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依托北京建材總院，明確創(chuàng)新發(fā)展方向

固廢資源化利用與節(jié)能建材國家重點實驗室（以下簡稱實驗室）依托于北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司，主要聚焦固體廢棄物“3R”處置與節(jié)能建材制備應(yīng)用基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵共性技術(shù)研究，以及固廢標(biāo)準(zhǔn)制訂與固廢資源化利用評價技術(shù)研究，聚集和培養(yǎng)了一大批固廢資源化與節(jié)能建材領(lǐng)域優(yōu)秀人才，不斷引領(lǐng)和帶動固廢資源化與節(jié)能建材領(lǐng)域的技術(shù)進步。2010年12月實驗室獲得批準(zhǔn)籌建，2013年1月通過科技部驗收。

眾所周知，伴隨著人們的生產(chǎn)、消費活動不斷轉(zhuǎn)換與升級，隨著城市化、工業(yè)化進程加速和人口迅速增長，尾礦廢石、粉煤灰、煤矸石、脫硫石膏、鋼鐵冶金渣、城市污染、垃圾飛灰等固體廢棄物的產(chǎn)生量逐日增長，且性質(zhì)更趨復(fù)雜，由此引發(fā)的環(huán)境問題日益突出，而建筑材料具有大規(guī)模消納固體廢棄物和適應(yīng)性強等優(yōu)勢。北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司在固廢資源化利用與節(jié)能建材領(lǐng)域開展了60多年的創(chuàng)新性研究，將固廢資源化與節(jié)能建材及產(chǎn)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展結(jié)合起來，致力于相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵共性技術(shù)研究、人才聯(lián)合培養(yǎng)等方面創(chuàng)新性工作，引領(lǐng)固廢資源化利用開發(fā)節(jié)能建材應(yīng)用研究，并加速其科技成果轉(zhuǎn)化的產(chǎn)業(yè)化進程，帶動相關(guān)的材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和環(huán)境工程等交叉學(xué)科基礎(chǔ)研究及科學(xué)技術(shù)進步，推動我國生態(tài)文明建設(shè)進程。

基于此，實驗室明確了研究方向，一是工業(yè)固廢與節(jié)能建材研究：針對金屬尾礦、煤基固廢、冶金渣等工業(yè)固廢資源化利用的關(guān)鍵共性問題，研究固廢產(chǎn)排與賦存特征，以及制備綠色節(jié)能建材物化反應(yīng)原理、產(chǎn)物組成、顯微結(jié)構(gòu)和微觀形貌等因素對產(chǎn)品性能的影響規(guī)律，探明作用機理，并研發(fā)制備技術(shù)與關(guān)鍵裝備。二是生活固廢與節(jié)能建材研究：內(nèi)容包括生活垃圾、城市污泥制備替代燃料的燃燒與氣化特性；水泥窯分解爐CFD模擬優(yōu)化與替代燃料耦合脫硝機理；水泥窯協(xié)同處置生活垃圾、城市污泥重金屬遷移固化穩(wěn)定化機理；河道淤泥、建筑垃圾塑性配伍、膨化成孔機理。三是建材工業(yè)協(xié)同處置危險固廢的研究：內(nèi)容包括生活垃圾焚燒飛灰等危廢中二噁英隨窯系統(tǒng)場態(tài)揮發(fā)、裂解、再生成的反應(yīng)動力學(xué)特征，典型重金屬離子遷移、富集與固化機理，鉀鈉硫氯等有害組分對熟料煅燒、礦物生成、微觀結(jié)構(gòu)與形態(tài)影響機理；螯合劑對冶金污染場地典型重金屬固化穩(wěn)定化機理。四是固廢制備節(jié)能建材評價技術(shù)研究：內(nèi)容包括固廢制備節(jié)能建材全生命周期評價模型，典型固廢衍變歷程與物化特性，固廢預(yù)處理技術(shù)規(guī)范和綠色制備建材產(chǎn)品工藝、質(zhì)量、環(huán)境、能耗評價技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系，固廢重金屬、類二噁英環(huán)境安全影響評價。

服務(wù)重點工程應(yīng)用，科技創(chuàng)新碩果累累

近年來，實驗室在國家科技部、北京市、金隅集團的大力支持下，在應(yīng)用基礎(chǔ)研究、承擔(dān)重大任務(wù)、服務(wù)重點工程、行業(yè)引領(lǐng)帶動等方面取得了重要進展。

在應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面，實驗室在固廢制備建材領(lǐng)域一直保持持續(xù)深入的研究，近年來更是在應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面加大研究力度，研究重心主要放在了工業(yè)固廢制備節(jié)能建材的利用機理及對建材性能的影響機理研究、水泥窯協(xié)同處置生活垃圾及危險廢物的機理研究、固廢制備節(jié)能建材的評價體系研究等方面。

實驗室根據(jù)既定的研究方向，致力于承擔(dān)國家及省部級科研項目，以及運用現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用于重點工程。

利用尾礦廢石制備高性能砂漿及混凝土，實驗室研發(fā)出性能指標(biāo)符合或超越國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的水泥基自流平砂漿、修補砂漿、高強無收縮灌漿材料和抗裂砂漿產(chǎn)品，特種砂漿使用尾礦砂均100%替代天然砂。在全產(chǎn)業(yè)鏈綜合利用尾礦、廢石工藝設(shè)計方面均為國內(nèi)外首創(chuàng)。該成果開發(fā)的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于北京城市副中心、北京大興國際機場、雄安新區(qū)等國家重點工程。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅近3年累計新增銷售額53.6180億元以上，新增利潤1.7058億元，社會經(jīng)濟和環(huán)境效益顯著。

實驗室開發(fā)了利用脫硫石膏生產(chǎn)ɑ-高強石膏的動態(tài)蒸壓半干法生產(chǎn)工藝及裝備。該技術(shù)的推廣應(yīng)用充分發(fā)揮了煙氣脫硫石膏高品位特性，一定程度上緩解了我國高品位天然石膏資源短缺的現(xiàn)狀，為煙氣脫硫石膏開辟了高值化利用的新途徑，解決了傳統(tǒng)工業(yè)副產(chǎn)石膏產(chǎn)品運輸半徑小、綜合利用困難的現(xiàn)狀。該項目先后獲得專利授權(quán)8項，其中授權(quán)發(fā)明專利4項，2013年相關(guān)產(chǎn)品獲得“國家重點新產(chǎn)品稱號”。

實驗室開展的“新型干法水泥窯分質(zhì)處置生活垃圾產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究”項目，先后攻克了對成分變化大、熱值低、渣土含量高的城鎮(zhèn)生活垃圾的適應(yīng)性、含水率60%污泥與垃圾篩下物同步處置等技術(shù)難題，達到國際先進水平。該項目先后獲得授權(quán)專利16項，榮獲中國建材聯(lián)合會科技進步二等獎、中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會中國循環(huán)經(jīng)濟專利一等獎，入選北京市科委藍天行動計劃優(yōu)秀推廣項目，并獲中國建材聯(lián)合會“兩個二代”優(yōu)秀成果獎。

2004年，在北京市環(huán)保局、市科委的支持下，實驗室開始開展生活垃圾焚燒飛灰無害化處置技術(shù)的研究。2012年，國內(nèi)首條飛灰綜合利用生產(chǎn)線在北京金隅琉水環(huán)保公司順利落成。2018年又建成了年處置4萬噸的水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰二期示范線，在全球首次實現(xiàn)飛灰處置中的廢水全部回收和鉀、鈉鹽分離，能夠處置北京地區(qū)70%生活垃圾焚燒飛灰，保障了大都市垃圾焚燒處理連續(xù)運行。

實驗室還承擔(dān)了京津城市應(yīng)急任務(wù)——危險廢棄物處置。在北京，建成1500噸/日有機污染土熱脫附環(huán)保示范線，承擔(dān)北京市石景山首鋼冬奧場館場地近60萬噸有機污染土的修復(fù)處置任務(wù)。

實驗室在新冠肺炎疫情醫(yī)療廢物處置的工作中也作出巨大貢獻，指導(dǎo)河北涿鹿金隅水泥有限公司、宣化金隅水泥有限公司進行系統(tǒng)技術(shù)改造，先后取得醫(yī)廢處置許可，并編制《水泥窯協(xié)同應(yīng)急處置新冠肺炎醫(yī)療廢物技術(shù)規(guī)程》CBMF/Z 76-2020團標(biāo)。

同時，實驗室一直致力于研究競爭前共性技術(shù)，所形成的一系列產(chǎn)品技術(shù)引領(lǐng)了行業(yè)發(fā)展，推動了產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步。尾礦、冶金渣、脫硫石膏、粉煤灰等大宗工業(yè)固廢制備建材產(chǎn)品研究，不僅成功消納了大量的大宗工業(yè)固廢，同時解決了工業(yè)固廢制備建材產(chǎn)品的性能問題。處置生活垃圾、污泥等共性技術(shù)及裝備研究，成功實現(xiàn)了城市生活固廢的處置和資源化利用的難題。焚燒飛灰、污染土等危險廢物的關(guān)鍵性技術(shù)研究，解決了危險廢物既往只能填埋的困境。脫硫石膏高值化利用的評價體系研究，為脫硫石膏產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化評價建立了一套完整的體系。

院士組成學(xué)術(shù)委員會，建設(shè)人才培養(yǎng)基地

實驗室是北京市屬國企中唯一的企業(yè)國家重點實驗室，也是我國固廢資源化利用領(lǐng)域唯一的國家重點實驗室。實驗室面積2萬余平方米，固定資產(chǎn)總值4.5億元，擁有由費維揚院士任主任，張聯(lián)盟院士、左鐵鏞院士、柴立元院士為副主任領(lǐng)銜的學(xué)術(shù)委員會。客座教授有“千人計劃”戴曉虎、汪俊峰，973首席科學(xué)家鄭明輝，全國工程勘察設(shè)計大師于興敏，國家杰出青年自然科學(xué)基金獲得者王發(fā)洲等，實驗室由王肇嘉、劉鳳東、陳旭峰、何光明、劉衛(wèi)民等共同組成學(xué)術(shù)帶頭人隊伍，帶領(lǐng)實驗室4個研究團隊開展科研工作。

實驗室在近十年的建設(shè)期間，培養(yǎng)了許多優(yōu)秀的學(xué)術(shù)帶頭人和青年科研骨干。實驗室的研究方向和研究工作十分具有特色，在較高水平的科研平臺及科研環(huán)境建設(shè)基礎(chǔ)上，吸引了一批優(yōu)秀科研工作者加盟。目前，實驗室現(xiàn)有固定人員人才隊伍128人，流動人員39人，包括外籍專家1人，客座研究員5人。近年來，實驗室取得了驕人的成績，先后承擔(dān)了國家及省部級等重大項目100余項，獲得授權(quán)專利600余項，榮獲北京市科學(xué)技術(shù)進步一等獎、全國建材行業(yè)科技進步一等獎等國家及省部級科技獎勵30余項，成果推廣和輻射到全國23個省市，為我國固廢資源化與節(jié)能建材領(lǐng)域的重大科技進步起到源頭支撐作用，更為促進首都科創(chuàng)中心建設(shè)和生態(tài)文明發(fā)展作出了積極的貢獻。

未來，實驗室將持續(xù)優(yōu)化各研究領(lǐng)域人才隊伍建設(shè)規(guī)劃，為主研以上骨干量身定制職業(yè)生涯設(shè)計方案，大幅強化激勵機制，有重點、有計劃地進行培養(yǎng)和扶持。依托單位主管部門優(yōu)惠政策，引進行業(yè)頂級專業(yè)技術(shù)人才。不斷完善單位及實驗室人才發(fā)展規(guī)劃，并在研究領(lǐng)域內(nèi)進行細化。制定人才引進機制及引進計劃，通過人才培養(yǎng)及人才引進，未來兩年內(nèi)將完成100人左右的人才隊伍建設(shè)。

加強行業(yè)協(xié)會合作，促進企業(yè)科學(xué)發(fā)展

近年來，實驗室不斷加強與中國混凝土與水泥制品協(xié)會的合作。2020年4月，共同建設(shè)了“混凝土與水泥制品行業(yè)輕骨料材料設(shè)計創(chuàng)新中心”，其主要功能是緊密結(jié)合國家綠色建筑領(lǐng)域、綠色建材領(lǐng)域和環(huán)保領(lǐng)域國家重大戰(zhàn)略需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，重點解決大宗固廢規(guī)模化、資源化、清潔化、高附加值化利用領(lǐng)域的關(guān)鍵共性技術(shù)難題，通過開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的綠色輕質(zhì)新材料技術(shù)，產(chǎn)品及工藝裝備，實現(xiàn)綠色建材與綠色基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重點突破。

作為綠色高性能輕骨料混凝土協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長單位，實驗室連續(xù)4年在中國混凝土與水泥制品協(xié)會舉辦的“全國輕骨料與輕骨料混凝土創(chuàng)新論壇”上做主旨報告。同時，在中國混凝土展上展示實驗室的科研成果，并達到了良好的宣傳效果。2022年3月30日至4月1日，將在南京舉辦“2021-2022中國混凝土展”，實驗室繼續(xù)設(shè)立展區(qū)，對無硼無堿玻璃纖維、功能性涂料、特種干混砂漿等技術(shù)進行展示與推廣。

一直以來，實驗室十分重視科研成果轉(zhuǎn)化的工作。受昆明滇池投資有限責(zé)任公司、山東壽光市港投控股集團有限公司、山東鋁業(yè)有限公司、山東恒遠利廢技術(shù)股份有限公司、廣州華瑞環(huán)境科技有限公司、河南中美鋁業(yè)有限公司、大同煤礦集團有限責(zé)任公司以及北京金隅琉水環(huán)保科技有限公司等委托，通過輕骨料材料設(shè)計創(chuàng)新技術(shù)，采用粉煤灰、煤矸石、赤泥、河道淤泥、尾礦、不銹鋼渣、垃圾飛灰、污染土等大宗固廢為原材料，開展了固廢制備多孔輕質(zhì)材料關(guān)鍵技術(shù)研究，完成了多項高性能輕骨料產(chǎn)品開發(fā)，其中采用粉煤灰、煤矸石、赤泥、河道淤泥、污泥、尾礦制備輕骨料項目已完成中試研究，部分項目已完成產(chǎn)業(yè)化落地。

實驗室還參與了多項標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，包括《結(jié)構(gòu)混凝土用高強輕骨料》團體標(biāo)準(zhǔn)、中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《超高層建筑用輕骨料混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》《固廢制備輕骨料綠色工廠設(shè)計》團體標(biāo)準(zhǔn)、交通運輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程高強輕集料》專家評審等。