变废为宝助力“双碳” 四川轻化工大学“碳锁者”团队攻克矿冶固废资源化难题

近日，四川轻化工大学土木工程学院重点项目“碳锁者”取得阶段性突破。该项目依托四川省矿山尾渣资源化利用工程实验室，成功研发出多元固废基胶凝材料，为西南地区矿冶尾渣的资源化利用提供了全新解决方案。

西南地区工矿企业集中，矿冶尾渣量大面广。据行业统计数据显示，全国矿冶固废累积堆存量已超243亿吨，且呈现逐年递增态势，整体资源化利用率低。粗放的处置模式不仅占用大量土地，还带来持续性水土重金属污染、扬尘污染等隐患。近年来，金沙江非法倾倒矿渣、山西交口尾矿库溃坝、伊春尾矿库泄漏等突发事件，屡屡敲响生态警钟。在政策层面，多部门出台文件加速绿色低碳固废基胶凝材料推广应用，明确要求推动固废资源综合利用。团队负责人刘帅介绍，传统的水泥充填成本高，且容易离析分层，造成二次塌陷，团队自组建以来，便确立了“全固废、低成本、低碳排”的研发方向。

研发并非一帆风顺。面对方案分歧，团队曾停滞两周，经过3轮集中研讨重塑思路，完成15次跨组协作，才实现100%任务闭环。在实验室里，团队成员深耕80余篇文献，历经30余次配方调试，先后开展820余次试验和1568次样品测试。最终，团队成功研发出低碱低成本多重激活技术，摒弃传统高碱激发方案，采用物理-化学-热力学耦合活化，有效抑制泛碱与钢筋腐蚀，使研磨能耗降低40.4%，研磨时间缩短50.4%，改性率达到85.3%。同时，团队利用多源固废协同补钙补铝技术，使产品28天抗压强度大于30MPa，固废循环利用率达78.2%，远超行业平均水平。为了应对尾矿成分波动大、活化难的难题，团队还引入了人工智能模型，建立5156条原料数据库，经过121次模型训练，使预测效率提升52.4%，配比效率提升45.5%，实现了不同产地尾矿的快速适配。

技术不能只停留在实验室。2025年7月12日，团队前往国家战略资源核心基地——攀西矿业进行实地考察；同年8月18日，团队又深入自贡永固建材有限公司开展固废利用企业交流；12月，团队再次前往自贡红林建材进行需求对接。基于扎实的调研与试验，团队自主研发的固废基胶凝材料已在多个场景落地。在某公路边坡加固修复工程中，该材料实现抗雨水冲刷留存率大于90%，0污染，固结体抗压强度达30MPa以上，防护寿命延长30年。在某矿区采空区塌陷灾害治理中，实现90%全固废充填率，充填体28天强度大于5MPa，成本降至85元/吨，且实现0事故。经攀西钒钛检验检测院检测，该产品28天抗压强度达32.6MPa，流动度364mm，碱含量1.41%，适合矿山注浆堵漏、路基填充、边坡固化、水利防渗等多类工程应用。目前，团队已申请4项发明专利与软著，并获得国家级青年人才王东坡教授的高度评价。

谈及项目的综合效益，不仅要算生态账，更要算经济账。该技术大规模消纳工业固废，助力国家“双碳”战略与生态文明建设。在民生福祉方面，低成本优质建材能有效降低工程建设成本，保障工程质量，引领建材行业绿色文明新风尚。目前，团队已与中成建业、四川国诚旺、中震科技等6家企业达成合作，签订意向采购合同8500吨，金额约51万元。据团队规划，未来五年将分阶段扩张：2026-2027年完成公司筹备与产品落地；2027-2028年正式运营与渠道搭建，实现300万年营收；2028-2029年规模扩张与品牌建设，实现800万年营收；2029-2030年产能升级与区域复制，实现1500万年营收，并向省外复制成功模式。在带动就业方面，项目预计直接带动就业48人，间接带动矿山固废转运及配套技术服务领域就业84人。团队成员立足专业、服务地方，把创新创业实践写在生态治理一线，为区域循环经济发展注入新动能。