⼀、产业背景与⾏业现状 ⼤宗固体废物是指在⼯农业⽣产活动中产⽣的固体废物，分为⼀般固体废物和危险固体废物。⼀般固体废物包括各种矿物采选过程中产⽣的尾矿、废⽯等，冶炼过程中产⽣的各种冶炼渣和⾚泥等，煤炭开采和利⽤中产⽣的粉煤灰、煤矸⽯、⽓化渣等，化⼯⾏业中产⽣的硫酸渣、废⽯膏、脱硫灰、电⽯渣、盐泥等，还包括农林固废等。随着⼯业⽣产的发展，⼯业废物数量⽇益增加，尤其是选矿、冶⾦、⽕⼒发电等⼯业排放量最⼤。⼯业废物数量庞⼤，种类繁多，成分复杂，处理相当困难。 从国内外⼯业固废处理现状来看，存在明显差异。发达国家⼯业固废处理起步较早，政策法规完善，处理技术先进，⼯业固废处理效率⾼，资源回收利⽤率⾼。⽽国内虽然政策法规不断完善，处理技术和设施逐步提⾼，但⼯业固废产⽣量仍然巨⼤，处理压⼒⼤。根据权威统计，我国历年堆存的⼯业固体废物占地⾯积超过200万公顷，且每年新增⼯业固体废物 ⾯对如此严峻的形势，⼤宗固废资源化利⽤已成为⾏业发展的必然选择。固体废物资源化利⽤是通过物理、化学和⽣物技术将固体废物转化为再⽣资源的过程，核⼼⽬标为减量化、⽆害化和资源化协同发展，主要技术包括物质分离和次级综合利⽤等。该领域需遵循《固体废物再⽣利⽤污染防治技术导则》等规范，例如2023年《污泥单独焚烧次⽣固体废物资源化利⽤可⾏技术规范》明确灰渣⽤于⽣产蒸压加⽓混凝⼟砌块、陶粒等15类建材，并规定硅铝含量(66-76 wt%)和磷含量(9-15 wt%)的检测标准。然⽽，当前⼯业固废处理仍⾯临技术瓶颈突出、部分固废利⽤技术存在经济性不⾜、政策⽀持分散、区域差异显著等多重挑战，亟需通过技术创新和多种固废协同处理实现突破。 ⼆、⼤宗⼯业固废理化特性分析 1.煤基固废理化特性及地域分布 煤矸⽯是煤炭开采和洗选过程中产⽣的固体废弃物，主要由碳质⻚岩、泥岩、砂岩及煤炭等物质组成，具有含碳量低、⽐煤硬、⼲基灰分⼤于50%的特点。作为全球最⼤的煤炭⽣产国和消费国，中国煤矸⽯的产⽣量⾮常⼤，每年新产⽣的煤矸⽯量⼤约在6亿-8亿吨之间，历史堆存总量已超过60亿吨，形成了规模巨⼤的煤矸⽯⼭，占⽤⼟地、污染环境并存在⾃燃等安全隐患。煤矸⽯的化学成分以SiO2和Al2O3为主，SiO2含量在45%-69%之间，Al2O3含量在12%-39%之间;矿物组成以⾼岭⽯、⽯英为主，含有少量伊利⽯、蒙脱⽯、⽅解⽯以及绿泥⽯。煤矸⽯多为低热值、⾼灰分、⾼中硅铝⽐黏⼟岩，具有发电、制备建材、井下充填、⼟地复垦等多元综合利⽤属性。 从地域分布来看，煤基固废的产⽣与煤炭产业布局密切相关。例如⼭⻄省作为煤炭⼤省，在煤矸⽯的综合利⽤和处理上⾯临更⼤的压⼒。朔州市作为典型，通过"⽆废城市"建设，年均消纳煤矸⽯2100多万吨、粉煤灰1000多万吨、脱硫⽯膏130多万吨，固废综合利⽤率由"⼗⼆五"末的不⾜40%提⾼到73%。全市86家煤矸⽯综合利⽤企业、73家粉煤灰综合利⽤企业、11家脱硫⽯膏综合利⽤企业在此集聚，形成了强⼤的绿⾊产业合⼒，由煤矸⽯"变身"的产品拓展到7⼤领域200多个品种。 2.冶⾦废渣理化特性及成分差异 冶⾦废渣是冶⾦⼯业⽣产过程中产⽣的各种固体废弃物，主要包括⾼炉渣、钢渣、有⾊⾦属渣(如铜渣、铅渣)、氧化铝⽣产排出的⾚泥以及轧钢过程产⽣的氧化铁渣。每炼1吨⽣铁产⽣0.3-0.9吨⾼炉渣，⽣产1吨钢排出0.1-0.3吨钢渣，1吨氧化铝产出0.6-2吨⾚泥。⾼炉渣属于硅酸盐材料，化学性质稳定，具有抗磨、吸⽔等特点。根据⽤途不同，⾼炉渣可加⼯成⽔渣、矿渣碎⽯和膨胀矿渣等主要产品。⽔渣是将熔融状态的⾼炉渣⽤⽔或⽔与空⽓的混合物给予⽔淬，使其成为砂粒状的玻璃质物质，是我国处理⾼炉渣的主要⽅法。矿渣碎⽯是⾼炉渣在指定的渣坑或渣场⾃然冷却或淋⽔冷却形成较致密的矿渣后，再经过破碎、筛分等⼯序所得到的⼀种碎⽯材料。膨胀矿渣是⽤⽔急冷⾼炉渣⽽形成的多孔轻质矿渣。 3.其他⼯业固废特性及处理要求 电⽯渣是电⽯⽔解获取⼄炔⽓后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，属于⼀般⼯业固体废物中的第II类。电⽯渣可代替⽯灰⽯制⽔泥、⽣产⽣⽯灰⽤作电⽯原料、⽣产轻质砖、⽤作化⼯原料等。电⽯渣浆为灰褐⾊浑浊液体，在静置后分成澄清液、固体沉积层及中间胶体过渡层。⼲电⽯废渣中主要含Ca(OH)2，可作消⽯灰的代⽤品，⼴泛⽤在建筑、化⼯、冶⾦、农业等⾏业。根据《固体废物排污申报登记指南》及《⼯业固体废物名录》(第3项)的规定，电⽯渣被界定为⼀般⼯业固体废物，且同属⼀般⼯业固体废物中的第II类，不属于危险废物范畴。 三、多种固废协同资源化利⽤技术路线 1.协同处理技术原理与优势 固体废物资源化利⽤是通过物理、化学和⽣物技术将固体废物转化为再⽣资源的过程，核⼼⽬标为区域内产业集群产⽣的多种固废资源化协同发展。协同处理技术通过整合不同类型的固体废弃物，利⽤它们的互补特性和协同效应，实现资源回收、能源利⽤和环境保护。其原理包括互补利⽤、协同反应、能量互补和资源梯级利⽤。与单⼀固废处理相⽐，协同处理能够显著提⾼资源利⽤效率，降低处理成本，减少环境污染，是实现⼯业固废⾼值化利⽤的重要途径。 通过多年研发独创出“物理场物质分离+硅基纳⽶凝胶”⼯业固废资源化综合利⽤技术体系及多个⼯艺包，这⼀技术体系的基本原理是把固废通过磁、重、声、电、光等物理场低成本、环境友好的把根据粒度分析进⾏破碎筛分到符合要求的等级，在根据各种矿物质在不同的物理场内特性进⾏分离富集达到⼯业品位的精矿，⽽后在通过焙烧、酸洗、除杂、表⾯改性等⼯艺流程把含有硅、铝、钙、镁等物质的尾料加⼯成多种⼯业级原材料，通过与硅基稀⼟纳⽶胶凝材料混合反应最终成为⾼性能的环保新型材料⽐如橡塑填料、陶瓷原料及特种砂浆、⾼强构件等产品。 2.协同处理⼯艺流程特点 协同处理⼯艺流程通常包括固废预处理(检测分析、破碎、粉磨、筛分)、物质分离富集、处理过程(焙烧、酸洗、改性、混合配⽐、成型包装等)。在预处理环节，采⽤多级分选系统，对不同来源的⼯业固废进⾏分类、破碎、筛分和物理场分选等预处理，固废中的有价元素矿物质被分离富集到⼯业品位。在资源回收环节，固废实现全组分综合利⽤。在协同转化环节，根据不同固废的特性，采⽤多种技术路线组合。 3.核⼼技术创新点 多种固废协同资源化利⽤技术创新主要体现在以下两个⽅⾯：⾸先是"物理场物质分离富集"技术体系，该技术颠覆了现有传统选矿技术。⽬前矿物加⼯界的主流为化学法(焙烧、浮选、酸法)为主，但存在严重的环境污染、⾼成本、⾼耗能、⾼碳排放的问题。该技术对各种含有⾦属⾮⾦属矿物及稀有、稀⼟、稀散矿产资源的固废、尾矿、尾泥、放射性危废实施物理法有效回收，具有清洁⽣产、低成本、节能特点。 第⼆个核⼼技术是硅基纳⽶胶凝材料。⽤固废中的富含的硅元素⽣产硅基纳⽶胶凝材料，将纳⽶科技、稀⼟应⽤、岩⼟学、硅基化学等融汇贯通，利⽤纳⽶稀⼟改性⾼度机械活化的⽆机矿物，创造出充满纳⽶微孔、带有强⼤胶性的早强⾼强型⽆机凝胶。 4.成功应⽤案例 多固废协同资源化综合利⽤技术已经在多个固废资源化课题研究中得到成功验证。2025年，中矿(⼭⻄)能源⽣态环境产业发展有限公司在⼭⻄省朔州市⼭阴县，开始建设“企业⼩循环、产业中循环、区域⼤循环”的固废资源化产业发展模式。实现年100万吨煤系固废资源化综合利⽤示范项⽬，与当地排废企业实现了深度协同。⽬标使⼭阴县每年产⽣数千万吨煤系固废实现资源化利⽤，把当地的煤系固废⽣产合成洁净煤、⾼岭⼟、⼟壤改良剂的理想产品。项⽬建成后，每年将消纳本地企业产⽣的100万吨煤矸⽯和30万吨粉煤灰及20万吨脱硫⽯膏，有效破解本地⼯业固废处理难题，实现资源吃⼲榨净、就地循环。 四、技术实施⽅案 1.总体规划 本⽂提出的⼯业固废协同资源化综合利⽤项⽬是⼀个集⼯业固废、农林固废等多品类固体废物于⼀体的综合性处理系统。这⼀思路突破单⼀固废处理的局限性，通过不同废物间的理化特性互补，提升能源与物质回收效率，助⼒"⽆废城市"建设和"双碳"⽬标实现。 2.主要⼯艺系统设计 预处理系统是项⽬的第⼀道⼯序，主要包括接收、分选、破碎、筛分、富集等单元。接收单元设置多个卸料平台，分别接收不同来源的固废;分选单元采⽤机械分选、光学分选、重⼒分选等多种⽅式，将固废按物理特性等分类;破碎单元根据不同固废特性采⽤各种破碎机等设备，将⼤块固废破碎⾄合适粒度;筛分单元采⽤滚筒筛、振动筛等设备按粒度分级;富集单元将含有价元素等矿物质分离富集到⼯业品位回收。 3.主要设备配置 固废协调资源化项⽬主要设备包括预处理设备、资源化利⽤设备、辅助设备、⾃动控制系统等。预处理设备主要包括桥式起重机、板式给料机、粗破碎机、细破碎机、滚筒筛、物理场物质分离富集设备等，其中关键设备如理场物质分离富集设备为专利独有设备，确保设备性能稳定可靠的同时具备⾏业领先。下游资源化⽣产设备采⽤国内领先技术，效率⾼运⾏稳定。 展望未来，固废资源化利⽤⾏业将迎来更加⼴阔的发展空间。随着"⽆废城市"建设的全⾯推进和"双碳"⽬标的深⼊实施，固废资源化利⽤将成为绿⾊低碳发展的重要⽀撑。我们将抓住这⼀历史机遇，不断扩⼤项⽬规模，提升技术⽔平，拓展应⽤领域，为推动固废资源化利⽤事业的发展，为建设美丽中国、实现可持续发展作出更⼤贡献。 我们诚挚邀请⾏业合作伙伴携⼿合作，共同推进固废协同资源化产业化的实施，共创绿⾊发展的美好未来。我们相信，通过各⽅的共同努⼒，固废资源化利⽤事业必将取得更加辉煌的成就，共同发展新质⽣产⼒为建设⽣态⽂明社会作出更⼤贡献。(中国环保产业协会固体废物专业委员会 邓福南)