近日,我校杜冬云教授課題組在化工和環境工程領域權威期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一區 TOP,IF=13.4)上發表了題為《From hazardous waste to backfill materials: deep stabilization of soluble fluoro-phosphorus in phosphogypsum flotation tailings via mechanochemical-geopolymer coupling technology》的最新研究成果。該研究針對磷石膏反浮選提質過程中產生的磷石膏浮選尾渣(PFT)內可溶性磷、氟遷移風險高的問題,提出了一種基于堿-機械協同作用耦合地質聚合技術的協同處理方法,為實現PFT從危險固廢向穩定回填材料的低碳資源化轉變提供了新路徑。本研究我校資環學院碩士研究生陳小紅為論文第一作者,葉恒朋教授和陳紹華副教授為論文的共同通訊作者,中南民族大學為唯一通訊單位。

隨著全球“雙碳”戰略的推進和新能源產業的迅猛發展,濕法磷酸生產過程中副產的磷石膏年產量持續增加,全球堆存量已超過70億噸,而綜合利用率仍低于30%。反浮選技術因其多雜質協同去除、環境負荷低及經濟性好,被廣泛應用于磷石膏的深度凈化和提質,但該過程不可避免地會產生15-25%磷石膏浮選尾渣(PFT),其富集了有機質、可溶性磷和氟等雜質,環境風險顯著高于原磷石膏。
目前常用的水泥固化技術存在高碳排放、固化效率低等問題,難以滿足綠色發展需求。該研究整合了機械化學與地質聚合物技術優勢,以電石渣和赤泥兩類工業固廢作為固化劑,構建了“以廢治廢”的協同固化體系。通過機械化學手段在無溶劑條件下直接驅動固-固反應,實現對可溶性磷、氟的高效預固化;再通過地質聚合過程將預固化渣制備成礦坑回填材料,不僅實現了可溶性磷、氟的深度固化,同時賦予了材料良好的力學性能。研究結果表明,該技術可有效控制PFT中可溶性磷、氟的遷移風險,并實現固廢的大規模資源化利用。生命周期評估(LCA)顯示該技術具有較好的環境可持續性,契合綠色低碳發展要求。該研究為解決磷石膏浮選尾渣的污染問題與資源化利用提供了新思路,對推動工業固廢低碳高值利用、服務國家“雙碳”戰略具有重要意義。

該項研究得到了湖北省科技重大專項子課題的資助。
葉恒朋教授長期致力于砷環境地球化學、重金屬污染防治以及固廢資源化利用等方面的研究工作。近年來在《Water Research》、《Chemical Engineering Journal》《Construction and Building Materials》等國際期刊上發表了一系列相關研究成果。
陳紹華副教授長期致力于重金屬廢水治理新技術、鐵基納米材料設計及應用的研究工作。
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