课题组简介
我国赤泥、煤矸石、粉煤灰、尾矿和钢渣等铝硅酸盐固废年排放量 30 亿吨以上,堆存量超百亿吨,不仅占用巨量土地,且存在严重环境污染隐患。以水泥、玻璃为代表的硅酸盐建筑材料占我国基础材料总量 75%以上,每年消耗粘土等天然硅铝质原材料数十亿吨,石英砂、高岭土、铝矾土等建材原材料资源日益枯竭。利用大宗铝硅酸盐固废制造建筑材料既可以消纳大宗固废,又可以满足建材行业可持续发展紧迫需求,对生态文明建设与资源安全供给国家重大战略具有十分重要意义。
当前,大宗铝硅酸盐固废资源化协同利用基础理论缺乏,固废资源化利用率低。开展铝硅酸盐无机固废物相重构与转化利用的基础研究、发展固废建材化和高值化重要技术原型,将极大推动我国铝硅酸盐固废再利用水平,为解决铝硅酸盐固废规模化利用和建筑材料巨量天然资源消耗问题提供关键理论和技术支撑。
本项目面向大宗铝硅酸盐固废资源化利用和建筑材料产业巨量替代原料的重大需求,开展大宗铝硅酸盐固废重构转化制造建筑材料的科学基础研究,针对铝硅酸盐矿相诱导转化过程的热/动力学耦合原理、多场条件下矿相重构过程与多尺度组织调控机制、基于铝硅酸盐熔融态差异的分质直接材料化制备和基于矿相重构的资源化过程关键参数辨识和优化等关键科学与技术问题开展研究。
项目承担单位为武汉理工大学、中南大学、东南大学、中国矿业大学(北京)、武汉科技大学和西安交通大学等 6 家无机材料领域特色和领先高校,依托无机基础材料、矿物资源、工业过程等领域的 7 个国家重点实验室及 4 个国家工程中心,集合我国材料物理化学、建筑材料制造、工业过程优化和资源环境领域的优势科研团队联合开展研究。研究团队在高温相图理论和应用、材料化理论和技术、无机材料设计与制备、工业过程优化和环境影响调控等领域具有深厚理论和技术积累,产业基础良好。
项目在达到指南全部指标要求基础上,将构建首个含外加磁场的铝硅酸盐固废六元体系相图,建成国际首个铝硅酸盐热物性和热力学数据共享平台,建立铝硅酸盐固废建筑材料资源化和高值化协同利用重大技术原型,推动我国铝硅酸盐转化利用基础研究和科技应用达到国际领先水平。