从曾经的“生态包袱”到如今的“筑路良材”,昔日的煤矸石、铁尾矿、粉煤灰是如何华丽变身,铺向纵横三晋的高速公路与国省干线,走出一条资源消纳、生态保护、产业增效协同并进的转型新路?8月7日,记者走进山西交控路桥集团,探寻企业固废资源化利用发展的创新实践。
近年来,山西交控集团依托旗下路桥集团交通基建主业优势,打通全链条固废资源化利用路径,累计处置工业固废7600万吨,节约费用11.78亿元,减少二氧化碳排放143万吨,以实实在在的成效为山西交通建设注入源源不断的绿色动能。
潜心探物性
摸透固废“脾性”
清晨的山西交控路桥集团材料实验室,精密仪器指示灯次第闪烁,各类固废试样整齐排列,科研人员俯身观测、记录数据。10余台高端精密检测仪、80多台常规检测设备有序排布,再生资源公司研发中心负责人穆艳肖穿梭在试验台之间,目光紧紧锁定实时记录的成分各类数据。
“工业固废成分复杂,温湿度、堆放时长都会改变物料特性,性子捉摸不定,不摸透它的脾性,高值化利用就是空谈。”穆艳肖感慨。实验室没有朝夕的清闲,只有反复研磨、配比、检测,她和团队常年扎根这里,逐一拆解各种工业废料的物理、化学特性,摸索着将它们变成合格筑路材料的方法路径。
这间实验室里的研发日常,是山西交控路桥集团深耕固废科研攻坚的一个缩影。为支撑一线攻关,山西交控路桥集团搭建起3个省级创新平台、1个厅级创新平台,主动牵手武汉理工大学、山西大学、长安大学等高校,搭建产学研合作桥梁,引进3名博士补强科研力量,聚力啃下技术硬骨头。经过反复验证,煤矸石组分复杂、强度差异大,煤气化炉渣替代碎石压碎值低……这些曾经制约固废利用的技术难题被逐个攻克。
多年伏案攻坚结出累累硕果:截至目前,山西交控路桥集团立项开展固废资源化利用相关科技研发项目24项,授权专利30余项、取得省部级工法7项。参与的《煤基固废中锂铝战略资源高值利用的关键技术及应用》课题荣获“山西省科技进步奖特等奖”。
中试验真章
筑牢应用根基
纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。实验室的理论成果,想要落地一线,必须经受实际工况的严苛考验。中试环节的反复验证,便是固废筑路走向规模化应用的“试炼场”。
国道307文水南安至汾阳贾家庄段新建工程中,一段300米的循环流化床灰渣填筑路基试验段,格外引人注目,承担着关键的中试任务。路桥集团严格按现行技术规范要求,对原材料的重金属、放射性、化学组成,及成型路基压实度、平整度等核心指标逐一开展真实工况下的验证,一次次数据分析,通过系统、扎实的中试验证,为后续规模化推广扫清了技术障碍。
“实验室数据再好,放在实际使用中未必稳妥,中试就是把风险提前排查干净。”现场技术人员介绍,依托标准化中试验证体系,路桥集团已对十余种固废利用路径逐一完成中试论证,涵盖煤矸石填筑路基、CFB灰渣改良土、煤气化炉渣铺筑基层、钢渣铺筑上面层等多个应用场景,为大范围推广扫清技术阻碍。
着眼长久可靠,为持续验证长期路用性能,2024年,山西交控路桥集团还编制印发《固废利用成果长期路用性能跟踪观测方案》,给每一条中试试验路段建立专属“健康档案”。自试验路段通车之年起,逐年跟踪记录路面抗滑性、破损率、平整度等关键指标的变化规律,在验证中试成果长期可靠性的同时,也为固废筑路技术的规模化推广积累厚实的“数据家底”。同时,依托中试阶段积累的全量实测数据,路桥集团主编或参编国家标准1项、团体标准3项、省级地方标准14项,覆盖煤矸石、铁尾矿等省内主要大宗固废品类,将固废筑路的技术要求、操作规范纳入标准体系。
技术有支撑、应用有标准。目前,这条固废资源化路径利用已在朔州国道336段、隰吉高速、阳蟒高速等多个交通项目中落地见效,为资源型地区生态治理与产业转型融合发展,探索出了一条可复制、可推广的实践路径。
业态拓新局
探索更多可能
路基填筑、路面铺设,解决了固废“去哪里”的基础难题。而在山西固废资源化利用交通科技园里,固废正跳出简单工程消纳的局限,实现价值跃升,化腐朽为神奇。
走进园区的3D打印绿色建材车间,机器有序运转。依托企业自主研发、固废掺配率极高的绿色低碳打印建材,陆续打印成型一批园林景观座椅、公路防护用品。不用烧制加工,原本无处安放的工业废渣正化身精致实用的景观构件、便民设施,走出了一条园区特色增值新路径。
如果说定制化3D打印产品是固废增值的特色路径,那么路桥生态水泥,就是园区高值化利用的拳头产品。
“这种水泥造价低,兼具缓凝、抗裂特性,能有效延长道路使用年限。”再生资源公司技术质量部负责人苏冬萍介绍。然而,这种水泥研发之路并非一帆风顺。
生态水泥的核心原料是粉煤灰和炉渣,与天然矿产不同,这些原料来源杂、批次差异大,没有现成的国家标准可套用。为跨过技术难关,研发团队扎根实验室,反复配比调试,逐条对标路面、注浆、砌体工程等国家标准,开展了上万组性能检测。
回想起那段经历,苏冬萍说:“那时候,每天睁开眼就是数据、配比,满脑子都是数据能不能达标。”
功夫不负有心人,2021年,路桥生态水泥正式实现规模化量产,并迅速获得市场广泛认可。问世至今,累计销售141万吨,减少碳排放约40万吨,节约成本1.2亿元,更凭借其优异的性能,先后入选“利废新材料品牌榜”,斩获“利废新材料科技创新奖”和“山西省科技工作者双创大赛金奖”。
以生态水泥为代表,该园区已搭建起多元利废业态,打通了固废梯次利用全链条。钢渣、废旧橡胶、煤矸石等固废分类分选加工,变成公路专用再生胶粒、标准化生态护坡构件、镁基声屏障等特色产品,广泛适配公路降噪、边坡防护、沿线配套等场景。从工业废料到绿色建材,固废的价值在这里被重新定义。
从填埋占地到铺路架桥,7600万吨固废在山西交控的不断实践中,化作万千公路的基石,守护着绿水青山。未来,企业将持续深耕科技创新、延伸循环链条,以交通基建为载体,不断放大固废资源化价值,在三晋大地上铺筑更多生态路、富民路。
本报记者李学林 本报通讯员张津铖