957年美國康寧公司發(fā)明了以 TiO2為晶核劑制成了 100%的晶化制品 —— 微晶玻璃， 1960 年前蘇聯(lián)又開發(fā)了用礦渣和尾礦制備建筑用微晶玻璃，并獲得工業(yè)化應(yīng)用，我國對微晶玻璃的系統(tǒng)研究始于 20 世紀 80 年代末期，目前已至少在 15 家企業(yè)實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，年總產(chǎn)量達到 100 萬 m2。 代表性技術(shù)之五： 多孔輕質(zhì)材料 9 多孔材料因其共有的性能諸如密度低、省料、熱導(dǎo)率低、隔絕性能優(yōu)良和比強度高等，其用途非常廣泛，已成為國民經(jīng)濟領(lǐng)域不可缺少的材料，傳統(tǒng)的多孔材料按其本體材料的不同，可分為：泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫混凝土（或加氣混凝土）、泡沫陶瓷和泡沫金屬等幾大類。其中用固體廢棄物諸如粉煤灰制備的加氣混凝土、廢玻璃制備的泡沫玻璃、煤矸石制備的燒結(jié)磚已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。 代表性技術(shù)之六： 硅鋁鐵鋇合金 脫氧是煉鋼工業(yè)中必不可少的環(huán)節(jié)，長期以來，煉鋼主要以 Mn、 Si、 Al 元素對鋼進行終脫氧，特別是以純鋁作為鋼液的脫氧劑，效果較好，但純鋁成本高，密度低，易漂浮在鋼液表面，燒損大，利用率僅 7— 19%，浪費很大；近年來，國內(nèi)煉鋼工業(yè)普遍采用硅鋁鐵新型多元復(fù)合脫氧劑，密度大，熔點高，容易進入鋼液內(nèi)部，損失小，鋁利用率可達 30— 60%，能大幅度降低鋁耗，降低鋼中夾雜物的含量，改善鋼的 性能和質(zhì)量，不過目前國內(nèi)采用的硅鋁鐵合金均采用熔融金屬對摻法生產(chǎn)，即將純鋁、硅鐵、鐵粉按一定比列熔鑄而成，能耗大，成本高。這項技術(shù)被列為我國資源綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)之一。 地聚合物兼有有機高聚物、陶瓷、水泥的特點，表現(xiàn)出快硬、高強、耐高溫、隔熱、耐腐蝕、吸附有害毒物等優(yōu)點；其原料主要為含“鋁硅酸鹽”的天然礦物（如高嶺土）或工業(yè)廢渣 (如礦渣 )，這些原料可直接使用或只需低溫(350750℃ )處理，固化反應(yīng)溫度在 150℃ 以下就可完成。 基于地聚合物的優(yōu)良性能，國外以礦渣、偏高嶺土為主要原料，用堿為激發(fā)劑制備的陶瓷水泥、 “ pyrament cement”、 “ F 膠凝材料”以及“地聚物 10 水泥”已經(jīng)在核廢料固化、危險廢物固封、道路修補、人造石材方面獲得了應(yīng)用 [3]。 此外，利用工業(yè)廢渣制造肥料、提取有用組分、筑路、礦井回填、復(fù)墾以及用于環(huán)保領(lǐng)域的研究成果也很多，都從不同角度促進了廢棄物資源化的技術(shù)進步。 昆明理工大學(xué) 在近 5年時間內(nèi)圍繞工業(yè)廢渣活化、 CBC 膠凝材料（或稱低溫陶瓷膠凝材料）制備、復(fù)合材料衍生方面進行了深入研究，廣泛涉及了粉煤灰、磷渣、赤泥、尾礦、冶金渣、鑄造廢砂、廢塑料、植物剩余物等廢棄物 ， 探明了不同廢渣的深度活化及 膠凝材料 的水化固結(jié)機理，對最終的水化產(chǎn)物進行了鑒定，對材料的物理力學(xué)性能、耐久性進行了全面分 析 [1318]，申請了多項國家發(fā)明專利 ， 初步構(gòu)建了在這一領(lǐng)域的知識產(chǎn)權(quán)保護體系和學(xué)術(shù)地位。 用工業(yè)廢渣制備的 CBC 復(fù)合 材料 是繼聚合物復(fù)合材料技術(shù)之后的固體廢棄物綜合利用的具有突破性和創(chuàng)新性的技術(shù) ， 這種材料 不用高溫煅燒工藝、不用水泥和高分子聚合物 、能耗低，能規(guī)模化處理和利用工業(yè)廢渣，是我國實施循環(huán)經(jīng)濟的重要技術(shù)內(nèi)容，目前已經(jīng)在處理赤泥、粉煤灰、鑄造廢砂、尾礦、磷渣、城市垃圾、污泥、植物廢棄物方面取得進展 ，預(yù)計將成為 我國固體廢棄物資源化的代表性技術(shù) ，將對我國廢棄物綜合利用、節(jié)能減排戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)產(chǎn)生積極影響 ?，F(xiàn)有一條聚合物復(fù)合材料井蓋生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力為 萬套， 年產(chǎn)值 440 萬元左右。產(chǎn)生了較好的社會和環(huán)境效益。 項目合作單位 昆明理工大學(xué)是一所以工為主，理工結(jié)合，兼有經(jīng)濟、管理、文學(xué)（含藝術(shù)）、法律、教育等多學(xué)科的多科性綜合大學(xué)。 昆明理工大學(xué)現(xiàn)設(shè)有 18 個學(xué)院、 1 個研究生院和 2個教學(xué)部，有 60 個本科專業(yè)， 4個博士后流動站、 26 個二級學(xué)科博士點、 56 個碩士點、 18個工程碩士授權(quán)領(lǐng) 域和 1 個ΜΒΑ授權(quán)點，有 1 個國家級重點學(xué)科、 18 個省部級重點學(xué)科， 9 個省院省校合作共建的重點學(xué)科， 現(xiàn)有各類學(xué)生 36000 余人，教職工 3232 名在職中，中國工程院院士 1 人及兼職兩院院士 16 人； 學(xué)?，F(xiàn)有 1 個國家級工程研究中心、 3 個省級重點實驗室、 1 個教育部共建重點實驗室、 2個省部級檢測站、 2 個省級產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合開發(fā)中心、 2個省級示范實驗室， 1所甲級資質(zhì)的設(shè)計研究院和 1 所甲級資質(zhì)的環(huán)評所。 近 6 年來，昆明理工大學(xué)創(chuàng)造性地開展了用工業(yè)廢渣制備 CBC 復(fù)合材料的研究，得到了云南省自然科學(xué)基金和國內(nèi)多家大型企業(yè)的資金支持，多項研究成果處于國內(nèi)先進水平，目前用工業(yè)廢渣制備 CBC 復(fù)合材料的多項核心技術(shù)已經(jīng)成熟，達到了實施產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)條件。 男，回族，現(xiàn)年 50歲，大專學(xué)歷。 在 30 多 年的實際工作中，錘練出了堅毅的性格和頑強拼搏精神。 馬述龍：本項目的直接組織和實施負責(zé)人。昆明利眾達再生資源有限公總經(jīng)理。作為主要負責(zé)人創(chuàng)建了昆明利眾達再生資源有限公司，在斷斷 3 年時間內(nèi)，完善了生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出了適銷對路的產(chǎn)品 ，開拓了市場 ，使公司的各項工作井然有序，蓬勃發(fā)展。男，漢族， 1968 年 10 月生， 博士， 昆明理工大學(xué) 固體廢棄物資源化 專業(yè) 教授 ，碩士導(dǎo)師。6 年來