科创中国

         本技术适合大宗固废的资源化利用。对于年百万吨级的冶金固废，需要大宗的利用途径。砂石骨料是数量最大的建筑材料，我国年消耗量超过200亿吨。随着国家对生态环境保护的加强，下河挖沙和开山炸石受到越来越多的限制，砂石骨料越来越短缺。利用固废制备大宗人造砂石骨料是大宗固废资源化利用的有效途径。现有利用固废制备陶粒的技术以回转窑工艺为主，单条线最大产能在年15万方左右，通常每方陶粒烧结能耗在40-70方天然气，烧结成本高，目前局限于生产价格较高的轻质烧胀陶粒，或者有较高固废补贴的污泥陶粒等，产品市场受限，难以应用到其它大宗固废。如何降低烧结成本是关键。

        本技术新型陶粒高效焙烧节能技术，避免传统陶粒回转窑煅烧形成的单位陶粒产品排风量和热损失，回转窑截面陶粒填充率仅约10%的高能耗固有弊端，极大降低烧结能耗和烧结成本。

       采用新型陶粒焙烧窑制备固废烧结陶粒，具有1）陶粒产量大（20~100万吨/年规模），突破传统陶粒回转窑小于15万方/年的瓶颈，节省场地、节省投资，降低单位产品成本。2）能耗低：高效率强制换热且陶粒静态燃烧，气耗5-30方天然气/方，成品率和热效率高；3）产品性能可控，实现陶粒升温制度、气体流量和温度分布的实时优化控制，根据市场生产不同型号产品；4）原料适应性强，可协同利用各类别固废，可根据原料特点进行设备和工艺的个性化设计，优化烧结过程。

成果亮点：

       1. 具有自主知识产权，研究成果已授权发明专利3项，申请10项，其中与合作企业作为共同申请人申请5项专利。

       2. 技术先进性：国际领先，申请了系列专利，建成了国际上首条利用焙烧方法制备的固废陶粒。

技术优势：

       将钢铁冶金球团焙烧原理应用于固废陶粒烧结制备过程。如同冶金球团带式焙烧技术在提高球团焙烧产量，降低焙烧成本方面具有较大优势，并逐渐替代链篦机-回转窑工艺类似，利用焙烧技术能够在提高产量，降低烧成能耗方面具有显著优势。相比回转窑工艺，本技术采用通过热风可控循环和增加陶粒产量，使传统陶粒回转窑煅烧形成的单位陶粒产品排风量大大降低，陶粒出口温度显著降低，避免回转窑截面陶粒填充率仅约10%的高能耗的固有弊端，极大降低烧结能耗和单位固废产品的投资强度和占地。

性能指标：

所述窑炉本体为全封闭式，包括布料干燥段、干燥段、预热段、烧成段、均热段、冷却段和尾冷段，窑炉下方和上方设有排烟及余热回收风道系统；所述排烟及余热回收风道系统包括：设置在布料干燥段下方的第一风口；设置在干燥段、预热段下方的第二风口，设置在烧成段、均热段下方的第三风口和设置在冷却段和尾冷段下方的第四风口，设置在布料干燥段上方的第一风箱，设置在干燥段和上方的第二风箱，设置在冷却段上方的第三风箱，设置在尾冷段上方的第四风箱；第一风箱与环保处理系统及烟囱连通，第二风箱与第三风口连通，第三风箱与烧嘴燃烧室连通，第四风箱与第一风口连通，第二风口与环保处理系统及烟囱相连，而第四风口与大气连通；所述烧嘴燃烧室设置在预热段、烧成段、均热段上方；当采用所述隧道窑系统烧制陶粒砂时，DCS开启排烟和余热回收子系统，第四风口进风，进入冷却段和尾冷段，第四风箱抽风通过窑炉下方的第一风口进入布料干燥段，布料干燥段上方的第一风箱抽风将风排入环保处理系统及烟囱，实现第一个气体循环；冷却段抽风进入烧嘴燃烧室，第三风口抽风通过第二风箱进入干燥段，第二风口抽风将干燥段和预热段的风排入环保处理系统及烟囱，实现第二个气循环；点燃烧嘴燃烧室，对窑炉本体进行预热和对陶粒烧制；通过窑头布料子系统将陶粒布设于台车中；当窑炉达到预设温度时，台车在回车子系统的牵引下，进入窑炉中布料干燥段，并依次进入干燥段、预热段、烧成段、均热段、冷却段和尾冷段，最后从尾冷段出窑炉，完成陶粒烧制。

市场分析：

技术转移/合作的领域包括1）产生大宗固废的大型企业，如需要处理钢渣、难处理尘泥等固废的钢铁企业；产生赤泥等的氧化铝企业；产生各类尾矿的矿山企业；煤矸石、锂渣、氰化渣、铜渣、铅锌渣、铁合金渣等水泥混凝土难处理的大宗固废产废企业。2）需要处理各类大宗固废的环保企业，比如形成环保产业基地的核心基地，将区域的固废协同处置，包括工业固废，市政固废等。

       李宇教授，博士生导师，长期从事工业固废制备陶瓷材料的研究，并处于国内外领先水平。2007年博士毕业于清华大学，2009年清华大学博士后出站，2015年到多伦多大学公派访学，先后入选北京市青年英才、教育部青年骨干教师资助计划。现就职于北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，任冶金资源所所长，主要从事冶金二次资源循环利用方向的教学与研究。作为负责人先后主持国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省重点研发计划项目、北京“青年英才计划”、教育部博士学科点专项基金、企业项目等20余项，并还先后参与国家和省部级等项目近30项，获得科技成果鉴定2项，制定行业标准1项，获得建材联合会和金属学会等省部级科学技术奖2项；获得授权专利16项，其中国际PCT专利授权1项；发表论文100余篇，SCI/EI收录50余篇，TOP期刊文章10余篇。

        本项目主要效益体现在1）固废产能大，处理的吨投资为100-150元/吨，低于传统回转窑陶粒的吨投资 200元/吨，并节省场地约30%；2）生产能耗低，气耗为5-30方天然气/方，低于传统回转窑陶粒40%-70%。对于一条年产50万吨的钢渣陶粒生产线，其投资5000-7500万元，生产成本75-100元/吨。 如果考虑处理固废补贴或者使用高炉煤气作为热源，将进一步降低生产成本。

合作方式：技术许可、作价入股

推广应用情况：目前已建成了一条年产15万吨陶粒的固废陶粒生产示范线，利用赤泥陶粒、钢渣陶粒、煤矸石陶粒和尾矿陶粒等制备了合格的陶粒。生产过程的能耗为5-30方天然气/方。生产的产品为中高密度陶粒，堆积密度800~1150kg/m3，筒压强度4.0~12.5MPa，满足GBT17431.1-2010-轻集料及其试验方法，JGJ／T 12-2019轻骨料混凝土应用技术标准要求。

期望技术转移成交价格（大概金额）：洽谈。