中科院兰州化物所“窑街煤电油页岩半焦综合利用”项目 让油页岩由“废”变“宝”
化物所油页岩项目 兰州日报社全媒体记者孙理文/图
油页岩又称油母页岩，是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，为低热值固态化石燃料，其世界总储量折算成发热量仅次于煤炭。据地质勘查资料表明，窑街煤电集团有限公司矿区煤系地层伴生油页岩总储量为2.6亿吨，可采储量为1.87亿吨，截至2018年底，油页岩保有量为1.25亿吨。因此如何利用油页岩就成了该集团丞待解决的问题。于是中科院兰州化物所的“窑街煤电油页岩半焦综合利用产业化关键技术研究”项目应运而生。
目前，油页岩的工业开发利用概括起来主要有两种途径，即炼油化和直接燃烧发电。其中炼油是指在隔绝空气条件下将油页岩送入450至600摄氏度的干馏设备中受热产生燃气、页岩油及其干馏固体产物——油页岩半焦。炼油工业遇到的主要瓶颈问题之一是油页岩炼油后产生的油页岩半焦处理问题。由于油页岩半焦含有机成分，可用于水泥厂做熟料时配料和发电厂燃料配煤，但是随着高耗能产能的限制，寻找半焦新用途越来越迫切。窑街煤电基团每年产生约60至100万吨半焦。因此，针对国际石油油价猛涨、页岩油生产成本相对降低的新形势，开发新的油页岩半焦综合利用对于油页岩产业显得尤为关键。
多年来，尽管省内外不同领域专家针对油页岩半焦在废气废水处理、建筑材料、非金属材料等方面开展了相关研究工作，但从研发的角度来讲，其基础研究和关键工艺技术研发速度远远落后于油页岩产业绿色、健康、快速发展的迫切需求。基于近20年在矿物功能材料研究积累的基础上，王爱勤研究员带领的研究团队从矿物材料的角度出发，拟采用分步走战略逐步实现半焦在农业、化工、功能材料等多个领域的产业应用，在消除半焦固废污染的同时，提升半焦利用的附加值，从而为窑街煤电集团有限公司和我国油页岩半焦产业的提供新思路，以期实现油页岩产业健康发展和油页岩半焦高值综合利用。
“窑街煤电油页岩半焦综合利用产业化关键技术研究”项目基于窑街煤电集团有限公司油页岩半焦“富有机质”和“富铁低钙”的特性，通过发展低成本、环保、可工业化的生产工艺技术，研发黏土矿物/生物炭复合材料和环保铁系无机杂化颜料，拓展并实现油页岩半焦在土壤改良、土壤修复、基质、涂料、工程塑料、陶瓷颜料等领域的广泛应用。通过本项目实施，形成2至3种以油页岩半焦为原料生产的黏土矿物/生物炭复合材料和铁系环保无机颜料，产品经第三方检测，性能达到市售同类产品水平，同时相比原料成本降低40%。通过本项目实施，可填补从矿物材料角度实现油页岩半焦综合利用的技术空白，为国内外油页岩半焦固废资源的高值应用提供新思路，为窑街煤电集团有限公司和区域经济发展提供新的增长点，同时助推油页岩产业的健康持续发展。此外，通过探索发展绿色、环保、可工业化的环保无机颜料生产工艺技术，引领保型无机颜料的工艺技术发展方向，同时为甘肃省新材料产业培育探索新路径。
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