作者/尚涛
排版/张文武
出品/问道徽商100人
01 双碳战略下，推动固废高值化利用势在必行
当下，环境保护议题正变得越来越重要。
改革开放以来，中国工业化取得了举世瞩目的成就，已成为世界第一制造业大国和贸易大国。
然而，长期以高碳排放、高能耗、高污染等为特征的粗放式发展模式给中国经济带来高速发展的同时也给中国带来了环境恶化和资源浪费等问题。
目前，中国是世界上能源消耗量和碳排放量最高的国家，巨大的碳排放量和不合理的能源消耗结构严重影响着中国的环境和经济问题。
2022年夏季极端高温席卷全国。
2021年河南、山西等地更是陆续遭遇洪涝灾害。
图为因高碳排放导致气候变化引起河南大雨
这无疑对我国降碳减排提出紧迫性的要求，为解决我国高碳排放问题，2020年我国明确提出双碳目标，正式作出力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的承诺：在 2030年我国二氧化碳排放将达到峰值，不再增加，2060年时我国碳排放可通过植树造林及节能减排的方式来抵消，双碳战略的提出将有效缓解我国严峻的高碳排放局势，然而要实现“双碳”战略却是一项复杂且艰巨的任务，我国仍面临巨大挑战。
尽管我国已在前期多个五年计划中强制性节能减排，单位资源消耗和碳排放呈现下降趋势，但和西方国家相比，我国能源消耗、碳排放总体水平仍偏高，现阶段中国环境承载能力已接近上限，要想长远稳定发展，必须发展双碳战略，作为“双碳”工作重点行业，建材行业是影响我国达成2030年碳达峰目标的重要因素。
长期以来，建材行业的高碳排放、高污染、高能源消耗备受诟病，据悉2021年中国建材行业碳排放14.8亿吨，其中水泥行业共排放12.3亿吨，约占建材行业碳总排放量80%，因此，中国能否实现双碳战略目标，建材行业至关重要。
2021年10月，国家发改委发布《2030年碳达峰行动方案》指出：加强新型胶凝材料、低碳混凝土等低碳建材产品研发应用，加强大宗固废综合利用率，提高矿产资源综合利用水平，推动固废资源化利用的目标。
“固废利用”的概念多次出现在高层发布的重磅文件中，这意味着“工业固废”将在国家“双碳”推动的历史性进程中，成为重要引擎和推手，固废资源化利用是减少碳排放最具潜力的领域之一。
可以说，工业固废资源化高效利用已成为我国推动建材行业绿色发展的有效手段，但在固废资源综合利用率方面，我国并未达到工业固废资源化高效利用的水平。
据《固废产业年度报告》数据显示，2021年我国大宗工业固废产量为37.2亿吨，大宗固废综合利用率仅达到56.8%，也就是说我国仍有近半数工业固废采取填埋、贮存等方式处理，不仅如此，目前我国固废利用仍以低值化产品为主，难以有效转化成高附加值产品。
以安徽省煤矸石和金属尾矿等固废为例，作为资源大省，安徽全省每年开采巨额煤矿的同时都会留下海量的煤矸石等固废堆积，据统计仅宿州市埇桥区就已查明有煤矸石18.64亿吨，大量的废料尾矿堆积不仅造成严重的环境污染，更会对人民生命财产造成威胁，2005年马鞍山黄梅山铁矿丙子山矿东郊尾矿库坝体部分坍塌，400多名村民被紧急疏散，随后更是发生多次坝体崩塌，人民群众的生命财产受到严重威胁。
图为煤矸石堆积对环境造成严重污染
不仅如此，因处置能力不足，大量固废的消纳速度远不及产生、堆积的速度，当下安徽省每年新增煤矸石约638.3万吨，其中60%以上进行了回填、制砖等非能源利用，在破坏环境的同时也造成了高碳排放，问题长期难以解决，这完全违背了我国双碳战略。
图为2012-2021年我国大宗工业固废产量
面对如今高碳排放和固废低值化利用，助力推动碳达峰和碳中和目标的实现是企业肩负的使命和责任。
以安徽国矿环保科技有限公司为例，作为安徽省本土环保企业，安徽国矿充分利用煤矸石、金属尾矿、钢铁废渣等各类工业固废，通过特有专利技术推动工业固废变高附加值资源的绿色低碳循环发展，消耗固废垃圾，产出环保新材，实现安徽工业固废变废为宝，化身“绿色低碳建材”，在解决各种工业固废堆积问题的同时，还能大大降低安徽碳排放。
02 研发超细粉掺合料，安徽国矿为降碳提供有效解决方案
早在2020年还处于创业初期的安徽国矿就率先抓住双碳战略发展机遇，彼时“碳达峰”和“碳中和”战略刚被高层提出，业界还未对“降碳减排”战略做出反应，而安徽国矿却早已布局固废高值化处理，开辟性的利用粉煤灰、矿渣、金属尾矿、建筑垃圾等各种工业固废为生产原料，通过原研技术将这些固废转化为新型“无碳超细胶凝掺合料”等高值化绿色建材。
这种新型绿色低碳材料可在水泥生产中有效替代部分熟料，从而减少熟料的使用量，直接降低因生产水泥造成的碳排放。
图为生产无碳超细胶凝掺合料所需各种固废原料
传统水泥在生产时，大量石灰石、黏土等原料会被送入锅炉中高温煅烧成熟料，这一过程中大量碳元素会与氧结合释放出大量二氧化碳。据统计，每生产一吨水泥熟料会排出约0.92吨二氧化碳，作为水泥熟料生产大省，2021年安徽省水泥熟料产量高达1.43亿吨，同比增加2.9%，据此计算，光是水泥熟料生产这一项，2021年安徽省就排放约1.3亿吨二氧化碳。
图为2022年全国各省市水泥熟料生产排名，安徽稳居前列
那么，安徽国矿生产的“无碳超细胶凝掺合料”是如何能在不降低水泥产品性能的前提下，通过“部分替代”实现降碳减排呢？
由于 “无碳超细胶凝掺合料”是经过反复粉磨及激化剂催化下生成的，因此它有着极细的颗粒粒径，在掺入水泥后，可有效填充于水泥微小缝隙中，这样不仅不会降低水泥的原始性能，反而还能提高水泥产品的品质，使其更耐磨、后期强度更高。
因此，安徽国矿生产的“无碳超细胶凝掺合料”可有效替代部分水泥，减少水泥使用，并且在水泥生产时掺和量越大，水泥总体性能越好，生产水泥所需煅烧的熟料就越少，从而实现降碳减排。
据悉，1吨的无碳超细胶凝掺合料在水泥生产中可替代10%的熟料，2020年全国水泥年产量23.77亿吨左右，按每吨水泥使用80%熟料计算，全年将少用熟料2.85亿吨，少用水泥7.13亿吨，可减排7.74亿吨二氧化碳，相当于植树70亿棵，安徽国矿的高值化固废利用能大大降低因水泥生产造成的高碳排放。
如今，安徽国矿已成长为双碳固废资源化综合利用技术的领跑者，在产品应用上，其生产的无碳超细胶凝掺合料不仅适用于水泥生产，更适用于多种应用场景来实现降碳减排。
作为在建材产业链中距水泥最近的产业，混凝土在制备过程中无疑会消耗大量水泥并排放巨量二氧化碳，因此，研发低碳混凝土是当下双碳战略中的重要一环。
研究发现，在混凝土生产过程中，掺入安徽国矿的无碳超细胶凝掺合料可极大提高混凝土的凝聚性和保水性能，让混凝土更持久耐用，提高混凝土的寿命，因此，在混凝土制备中，安徽国矿生产的无碳超细胶凝掺合料可大大减少水泥消耗实现降碳减排，据悉每立方混凝土中能替代水泥80-100kg，能实现降碳73-92kg，这对于混凝土产业可持续发展和资源合理利用以及生态保护具有重要的意义。
在混凝土走向低碳的同时，安徽国矿的无碳超细胶凝材料还可适用于不同场景，在“淤泥、软土固化”及“道路基层修筑”领域，安徽国矿都能给出有效的解决方案。
在淤泥及软土固化方面，安徽国矿的矿物基胶凝材料是一种专用淤泥及软土固化的新型材料，其可作为固化剂拌入淤泥中，经过自身的物理化学反应后，能将粒度小于10微米的散粒物料胶结，发生胶结反应，使得淤泥及软土固化成为一个整体，这有效解决了如河道清淤、尾矿（浆）固化等因淤泥或软土造成的各种环境及工程问题。在使用效果上，固化后的土体强度高，密实性好，抗渗、抗软化、抗冲刷、抗酸碱腐蚀，并且还能兼顾更高的效益，用量少，价格低，其单位处置运行为30-50元/吨。
图为淤泥（左）及淤泥固化式样（右）
与水泥相比，在同样的施工以及性能指标不变的前提下，安徽国矿的矿物基胶凝材料用量仅是水泥的1/3至1/5，在同样用量情况下，性能是水泥的3倍至10倍，不仅如此，在同样用量情况下，固化土体强度7天强度相当于或超过水泥的28天强度。
如今，这一优秀产品已应用在多个场景，在马鞍山长江不夜城项目上，需要在20天内对长江沿岸软弱地基迅速加固，若使用传统水泥材料加固，会大大延长工期和造价，而使用安徽国矿新材料，不仅在工期内完成，且强度更强，价格更低。
图为安徽国矿助力马鞍山长江不夜城项目固化效果
不仅如此，其在工程上也有着诸多应用。
在道路修筑时，安徽国矿创新性使用“矿物基胶凝材料”作为固化剂，在渣土层上平铺固化剂并均匀搅拌形成复合土，并对复合土反复碾压、养生后即可进行沥青层的铺设。这种掺入固化剂的复合渣土路面有着优异的性能，其压实度高达96%,平均含水率17.1%，不仅能做到道路坚实度高，还能解决无法在含水量高的土壤下施工的技术难题，不仅如此，其单平方材料成本仅为26-31.2元/吨，远低于水泥46-51.2元/吨价格。
这完全可以替代用水泥固化土壤的方式，不仅大幅减少施工程序，降低施工成本，更能大幅提高路面性能。
03 强势的技术竞争力，助力安徽国矿领跑业界
安徽国矿能高效利用固废实现降碳减排及处理固废堆积问题，源于企业对降碳技术的执著探索。
依托于中国科学技术大学化学材料与工程学院、中科院纳米所、中建材合肥水泥研究院等科研机构，安徽国矿在球磨机等低碳材料生产设备上做出了颠覆性的创新设计。
在球磨机领域，安徽国矿优化了整个粉磨系统，大大提升了工业固废的粉磨效率，其5000次/秒撮磨撞击能有效破坏颗粒表面坚实的外壳，增加比表面积，提高精细度。如今安徽国矿的粉磨产品成品细度已能达到800m2/kg，远超中国建材集团等同行企业只能生产加工300-400m2/kg的水平，其生产颗粒平均粒径小于10微米，生产更细、性能更优的无碳超细胶凝掺和料，不仅能有效替代部分水泥，且各项性能均优于S95矿粉，此领先的技术为安徽国矿独创，在国内没有竞争对手。
图为同行业对手的超细粉研磨细度及产量
不仅如此，在安徽国矿的研磨技术远超建材行业的同时，其球磨设备同样能做到高产量和低成本。
以安徽国矿的超细球磨机为例，其每小时能生产超60吨无碳超细胶凝掺和料，每年能生产40万吨以上，而同行竞争对手却只能每小时生产45-50吨无碳超细胶凝掺和料，在生产成本上，安徽国矿的球磨机设备单位电耗低，每吨生产综合电耗只有32-35KWh。无论是设备技术、生产效率、综合耗电，安徽国矿均具国际技术领先优势，远超同行，有效避免了高耗能、低产量、产品性能差等问题。
图为安徽国矿三维技术专利
如今，安徽国矿不仅拥有三项微纳米级超细粉专利，三项超细粉磨工艺专利及六项超细粉磨设备专利组成的三维专利技术保护池，构建起业界领先的技术壁垒，更是拥有先进的试验室及检测试验设备，目前安徽国矿在合肥设立了碳中和新材料中心实验室，拥有先进的检测实验设备，用以主导无碳超细活性胶凝材料系列产品开发，在铜陵设立铜陵国矿新材料科技有限责任公司，驱动公司无碳超细胶凝掺合料生产，实现产学研结合，形成技术-工厂-产品-销售-应用的闭环。
04低碳市场容量巨大，安徽国矿冲击高端化
立足于合肥高新区，2020年12月才成立的安徽国矿是一家年轻的公司，但作为“碳达峰”及“碳中和”战略下固废资源高值化利用的探索者，安徽国矿始终保持飞速发展并取得优异的成绩。
截至2022年9月，安徽国矿铜陵工厂生产的“微纳米超细粉”系列产品月产量超11000吨，其产品在江苏、山东等发达地区建材产业广泛销售并应用，如今，安徽国矿已开始直接向一线央企供货并获高度肯定。
然而，面对领先的技术和市场认可，安徽国矿并未止步于此。
在利用固废节能降碳的道路上，安徽国矿依旧在最前沿探索并陆续研发出新技术，以适用于更高端化的多场景应用，冲击产业高端。
通过组态研发，安徽国矿采取m3 VA技术进行配方形成以工业固废为基础的新型绿色添加材料如：地聚物（GPC）和气凝胶等前沿技术产品。
相比其他种类的低碳胶凝材料，安徽国矿研发的地聚物胶凝材料由于自身形成化学键缘故，强度比一般低碳胶凝材料要更高，更耐腐蚀，更耐高温、抗辐射，可应用在水坝坝体结构补强，内部防渗，固封重金属离子与放射废料等更高端及高难的场景。
对产品的高端化探索让安徽国矿能更早更快占领市场。
在国家双碳战略驱动下，固废资源再利用已是发展低碳产业最具潜力的领域之一，不仅能大量消纳工业固废，还可以降碳减排，实现大宗工业固废高价值利用。伴随未来中国经济转向绿色低碳模式，可以预见，这种固废资源变革无疑有着巨大的市场规模及经济效益。
据中国建筑材料联合会预测，2025年我国绿色建筑市场规模有望超9万亿元，其中，绿色建材市场规模预计约为1.3万亿元，应用比例将持续提升。这对具有行业技术领先优势的安徽国矿来说，其生产的超细粉复合掺合料的市场容量会越来越大，销售前景非常广阔。
当前安徽经济发展正处于动力转换节点，数十年的粗放式发展让安徽经济取得举世瞩目的成就，但这也导致了安徽资源消耗高，高碳排放的负面影响放大。在双碳战略的大背景下，安徽低碳建材生产和固废资源高值化利用均面临新的挑战和重大机遇。
尽管成立仅两年，安徽国矿却依势而起，抓住了发展先机，依靠自身强势的核心技术竞争力，远远走在消纳固废和降碳减排的最前沿，面对安徽严峻的高碳排放挑战，或许安徽国矿能提交一份完美的答卷。
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