近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所甘肅省黏土礦物應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基于油頁(yè)巖半焦特性，開展了系統(tǒng)研究并取得系列進(jìn)展。

油頁(yè)巖半焦是油頁(yè)巖經(jīng)干餾提取頁(yè)巖油后剩余的固體廢棄物。由于油頁(yè)巖礦化程度高、含油量低，油頁(yè)巖半焦產(chǎn)量巨大，僅窯街煤電集團(tuán)有限公司每年產(chǎn)出60萬噸，目前主要以堆存方式處理。因此，對(duì)油頁(yè)巖半焦資源化利用是油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要路徑。

油頁(yè)巖半焦富含有機(jī)質(zhì)和高嶺石、伊利石、伊蒙混層黏土、石英、磁鐵礦等礦物質(zhì)?；趯?duì)油頁(yè)巖半焦礦物學(xué)屬性的認(rèn)知，研究人員提出從礦物材料視角探究油頁(yè)巖半焦資源化利用途徑。利用窯街煤電油頁(yè)巖半焦富鉄低鈣的特性，直接以油頁(yè)巖半焦所含礦物質(zhì)為基體構(gòu)筑了高性能鐵系雜化顏料。該系列雜化顏料具有優(yōu)異的呈色性能、熱穩(wěn)定性、耐酸性和耐鹽霧性能，可替代現(xiàn)有市售鐵系顏料，應(yīng)用于防腐涂料和陶瓷顏料等。

由于油頁(yè)巖半焦富含礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)，研究人員采用油頁(yè)巖半焦對(duì)模擬煤矸石場(chǎng)地進(jìn)行修復(fù)，結(jié)果表明不同用量油頁(yè)巖半焦對(duì)植物生長(zhǎng)有明顯影響。由于有機(jī)質(zhì)中含有微量多酚類物質(zhì)，當(dāng)油頁(yè)巖半焦用量大于15wt%時(shí)對(duì)植物生長(zhǎng)有一定抑制作用。在此基礎(chǔ)上，采用無氧熱解炭化法制備了礦物/生物炭復(fù)合材料，與窯街煤電合作建成1wt/a礦物/生物炭復(fù)合材料生產(chǎn)線，并與相關(guān)單位合作開展了應(yīng)用試驗(yàn)，施用礦物/生物炭復(fù)合材料有效提升了土壤理化性能和農(nóng)作物產(chǎn)量。此外，基于以廢治廢的策略，研究人員利用水熱輔助酸、堿處理油頁(yè)巖半焦，構(gòu)筑了不同功能吸附材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水體陰/陽染料分子的高效吸附。

黏土礦物基有機(jī)/無機(jī)復(fù)合保水劑有較好的吸水保水性能。研究人員采用油頁(yè)巖半焦通過自由基聚合反應(yīng)制備了系列有機(jī)/無機(jī)復(fù)合功能保水劑。該系列研究工作為油頁(yè)巖半焦在節(jié)水農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用開辟了新途徑。

為了推進(jìn)油頁(yè)巖半焦在公路工程中的應(yīng)用，研究人員與甘肅路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司開展了合作。研究結(jié)果證實(shí)，油頁(yè)巖半焦基礦物膠凝材料在特殊土體加固、半剛性基層和水泥混凝土等方面具有優(yōu)異的應(yīng)用性能。近日雙方共同開展了油頁(yè)巖半焦基膠凝材料加固土鋪筑試驗(yàn)。鋪筑試驗(yàn)段選取S102線中川至龍泉公路蘭州中川國(guó)際機(jī)場(chǎng)生活區(qū)路段改造工程，主要針對(duì)工程所在黃土地區(qū)地基加州承載比不能滿足路床設(shè)計(jì)要求，擬定對(duì)該路段上路床填筑油頁(yè)巖半焦基礦物膠凝材料加固黃土，考察不同摻合量（5%、10%和15%）對(duì)路用性能的影響規(guī)律，以期為油頁(yè)巖半焦在公路工程中的大宗利用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

蘭州日?qǐng)?bào)社全媒體記者 李丹