你知道一座矿山每年产生的废弃尾矿有多少吗？你知道城市建筑的工程渣土也能变废为宝吗？厦门大学许清池副教授课题组通过走访多地矿山与建筑工地，运用朴素的物理筛分原理，革新矿产资源回收技术，不仅助力“无废城市”的建设，守护绿水青山，更为中小型企业开源节流超千万。

让尾矿回收更高效

宁波某大型砂石矿上，巨大的机械轰鸣声中，水流裹挟着矿石奔腾不息。“每天近7000吨尾矿，一年光处置费就高达7000多万元，还无处可堆！”矿山负责人如是说。这些混杂着细砂的尾矿，一直是企业的沉重负担和环保难题。

传统的尾矿细砂回收工艺采用“大功率渣浆泵+旋流器”。然而，面对矿山生产线高达5000-6000m³/h的泥浆量，往往需要部署数十套设备，不仅能耗惊人，效率也偏低。实地检测显示，仍有12-15%的细砂通过旋流器溢流口流失到尾矿中，造成宝贵自然资源的浪费，并加剧了尾矿处置和环境污染的压力。

课题组多次走访矿山，逐步拆解矿产加工工艺，巧妙运用最简单的物理知识，给出了一个令人意外的解决方案——在传统的矿产加工工艺中的“捞砂机”前端增加一个“减速器”。该装置利用流体力学原理，有效减缓水流冲击力，增加粗/细砂沉降时间，减少细砂的溢出量。“减速器”的加入，使得每天流失的约800-1000吨尾砂被高效回收，尾矿总量锐减10-15%。更重要的是，这些原本因高速水流溢出的尾矿砂石，经回收检测，品质符合标准，可直接用作建材销售。

“算一笔账就明白了。”许清池现场演算道：“每天回收800-1000吨砂，不仅省下35元/吨处理费，还能卖55元/吨。仅此一项，企业年增收超2000万！”而减少的水量和泥污处理需求，同样能让企业每年节省絮凝剂费用500万元。此外，该装置减少了粗颗粒对砂浆泵叶轮的磨损，降低了设备维修率，显著提升了生产效率并降低了能耗。这个被矿山老工程师评价为“做了三十年没见过”的小装置，用朴素的物理原理撬动了千万级效益，为保护一方水土提供了切实可行的技术路径。

宁波矿山项目技改生产线

让工程渣土更“绿色”

如果说矿山尾矿是工业领域的“放错位置的资源”，那么城市建设中产生的大量工程渣土，则是潜伏在都市地下的“隐形矿山”。在漳州南靖的高白低铁石英砂生产线上，从厦门和漳州运来的建筑基坑渣土正在经受物理“洗礼”，实现从废渣到环保材料的华丽转变。这是课题组在“无废城市”领域的又一创新成果，是守护城市生态环境、建设美丽中国的生动实践。

但凡需要打地基的建筑，就必然产生工程渣土。虽然不同于矿山开采出来的天然矿产，但工程渣土本质上也是一种矿产资源。传统的处理方法要么简单回填，要么沦为填埋场的负担，不仅占用宝贵的土地资源，更威胁生态安全。迄今为止，国内没有较为成熟、高效的资源化利用方案。

利用工程渣土生产高白低铁石英砂生产线

这个问题也吸引了许清池的关注。2014年开始，许清池就一直专注于固废资源化利用的产学研工作。2016年，课题组与企业合作成立院级联合研发中心，专注于工程渣土资源化利用研究。在研究过程中，课题组发现部分渣土分离出的沙粒石英含量较高。

这一发现牵引着课题组展开了进一步的探索。他们先对渣土进行系统性分析分类，随后利用高压水冲洗、强力擦洗、磁选等纯物理手段，如同“分子筛”一样，精准地将混杂在渣土中的石英、长石、瓷土、磁铁矿等矿物逐一分离、提纯。

成果令人惊叹，分离出的高白石英砂，二氧化硅纯度超过99%，氧化铁含量低于100ppm，完全达到制造光伏玻璃、高白玻璃的原料标准。整个流程100%资源化、零排放：分离出的瓷土可以直接用于陶瓷生产；磁铁矿成为炼铁原料；工艺用水经处理后100%循环使用，无废水排放；生产仅需电能，无废气产生。

目前，课题组的技术已在福建漳州南靖示范项目成功应用，每年可消化100万吨工程渣土，产出30万吨高品质光伏石英砂，以及高价值的瓷土和磁铁矿。这不仅为当地解决了棘手的渣土处置难题，节省了大量珍贵的土地资源，有效保护了耕地和生态环境，更变废为宝，为蓬勃发展的光伏产业提供了关键的本地化原材料，实现了经济效益与生态效益的双赢，为美丽中国画卷增添了一抹“绿色”。

数据显示，中国尾矿累计堆存超200亿吨，工程渣土年产量超20亿吨。面对如此庞大的固废难题，许清池团队持续深入一线，因地制宜地为各地量身定制“无废城市”方案，探索将城市废料变为“绿色宝藏”的可行路径。目前，该技术已在福建、浙江、山东等多地企业成功应用。

“我们的技术原理不深奥，胜在直击痛点。”物理化学出身的许清池坦言。“当我们用物理‘魔法’唤醒这些‘沉睡’资源，城市就少一座垃圾山，大地就多一片绿水青山，地球就多一份矿产资源，我们离‘美丽中国’的目标就更近一步。”

【团队名片】

厦门大学物理科学与技术学院许清池课题组主要研究方向为一维、二维材料的合成、功能化和其在能源、催化等领域中的应用，以及固体废弃物的资源化利用。团队主要研究成果在国际著名期刊Sci. Adv.，Angew Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，Light Sci. Appl.，Adv. Energy Mater.，Adv. Func. Mater. 等发表论文60余篇，授权发明专利近20项。研发成果已成功实现多项技术转化，包括宁波振诚矿业尾矿回收、山东泰安市绿色矿山、漳州高白光伏玻璃石英砂、龙岩铁尾矿资源化利用等项目。团队目前共有8项关于尾矿/渣土资源化利用课题，1个工程渣土资源化利用研发中心。

（宣传部 高晓东）

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