科创中国

行业领域

新材料技术,高技术服务业,新能源及节能技术

需求背景

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废物，是成煤时期与煤伴生的低碳岩石， 主要包括巷道掘进矸石， 洗煤作业时洗选出来的煤层顶板、底板及煤层夹层中的矸石。煤矸石含碳量约为 20% ～ 30% ，其他 成 分 是 Al2O3、SiO2 以 及 少 量 的 MgO、Na2O、Fe2O3、CaO、K2O、SO3和稀有元素等微量成分。煤矸石中含有的有用矿物成分有煤、硫铁矿等。煤矸石的排放对矿区周边环境造成了巨大的负面影响， 填埋处置不当导致土地贫瘠化、盐渍化、荒漠化; 煤矸石产生的淋滤液含有大量有毒有害物质， 渗入地下水后造成地下水水质和水生态环境破坏; 煤矸石自燃时也会产生有毒有害气体污染环境等。

        发泡陶瓷是一种具有三维空间网状结构且伴有高气孔率的新型功能材料，具有密度小、强度大、孔隙率高、耐高温、抗腐蚀、寿命长等优点，被广泛应用于环保、化工、生物、医学等领域。煤矸石是由无机质和少量有机质组成的混合物，主要化学组成为 SiO2 和 Al2O3， 是制备泡沫陶瓷的理想原料。

需解决的主要技术难题

现有的发泡陶瓷由于发泡剂、助熔剂和稳泡剂等组分的加入 ,增加了工艺复杂性 ,加大了气孔调控的难度。有些造孔剂在使用时会污染环境，例如有机造孔剂烧尽时排放气体。

期望实现的主要技术目标

研究煤矸石制备发泡陶瓷的工艺技术：

1、开发一种煤矸石制备发泡陶瓷的制备方法；

2、申报专利3项；

3、发表论文3篇；

4、制备的发泡陶瓷：体积密度小于 1g/cm3；导热系数小于0 .1W/(m· K)；抗压强度大于15MPa；耐酸性大于98％。

需求解析

解析单位：“科创中国”双碳支撑产业科技服务团（中国化学会） 解析时间：2022-11-13

焦斌

中科院化学所，中国化学会产学研合作与促进工作委员会

常务副主任

综合评价

需求清晰，企业诉求合理。

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解析单位：“科创中国”煤炭清洁高效利用产业服务团（中国煤炭学会） 解析时间：2022-11-07

黄澎

煤炭科学技术研究院有限公司

博士

综合评价

技术需求描述比较清晰，需要进一步明确以下几点： （1）需要明确公司装备及生产工艺，不同的装备及生产工艺决定了新技术的应用及投入成本； （2）需明确成本控制要求，成本控制直接决定产品利润空间。

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处理进度