“吃”掉尾矿 “吐”出真金
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昔日“矿业疮疤”变身“矿山公园”,这是柞水县大西沟铁矿石尾矿的蝶变。
大西沟矿业公司矿渣中试生产线实验车间一角本报通讯员 张 宏
在秦岭深处,陕西大西沟矿业有限公司的矿山旁,一种被称为“尾矿”的工业固体废弃物,曾如一道黑灰色的“伤疤”,诉说着资源开采与生态保护的两难。
如今,这里正悄然发生巨变:堆积如山的菱铁尾矿渣,经过一番科技“消化”,神奇地变身为坚固的路面砖、环保的真石漆、滋养绿植的修复材料……
自2023年起,商洛学院的科研团队将实验室“搬”到矿山一线,不仅探索出一条“变废为宝、化害为利”的绿色发展路径,更在此锻造了一支“双师型”队伍,培养了一批应用型人才。这是一场关乎生态环保、科技创新与人才培养的深度实践,生动诠释了“绿水青山就是金山银山”。
作为一所依秦岭而生、靠秦岭发展、为秦岭服务的地方高校,商洛学院深知:解决尾矿资源综合利用难题,能够更好地践行高校责任、当好秦岭卫士。
破题 当“尾矿库”遇上“实验室”
秦岭,中华文明的祖脉,也是重要的矿产资源宝库。在陕西,秦岭尾矿库治理、南水北调中线工程水源地保护、黄河流域高质量发展是省委、省政府部署的三大攻坚战之一。
然而,长期的矿产开采在带来经济效益的同时,也留下了难以忽视的“生态伤疤”——尾矿。这些细碎的矿石废渣堆积成山,不仅占用大量土地,其含有的重金属等物质还可能随风雨侵蚀,对土壤和水体造成潜在污染。如何消纳和利用巨量尾矿,实现“变废为宝”,是横亘在矿产企业面前的现实难题,更是守护秦岭生态的迫切课题。
“省上提出加快中试的意见后,学校党委态度坚决:这个项目必须上,而且要快上、实干!”商洛学院党委副书记王新军语气坚定。这个“必须上”的项目,其核心载体便是“陕西省尾矿资源综合利用重点实验室”。面对大西沟矿业公司年产800万吨菱铁矿项目及绿色矿山建设的迫切需求,传统“论文导向、校园闭环”的科研模式已无法满足现实需求。
破题的关键在于打破边界。商洛学院做出了一个大胆决定:将实验室“搬到”生产一线去。2023年,一支以党员博士为骨干的攻坚团队,在矿山厂区扎下了根。团队带头人刘璇博士至今难忘初到矿山的场景:除了冰冷的生产设备,便是庞大的尾矿库。
“当时就有一个想法,发挥党建引领作用,成立临时党支部,把党旗插在科研攻坚的最前沿,把支部建在产业链上。”商洛学院化材学院党委书记乔成芳说。
这个想法迅速落地,一个由校企党员技术骨干共同组成的“尾矿利用技术攻坚临时党支部”应运而生。
然而,从舒适的校园实验室到机器轰鸣、条件艰苦的矿山一线,这不仅是空间的转移,更是科研逻辑从论文导向到问题导向的具体实践。
“条件艰苦,但能把论文写在生产线旁,让成果解决真问题,值!”博士团队领头人刘璇的话,道出了所有成员的心声。近两年来,团队成员往返商州、柞水两地超过100次,累计驻扎企业超过500天。他们把论文写在了矿山车间,把科研做在了生产线旁。
“我们不仅要攻克菱铁尾矿大宗化利用的技术瓶颈,更要实现从‘样品’到‘产品’的跨越。”商洛学院化材学院院长曹宝月告诉记者,“团队锁定尾矿制备绿色建材和生态修复材料两大方向,以陕西省重点研发计划项目为牵引,开启了与大西沟矿业公司的深度协同攻关。”
校企合作的深度,首先体现在人才的“双向奔赴”。很快,一套创新的人才互聘机制建立起来:成立“博士教授工作站”,实验室9名教师受聘为企业“兼职高级工程师”,深度参与生产工艺优化与技术改造;企业6名高级工程师被聘为学校“兼职教授”,3人被聘为“研究生导师”,将最前沿的产业需求和技术难题带入课堂。身份的融合,打破了校企间的“知识壁垒”和“语言障碍”,为真正的“产学研用”一体化扫清了障碍。尾矿综合利用党支部入选全国高校“双带头人”教师党支部书记“强国行”专项行动团队。
平台扎根一线,团队扎根一线,课题源自一线——一个“平台-项目-团队”三位一体、实体化运行的融合机制逐渐成形。这不再是一次短期的技术咨询或项目合作,而是旨在构建一个服务区域绿色发展的长效创新联合体。陕西省尾矿资源综合利用重点实验室,这个曾经略显抽象的平台名称,在秦岭山区的这座矿山上,变得如此具体而充满生命力。
攻坚 科技“点金”与尾矿“重生”
在大西沟矿业公司的科研实验楼下,一片新绿格外引人注目。小草嫩绿,树苗茁壮,与周边矿区环境形成鲜明对比。
“这些都是我们用处理后的尾矿进行生态修复的实验区。”刘璇指着一片生机盎然的绿地介绍。不远处,科研实验楼的外墙色泽质朴、肌理自然,颇具现代感。“这整栋楼的内外墙,都是用我们自主研发的尾矿基真石漆喷涂的。”刘璇的言语中,透着自豪。
走进实验楼内部,三条呈三角形布局的中试示范生产线正在稳定运行,机器的低鸣奏响着“变废为宝”的进行曲。这里,是科技“点金术”的核心现场。
“让尾矿变‘金石’,关键在于攻克掺量高与性能优难以兼顾的难题。”刘璇指着第一条生产线介绍道,“这就是高强度静压路面砖生产线。”堆积的尾矿经过合理配比、活化改性等预处理,与少量水泥及其他辅料混合,再经过高压成型、养护等工艺,最终“变身”为一块块坚固耐用的路面砖。
经检测,这些“吃”掉大量尾矿的路面砖,其抗压强度、抗冻性、耐磨性等关键指标完全满足甚至优于国家《混凝土路面砖》(GB/T 28635-2012)标准,并获得了权威的CMA认证。这意味着,这些“绿色产品”获得了进入市场的“通行证”,为大规模产业化铺平了道路。
第二条生产线便是高性能真石漆涂料生产线。在这条生产线上,尾矿正经历一场“美学改造”。通过超细研磨、表面改性、彩色矿物调色等关键技术,尾矿粉体被制成具有天然石材质感与色彩的建筑涂料。“它不仅装饰效果好,而且耐候性、耐污性优异,成本较传统真石漆更具优势。”生产线骨干李建涛博士拿起一罐样品介绍。该产品符合《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》(JG/T 24-2018)行业标准,同样通过了CMA认证。从实验室的烧杯到生产线上的成品罐,尾矿成功披上了“彩衣”,实现了从工业固废到绿色建材的价值飞跃。
尾矿变身土壤,是一道极其复杂的难题。针对尾矿库生态修复的迫切需求,团队研发了尾矿基生态修复材料制备技术。通过添加特定改良剂和有机质,调节尾矿的物理结构和化学性质,使其具备保水、保肥、适宜植物生长的能力。这是第三条生态修复材料生产线,也是最具生态意义的探索。
“我们不是简单覆土,而是让尾矿自身‘转化’为可种植的土壤基质。”团队博士张燕乐指着实验楼侧面那片长势良好的绿植说。经检测,这种修复材料的相关指标满足《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)要求,为矿山生态重建提供了全新的材料解决方案。
据乔成芳介绍,学院每周都有一名博士在矿上值班,和企业工程师一起盯生产线,随时解决技术难题。这种“浸泡式”研发,确保了实验室技术能够无缝对接到工业化生产。校企联合编写的《项目可行性研究论证报告》等文件,很快获得陕钢集团批准,使得三条中试示范线在短时间内得以建成投产。
科技攻关的成果是实实在在的。团队提前约100天完成了企业委托技术服务合同的全部技术指标。更重要的是,他们跑通了从“技术”到“产品”的“最后一公里”。三条中试线的稳定运行,不仅验证了技术的可行性,更生产出了可投放市场的合格产品,实现了科技成果转化的关键一跃。
随着技术突破,平台的能级也在提升。依托扎实的合作基础,校企联合成功获批了中国冶金矿山协会“冶金矿山尾矿高效利用工程技术研究中心”,并共同成立了“中国建材工业经济研究会尾矿资源化产业分会”。商洛学院的团队在其中担任副主任、副会长等要职,从技术的跟随者、攻关者,逐渐成长为行业标准与生态的参与者、构建者。
昔日令人望而生畏的“尾矿库”,在科技“点金术”的催化下,正在转化为一座蕴含无限可能的“富矿”。这场攻坚,攻克的不仅是技术难关,更是资源型城市绿色转型的思想关与发展关。
育新 在“真场景”中锻造“真人才”
轰鸣的机器是课堂,棘手的技术难题是考题,生产线上的产品是作业——在商洛学院尾矿综合利用团队的实践中,人才培养被赋予了全新的内涵。这里成了立德树人的鲜活教材,教育、科技、人才不是三条平行线,而是围绕“尾矿利用”这个核心课题,紧密缠绕、相互滋养的螺旋上升曲线。
“将企业真实的‘卡脖子’难题,分解转化为我们的毕业设计、毕业论文和大学生创新创业训练计划项目。”王新军坦言,这是团队在育人模式上的核心创新。
商洛学院化材学院学生刘浩鑫、赵林蔚等的毕业论文课题直接来源于“如何提高尾矿路面砖的早期强度”这一生产实际问题。在刘璇老师和企业导师的共同指导下,他们需要查阅文献、设计实验、在车间进行无数次配比调试,并用检测数据来验证自己的方案。
“整个过程和在企业做研发一模一样,压力很大,但学到的东西是书本上永远没有的。”刘浩鑫感慨道。两年间,像他这样在企业一线完成毕业设计和论文的学生已有9人次。
这种“项目贯穿式”教学,让学生们“真刀真枪”地历练。他们需要面对原料波动、设备调试、工艺优化等复杂工程问题,在解决实际困难中,将《材料科学基础》《无机非金属材料工艺学》等课程知识融会贯通。枯燥的理论在机器轰鸣中变得鲜活,抽象的公式在产品质量指标上得到验证。
“干中学、研中创”的氛围极大地激发了学生的创新潜能。近两年来,参与项目的学生在“互联网+”“挑战杯”等国家级、省级高水平学科竞赛中获奖达25人次。更重要的是,他们的工程实践能力、复杂问题解决能力和团队协作精神得到了质的飞跃。高质量的应用型人才培养,在这里实现了从“输入”到“输出”的良性循环。
“我们正是通过围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局人才链,采取派团队与企业联动攻关,让学生在一线‘课堂’获取数据,从而打通教育、科技、人才的全链条。”曹宝月说。育人的过程,也是“双师型”教师队伍建设的过程。从高校的“学者”到企业的“兼职高级工程师”,他们必须走出理论的“舒适区”,直面生产一线的粉尘、噪音和技术挑战。
“在矿山这500多天,对我工程实践能力的提升,超过过去很多年。”商洛学院化材学院副教授南宁感受颇深。
这种“沉浸式”的产业历练,极大地丰富了教师的工程经验与产业洞察力。当他们回到学校课堂,带来的不再是枯燥的理论,而是带着机器温度、充满细节的“实战故事”。
与此同时,企业在职的高级工程师们,以“兼职教授”“研究生导师”的身份走进大学课堂和实验室。他们将行业最前沿的动态、最新的技术标准、最棘手的工程难题带进校园,为学生打开了一扇通往真实产业世界的窗口。这种“双师”协同指导,让学生接受的培养始终与产业发展同频共振。
育人的成效,最终要体现在服务发展的贡献度上。团队的工作,直接赋能大西沟绿色矿山建设和商洛市“3+N”产业集群发展。尾矿资源化产品不仅为企业创造了新的经济增长点,更有效减少了尾矿堆存带来的环境压力与安全风险,是“生态产业化、产业生态化”的生动实践。
通过平台共建、成果共享,学校与行业、企业的命运共同体更加牢固,社会服务的影响力持续攀升,形成了“企业降本增效、产业绿色升级、生态得以保护、学校发展提质、人才茁壮成长”的多方共赢、可持续的发展格局。
从实验室到生产线,从论文到产品,从学生到产业新兵——这条“吃”掉尾矿、“吐”出真金的路径,生动诠释了教育筑基、科技赋能、人才驱动的深度融合。它不仅是商洛学院服务地方、勇担使命的务实答卷,更是中国高等教育扎根大地、投身国家战略的生动缩影。


