采用本技术的长治钢铁集团年产130万吨矿粉生产线

    徐德龙院士在工作现场

　　1月10日下午，在西安建筑科技大学粉体工程研究所，记者见到了刚从北京领奖归来的程福安教授。就在两天前，他代表整个团队出席了2017年度国家科学技术奖励大会，从习近平总书记手里接过了代表着国家对突出科研成果奖励的红色证书。
　　由西安建筑科技大学徐德龙院士带领的科研团队经过20余年的攻关，研发出先进冶金渣超细制备工艺，设计出低振动高压立磨装备，最终制成高性能胶凝材料。该技术在国内32条不同规模的生产线上得到推广应用，各主要技术指标达到国际先进水平，取得显著的社会和经济效益。
　　这个名为“冶金渣大规模替代水泥熟料制备高性能生态胶凝材料技术研发与推广”的项目，被评选为2017年度国家科技进步奖二等奖。
　　“在我国生态环境问题日益突出的情况下，身为科研工作者，我们通过多年努力，终于攻克了有效处理冶金渣这个国际难题，实践证明效果良好。能为社会发展贡献出自己的力量，这是最让我们兴奋的地方。”徐德龙教授和记者一起分享着成功的喜悦。 
　　

以促进社会进步和行业发展为初心

 
　　时光倒转到18年前的寒冬，中国混凝土学科的一代宗师、著名无机非金属材料科学家吴中伟院士病危。徐德龙急匆匆搁下手头事务，专程前往北京探望。病榻上，82岁的吴中伟见到徐德龙，忍着病痛坐起来，拉住他的手说：“我心里还有事放不下啊！”到底是什么事让老院士念念不忘？
　　我国是钢铁制造大国，钢铁产量占世界总产量的48%以上。随着我国钢铁工业迅猛发展，冶金渣排放量急剧增加。这些冶金渣常年露天堆放，不仅要占用大量的土地，而且其中的重金属离子会在雨水的浸泡中对大气、土壤和地下水系造成严重污染。如何变废为宝，是实现我国绿色、低碳、循环发展的重大课题。
　　吴中伟院士曾多次呼吁水泥研究领域的科技工作者下决心解决这个问题。听完徐德龙关于如何利用新技术使冶金渣变废为宝的讲解后，他欣慰地说：“有你牵头搞，我就放心了，拜托了。”
　　为了摸清状况，徐德龙和他的同事们兵分几路，前往全国各地进行详细考察和取样分析。他们发现，高炉矿渣具备转化为水泥的基本条件，而且因为其所含成分的特殊性，经过适当的加工后，所制备成的水泥更具有早期水化热低、致密性高、耐久性好的特点。在徐德龙眼中，我国每年数亿吨的工业废弃物就是一座座有待发掘的金矿。
　　“我当时是徐德龙校长的研究生，徐校长提出这个项目后我就加入了课题组，毕业以后就留在团队里。我是和这个项目共同成长起来的。”程福安回忆当年的情景说，“今天取得的这个荣誉，是恩师20多年的心血凝结而成的。能参与这项研究，我觉得很有意义。” 
　　

为冶金渣再利用提供全套解决方案

 
　　如何有效处理冶金渣一直是个国际难题。虽然冶金渣的化学成分与水泥熟料相似，可以通过科学方法将其转化成低成本的水泥，但是，由于工艺、设备等原因，多年来国内外对冶金渣的资源化利用基本都属于低水平处理，远远达不到综合利用、节能减排的目的。
　　能否用高效节能的立磨装备将冶金渣制备成超细微粉，然后将其同水泥熟料粉按一定比例混合，制成高性能胶凝材料，是实现冶金渣大规模高效利用的关键所在。徐德龙和他的团队对国内30余家钢铁企业排放的冶金渣性质进行分析研究，掌握了冶金渣超细粉大比例替代水泥熟料制备高性能生态胶凝的配比方法。
　　随后，为满足高性能的终端产品化对大型粉磨装备的技术要求，徐德龙带领着他的团队持续攻关，打破国外公司在冶金渣粉磨装备方面的技术垄断，设计出符合我国冶金渣特性的国产大型高效节能粉磨装备。在此基础上，该团队形成用冶金渣大规模制备高性能生态胶凝材料的成套工艺技术、设计理论和装备设计，建立了从工艺开发设计——装备开发——终端产品性能提升的完整技术产业化链条。
　　在陕西省科学技术厅组织的成果鉴定会上，专家们一致认为：该项目各主要技术指标达到国际先进水平，是我国工业固废资源化利用超细粉磨技术方面的重大进步。
　　科技的力量就是这么神奇，掌控了它就可以点石成金、变废为宝。这项技术将昔日的废弃物变成了发展循环经济、促进节能减排的新资源。消息传开，不少钢铁企业纷纷来人来函洽谈合作。 
　　

实现生态保护和经济发展双赢

 
　　由徐德龙和他带领的粉体工程研究所自主研发的低振动高压立磨装备，先后在国内6条生产线上推广应用。自投入使用以来，设备运行稳定、可靠，与同规格的国外先进立磨装备相比，该装备节约投资50%，供货周期缩短了3个月。同时，由该团队自主研发的高压立磨粉磨工艺系统先后在国内19家企业的32条生产线上推广应用，形成了不同规模的系列工艺。利用该技术生产的“德龙”牌矿粉，在高铁、地铁等国家和地方的重大工程中得到广泛应用。
　　采访时，程福安指着悬挂在他办公室里的一张照片说：“2002年，由我们提供技术支持，当时全世界规模最大的超细粉磨生产线在山西长治钢铁（集团）建成，年产130万吨矿渣水泥和矿渣超细粉。这个项目是我们做的第一次工程化尝试，取得良好的社会反响，为我们后续的研发和产业化推广奠定了基础。”
　　2006年，结合水泥生产流程，该团队开发了以水泥窑余热为热源的矿渣立磨烘干工艺，并于2008年和2013年分别在韩城尧柏阳山庄水泥有限公司和陕西生态水泥股份有限公司实施应用。该方案开辟了水泥工业余热利用的新方向，实现了将水泥工业余热“吃干榨尽”。
　　这些技术的应用和工程项目的建设对我国冶金渣资源化起到了良好的示范带动作用，推动了我国钢铁工业循环经济的发展，提高了我国钢铁工业废渣资源化利用的技术水平，改善了钢铁企业所在地区的生态环境，实现了生态保护和经济发展的“双赢”。
　　此外，该项目培养了一批从事冶金工业固废资源化利用技术开发的高素质复合型人才，树立了产学研用相结合的典范。项目先后培养博士研究生3名、硕士研究生20名，发表博士、硕士学位论文23篇，发表与项目相关的代表性研究论文51篇，获国家发明专利6项，实用新型专利7项。
　　程福安充满信心地说：“接下来，我们将尝试把这项技术和设备应用到无机非金属矿等领域。我相信在固体废弃物的资源化利用方面，我们团队能研发出更多成果，奉献给社会。” 
　　

（原载《陕西日报》2018年1月17日第12版，记者侯燕妮实习生李冰音）