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擬提名2019年度國家科學技術獎項目公示

集團各單位：

 按照國家科學技術獎勵工作辦公室《關于2019年度國家科學技術獎提名工作的通知》（國科獎字〔2018〕41號）的要求，為確保國家科學技術獎勵的公正性，現將由我院參與完成、擬由湖北省提名2019年度國家科學技術獎的項目主要信息予以公示（具體項目信息見附件）。公示期為2018年12月14日至2018年12月20日。公示期內，任何單位或個人如果對所公示項目持有異議，請以書面形式、實名向科發院成果培育與獎勵處獎勵辦公室提交異議、相關證明材料和有效聯系方式。匿名、冒名或者超出時限提交的異議不予受理。

聯 系 人：尹耿

聯系電話：87895707/18062583682

郵箱：190179290@qq.com

附件：

1.擬提名2019年度國家科技進步獎項目公示信息

擬提名2019年度國家科技進步獎項目公示情況

一、項目基本情況

     工業固廢水熱合成制備綠色墻材關鍵技術及產業化開發

二、提名者及提名意見

1、提名者

湖北省科技廳

2、提名意見

     將巨量固廢轉化為支撐建筑業發展所需的資源，是國家環境保護與資源循環利用的雙重重大戰略需求，但因固廢組成復雜、有害成分難控制，轉化利用過程仍存在固廢利用率低、產品性能差、環境風險高等系列問題。課題組在國家科技支撐計劃、“863”計劃等項目支持下，緊扣固廢低碳制備綠色建材的相關科學及技術問題，歷經二十余年的產學研用聯合攻關，在基礎理論、關鍵工藝、核心裝備及應用技術與風險防控等方面取得重大突破，為國家節能減排、“一帶一路”建設等發展戰略提供技術支撐，獲得主要創新點如下：

1）創建了多元固廢水熱合成制備高性能綠色建材的理論和技術體系，突破了固廢大摻量制備綠色建材的關鍵技術瓶頸; 2）發明了低活性固廢的多尺度活化新工藝，解決了固廢高效利用的共性技術難點; 3）研發了高摻量固廢制備綠色墻材的成型控制系列方法，實現了固廢制備綠色墻材系列化; 4）構建了固廢制備綠色建材的環境安全評估與防控標準體系，引領固廢循環再用向安全化、規模化發展。

項目獲國家發明專利69項，省部級鑒定9項（整體技術達國際先進水平，部分技術達國際領先），省部級獎勵8項（一等獎4項），主、參編國家及行業標準18項。成果轉化技術已在全國26個省市和“一帶一路”沿線國家及地區建成1330余條生產線，經濟、社會效益顯著。

     提名該項目為國家科學技術進步獎 二 等獎。

 

三、項目簡介

新世紀伊始，高速發展的城鎮化每年需要墻材約18億噸，其主導產品燒結粘土磚制備能耗高（900-1000℃）、自然資源消耗量大。與此同時，我國工業固廢年排放約30億噸，以填埋和堆存為主，浪費資源、污染環境。將巨量工業固廢轉化為墻材工業急需資源，是國家環境保護、資源循環利用的重大戰略需求。

從國際墻材工業發展趨勢看，以工業固廢為主要原料，采用水熱合成工藝（100-200℃，能耗降低70%）是制備綠色墻材的必經之路。然而，這一變革面臨以下嚴峻挑戰：（1）固廢成分復雜、波動大，普適性差；（2）固廢活性低，難以高摻量利用；（3）關鍵成型技術缺失，廢品率高，產品質量差；（4）成套裝備及標準體系仍處空白。針對上述重大難題，項目以“工業固廢水熱合成制備綠色墻材關鍵技術及產業化開發”為目標，經十余年產學研聯合攻關，在承重、節能、裝飾墻材方面成功研制出具有國際先進水平的全套工藝、技術及裝備，主要創新點如下：

1）首創適應復雜固廢普適性的水熱合成體系  建立了覆蓋固廢主要組分的水熱合成相圖，確立了與性能密切相關的水化產物物相，提出了固廢快速使用判別方法，發明了高抗凍墻材的制備技術，研發了涵蓋電力和冶金等五大行業固廢制備墻材的新工藝體系。

2）發明低活性固廢多尺度活化預處理技術與裝備  研發集重力/流化耦合、表面晶格解離、液相介質調控于一體的多尺度活化技術與裝備，突破了低活性固廢無法大摻量利用的技術瓶頸。

3）攻克高摻固廢墻材成型的關鍵技術難題  發明了雙向隨動變頻壓制核心技術與裝備，突破承重墻材高速密實成型易層裂的國際難題；發明了多級發氣與稠化耦合調控、寬幅流漿成型新技術，成坯率提高80%。

4）建立高摻固廢制備綠色墻材的成套裝備與標準化體系  研發大摻固廢制備墻材關鍵裝備、集成技術和標準化生產線，實現固廢制備承重、節能、裝飾墻材的產業化與大規模推廣。

獲國家發明專利69項；省部級獎勵8項（一等獎4項）；主、參編國家及行業標準16項，項目整體達到國際先進水平，利廢率、關鍵成型技術和裝備等達到國際領先水平。

已在全國26個省/市、自治區建成1330余條生產線（包括年消納200萬噸固廢水熱合成墻材生產線）；已在俄羅斯、印度、埃及等20多個“一帶一路”沿線國家和地區建立生產線30余條。項目的成功實施有力推動了墻材工業由高能耗、高資源消耗向低能耗、高利廢方向的重大轉變，引領墻材工業向低碳、環保方向的跨越式發展。

四、客觀評價

1、科技成果鑒定

湖北省科技廳鑒定意見： “開發利用電力、冶金、采礦、化工等行業固體
廢棄物生產綠色墻材……綜合水平達到國際先進水平，其中固體廢棄物綜合利
用率達到國際領先水平。 ” （鄂科鑒字【2006】第22053144號）

福建省經貿委鑒定意見： HF1280 墻材成型設備， “采用直立外置增壓增速
多功能放大器、主油缸內置式充液閥、恒壓式變量泵供油系統、壓制全過程液
壓控制。 …其綜合技術性能指標達到同類產品國際先進水平。 ”（閔經貿科鑒字【2009】第33號）

湖北省科技廳鑒定意見： “采用磷石膏為主要原料，通過加入自主研發的
媒晶劑，利用常壓水熱法制備出了性能優良的磷石膏基高強石膏，制備成本低，
其技術達到國際領先水平。 ” （鄂科鑒字【2013】第44181011號）

2、結題證明

國家“十二五”科技支撐計劃“低成本低能耗建筑節能關鍵技術集成與示范”（2011BAJ03B03）：課題完成了計劃任務書確定的研究任務和考核指標，專家一致通過驗收。

    國家"863"高技術研究發展計劃“高抗滲長壽命大管徑隧道管片材料結構設計與工程應用”（2005AA332010）：課題就高抗滲長壽命大直徑盾構管片的進行了系統研究與開發……制備出以鋼筋混凝土材料為基材、按功能梯度材料設計原理進行分層設計、采用兩次澆注和兩次噴涂工藝等梯度復合技術以及界面強化處理技術的高性能多功能管片，同時兼有高防水、高抗滲、高抗蝕、高抗裂、高耐火性能。

國家“十一五”科技支撐計劃“新型墻體材料綠色制造工藝技術與裝備” （2006BAF02A29-B）：本項目研究了不同微孔造孔技術、微孔尺寸、宏控尺寸及排列對燒結制品熱工性能的影響……全面完成課題相關指標要求。

3、曾獲科技獎勵情況

4、檢測報告

國家建筑材料工業房建材料質量監督檢驗測試中心：利廢率100%的墻體材料（山東青島海晶化工公司，化工），抗凍循環次數提高一倍進行檢測，結果表明，“經檢測，抗凍性符合JC239-2001的要求。”

河南省建材工業產品質量監督檢驗站：固廢墻材生產企業（洛陽龍瑞新型建材有限公司，電力）生產的產品，“全項、放射性均滿足JC239-2001要求。”

五、應用情況

本項目水熱合成生產綠色建材相關成果的生產線，自2005年起，開始在武漢新溝電廠應用。截至2018年12月，已建成1330余條生產線，并出口俄羅斯、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦和印度尼西亞等“一帶一路”國家。

本項目成果可處置的固廢領域也進一步拓展到采礦、冶金、化工、市政和電力五大行業，具體范例如下：

1）河津市宏泰粉煤灰開發有限公司采用本項目成果，建設年產能3億塊的全自動化蒸壓粉煤灰磚生產線，獲得了國家節能專項扶持基金和山西省新型墻體扶持基金的資助。

2）山東濱化集團股份有限公司作為山東省循環經濟試點單位，采用本項目成果，將環氧丙烷生產中產生的廢渣與熱力公司的廢渣（粉煤灰、爐渣）綜合利用制成建筑標準磚，形成了良好的經濟效益和社會效益，實現了清潔生產的同時也大幅降低了成本， 2010年9月，被山東省經信委授予“山東省循環經濟示范單位”稱號。

3）海南藍島環保產業股份有限公司是海南資源綜合利用節能環保型企業，致力于工業固體廢棄物的資源化處置和綜合利用，擁有固廢 “減量化、無害化、資源化”、循環再生的成套核心技術，該企業利用本項目成果已經形成了200萬噸的工業廢棄物處理能力。2011年獲得了海南省“發展低碳經濟建設先進企業”榮譽稱號和2013年獲得海南省“最佳節能減排獎”。

六、主要知識產權和標準規范目錄

七、主要完成人情況

排名	姓名	技術職稱	工作單位	完成單位	主要貢獻
1	馬保國	教授	武漢理工大學	武漢理工大學	從2002年提出項目總體設想到項目完成，主持并全程參與了項目所涉及到的各項研究工作，是湖北省科學技術成果鑒定“利用不同固體廢棄物制備新型建筑蒸壓承重材料”和“磷石膏基膠凝材料的研究與應用”的第一完成人。
2	李良光	高級工程師	福建海源自動化機械股份有限公司	福建海源自動化機械股份有限公司	對多品種固體廢棄物生產承重蒸壓墻材中所存在的問題，及實現致密均勻成型的工藝要求，提出“模框浮動式雙向加壓”、“分級加壓多次排氣”等總體思路，并予實施，大副提升細粉厚坯料強度及成品率。
3	賀行洋	教授	湖北工業大學	湖北工業大學	發明低活性固廢多尺度活化預處理技術與裝備，研發集重力/流化耦合、表面晶格解離、液相介質調控于一體的多尺度活化技術與裝備，固廢粒子中值粒徑降至2.5μm以下，同比條件下制備能耗降低50-70%，活性硅、鋁離子溶出率提升2倍以上，磷礦渣等多種固廢活性提高1倍以上，突破了低活性固廢無法大摻量利用的技術瓶頸。
4	蹇守衛	副研究員	武漢理工大學	武漢理工大學	提出了固廢快速使用判別方法，發明了高抗凍墻材的制備技術，研發了包括電力、冶金等五大行業主要固廢制備墻材的新工藝體系，利廢率由40%躍升至 80-100%，突破了在嚴寒地區的應用局限。
5	肖慧	教授級高工	西安墻體材料研究設計院有限公司	西安墻體材料研究設計院有限公司	編制系列國家、行業產品及應用標準。
6	譚洪波	副研究員	武漢理工大學	武漢理工大學	攻克高摻固廢墻材成型的關鍵技術難題，發明了雙向隨動變頻壓制核心技術與裝備，突破承重墻材高速密實成型易層裂的國際難題，與德國LASCO相比壓制時間縮短69%。
7	黃健	副研究員	武漢理工大學	武漢理工大學	建立高摻固廢制備綠色墻材的成套裝備與標準化體系，研發高摻固廢制備墻材關鍵裝備、集成技術和標準化生產線，實現固廢制備承重、節能、裝飾墻材的產業化與大規模推。
8	蘇英	教授	湖北工業大學	湖北工業大學	建立了固體廢棄物主要組分的水熱合成相圖，篩選出了與制備性能密切相關的水化產物類型，讓固廢在大規模工業中的應用提供了理論支持，提出不同固廢的快速辨別方法，建立了多源固廢的普適性方法。
9	徐征	教授級高工	武漢建筑材料工業設計研究院有限公司	武漢建筑材料工業設計研究院有限公司	發明了多級發氣與稠化耦合調控、寬幅流漿成型新技術，突破節能墻材多孔坯體易塌陷、裝飾墻材寬幅坯體易分層的行業重大難題，成坯率提高80%。主編加氣混凝土工廠設計規范、纖維增強硅酸鈣板工廠設計規范等國家標準。
10	李相國	研究員	武漢理工大學	武漢理工大學	針對固廢中鉛、鉻等重金屬有害離子溶出污染，確立了應用中重金屬離子滲出控制閾值。

八、主要完成單位及創新推廣貢獻

1、武漢理工大學，第1完成單位

武漢理工大學是國內建筑材料領域最重要的研究基地之一，擁有硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室、材料復合新技術國家重點實驗室、綠色建筑材料及制造教育部工程研究中心。圍繞新型建筑材料制備和服役過程的重大基礎理論問題，首創適應復雜固廢特性的新工藝體系，為大規模利用固體廢棄物制備蒸壓墻材提供支撐。

對本項目科技創新貢獻：1）系統研究采礦、化工、冶金、電力等行業廢棄物的化學組成范圍、礦物組成和活性，按活性及惰性組分對廢棄物進行類聚，建立從區域范圍利用跨行業廢棄物的技術體系，突破低效率、低消耗利用單一廢棄物的技術瓶頸。2）提出適用于復雜廢棄物制備高品質承重墻材的配比設計方法，通過將廢棄物復雜化學組成約簡為鈣-硅反應，可快速定量計算不同種類廢棄物的最優配比，為高品質蒸壓承重墻材制造提供理論與技術支撐。3）采用鈣質材料機械活化和硅鋁質材料化學激發等多重活性激發技術，設計熱活化工藝，提出基于Ca/Si比的優化原理，并實現水化產物種類及數量的調控，提升制品強度和耐久性。4）建立粉煤灰-石灰-爐渣、粉煤灰-電石渣-爐渣、尾礦-石灰-尾礦砂、建筑垃圾粉料-石灰-建筑垃圾細骨料等適于采礦、化工、電力、市政等不同行業的蒸壓墻材制備工藝技術體系，利廢率達80-100%，實現五大行業固體廢棄物制備蒸壓墻材的技術支撐。

在此基礎上，結合各行業、各地區廠商的廢棄物及設備實際特性，不斷優化工藝方案，由此形成適應廣、可靠性強的的全面工藝體系，為采礦、冶金、化工、市政和電力等行業推廣應用提供了有力保障。

2、福建海源機械自動化有限公司，第2完成單位

福建海源自動化機械股份有限公司是專業制造與研發建材機械及大型液壓成型設備的境內上市公司，是省級高新技術企業，擁有省級企業技術中心及國家博士后科研工作站。自2003年起，已累計投入資金1.2億，組織百余名專業研發人員進行科技攻關，全面突破核心技術裝備與規模化生產線。

對本項目科技創新貢獻：1）發明高細粉料的厚坯成型新技術與新裝備，首次實現國產化并達到國際先進水平；2）突破蒸壓墻材的配套裝備及整線集成技術，填補利用固體廢棄物制備墻材的大批量生產線空白；3）建立國家及行業標準體系，為該技術的大規模產業化應用奠定堅實的基礎。4）同時，結合武漢理工大學在適應復雜固廢特性的多重活性激發配方體系方面的突破性研究成果，成功研發年產5000~8000萬標磚的大規模生產線。

目前已獲發明專利17項，省部級獎5項，主參編國家及行業標準7項。已在全國30個省市的采礦、冶金、化工、市政和電力等行業建成729條生產線，形成300多億標磚的年生產規模，每年可消納工業固體廢棄物5000余萬噸，并出口俄羅斯、哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦等國家，取得了顯著的社會經濟效益。本項目的產業化應用在消納巨量固體廢棄物的同時，有效保護了大量的珍貴土地資源，為國家的綠色城鎮化進程提供了有力的技術與產業支撐。

3、湖北工業大學，第3完成單位

湖北工業大學是一所以工學為特色，涵蓋工學、文學、理學、藝術學、經濟學、管理學、法學和教育學等八大學科門類的省屬重點多科性大學。

在本項目中發明了低活性固廢多尺度活化預處理技術與裝備  研發集重力/流化耦合、表面晶格解離、液相介質調控于一體的多尺度活化技術與裝備，固廢粒子中值粒徑降至2.5μm以下，同比條件下制備能耗降低50-70%，活性硅、鋁離子溶出率提升2倍以上，磷礦渣等多種固廢活性提高1倍以上，突破了低活性固廢無法大摻量利用的技術瓶頸。

獲授權發明專利20余項，與武漢理工大學共同獲得湖北省技術發明獎1等獎2項。

4、西安墻體材料研究設計院有限公司，第4完成單位

中國建材西安墻體材料研究設計院主要從事墻體屋面材料的工廠設計、咨詢、工程總承包業務，特別在固體廢棄物生產新型節能型墻體屋面材料研究與設計方面具有豐富的實踐經驗。承擔行業的技術信息服務與質量監督檢測。西安墻體材料研究設計院擁有一批較為優秀的人才隊伍，以及在墻體材料領域具有非常豐富的技術經驗的專家和學者。

在本項目中主要貢獻有：（1）合作承擔了國家“十一五”科技支撐計劃“新型墻體材料綠色制造工藝技術與裝備”，研究了多種固廢制備綠色墻體材料的方法；（2）編制了國家標準《綠色產品評價 墻體材料》（GB/T 35605-2017）；（3）其子公司中建材（洛陽）節能科技有限公司對綠色墻體材料生產線進行了大規模推廣應用。

5、武漢建筑材料工業設計研究院有限公司，第5完成單位

武漢建筑材料工業設計研究院有限公司成立于1965年，隸屬于中國建材集團有限公司，集建材行業工程咨詢、工程設計、設備裝備成套、工程總承包于一體，設計、研究、管理手段完善，是建筑材料工業領域內一家具有實力和信譽的工程技術公司。

公司主要從事蒸壓加氣混凝土制品、蒸壓磚、硅酸鈣板與纖維水泥板等以水熱合成為主要工藝特征的蒸壓養護制品的研究、設計、工程總承包，在綜合利用粉煤灰、各種尾礦等工業固廢制備綠色墻材方面經驗豐富，成果顯著，先后完成相關新型建材項目四百余項、專用設備設計制造1000多臺（套）。取得了良好的經濟效益及社會效益，獲得了全國科技大會獎，省、部級工程設計和技術進步獎共55項。與全國各地眾多發電廠、熱電廠、煤業集團、鋼鐵集團、紙業集團、礦業集團進行了合作，同時積極走向國際市場，設備和技術出口到了沙特阿拉伯、哈薩克斯坦、印度、印尼、越南、土耳其、緬甸、埃及、泰國等國，贏得了國內外業主的好評和廣泛贊譽。

對本項目的主要貢獻：1）2001年在國內首次設計采用國際先進高產量液壓磚機建設的、年產6000萬塊蒸壓粉煤灰磚生產線，且公司參與的“蒸壓粉煤灰建筑制品生產線及工藝研究”通過河南省科技廳組織的科學技術成果鑒定；2）2003年設計采用首臺國產高產量液壓磚機的生產線。3）在綜合利用粉煤灰、各種尾礦等工業固廢制備綠色墻材方面經驗豐富，成果顯著。

九、完成人合作關系說明

該項目第一完成人馬保國與項目組其他成員共同承擔了多項有關科研任務，建立了友好的科研合作關系，共同完成了多項相關成果，成功利用多種固體廢棄物制備了綠色墻體材料系列。項目完成人在合作設計、共同知識產權、產業合作、共同獲獎、論文合著等方面的部分合作說明見下表。

完成人合作關系情況匯總表

序號	合作方式	合作者	合作時間	合作成果
1	共同知識產權	馬保國（1），蹇守衛（4），李相國（10），黃健（7），譚洪波（6）	2005-2018	工業固體廢棄物制備墻體材料的組分設計；共同獲得發明專利（ZL201410070706.5，ZL201510010196.7）
2	共同完成成果鑒定	馬保國（1），李良光（2），蹇守衛（4），李相國（10）	2003-2015	共同完成湖北省科技成果鑒定（鄂科 鑒字[2006]第22053144號）
3	共同完成成果鑒定	馬保國（1），賀行揚（3），蹇守衛（4），肖慧（5），譚洪波（6），黃健（7），蘇英（8），李相國（10）	2012-2015	共同完成湖北省科技成果鑒定（鄂科 鑒字[2015]第04181247號）
4	共同知識產權	馬保國（1），徐征（9）	1999-2015	共同發表論文《風化花崗巖砂磷礦渣石灰加氣混凝土的研究》

                                                                                                                                                                      2018年12月14日