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【学院论坛】绿色技术为绿色发展先行示范区提供科学保障

铜仁拥有丰富的矿产资源和生态植物资源,并在近几十年的发展中形成了以材料和化工产业的基础积累,以及部分药品食品的产业辅助的格局。但由于技术积累和创新程度不高,传统产业仍然面临着能耗高、排放高和工业废渣污染等问题,这已成为阻碍铜仁作为绿色发展先行示范区进一步落实到位的关键问题。因此,铜仁必须高度重视绿色技术创新。

锰系新能源材料及关键技术发展铜仁绿色能源产业。铜仁锰资源探明储量达到5.6亿吨,但锰资源作为小众金属主要应用在钢铁行业,其价格也受到钢铁行业的波动而发生较大变化。为了高效节约化利用资源,对锰产业链的延展和细分是非常必要的。石化能源资源的有限性决定了能源发展的趋势必须有替代能源,近几年锂电池发展非常迅速。锂离子电池的性能和成本在很大程度上取决于正极材料,正极材料的比容量每提高50%,电池的功率密度会提高28%;负极材料的比容量每提高50%,电池的功率密度相应的会提高13%。目前锂离子电池负极材料的比容量达到正极材料的两倍,正极材料实际比容量低已经成为制约锂离子电池发展的瓶颈,因此研究锂离子电池正极材料已成为关键。锰酸锂作为一种新型的锂离子电池正极材料,具有许多优势:锰资源丰富、价格低廉,不含重金属、对环境污染相对较小,

锰酸锂电池安全性能优异。然而,由于锂离子电池生产成本较高,限制了其大规模应用,现在主要应用于电子产品领域,而市场规模更大的电动交通工具领域应用规模还很小。因而创新技术、降低成本,实现锰酸锂的快速高效生产就成了关键。

绿色低汞催化技术发展铜仁绿色化学产业。绿色化学又称“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”,是近十年才产生和发展起来的。今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术,旨在充分利用自然能源的同时又可以避免排放有害物质给环境造成负担。绿色化学的最大特点是从一个工艺过程的起始阶段就采用预防污染的科学手段,使生产过程和生产终端均为零排放或零污染。很多国家已把“绿色化学”作为新世纪化学发展的主要方向之一。绿色化学工艺的目标是用化学的技术和手段去减少或消除那些对人类健康有害的原料、产物、副产物、溶剂和试剂等的产生或应用。要达到化工的绿色化,根本手段之一是催化技术。许多工艺的革新,最主要的工作是争取在催化剂上有所突破,寻找到高效专一的催化剂;许多传统合成工艺的改进,开辟新的合成路线,都是催化剂的功劳。催化剂在化学工艺的绿色化进程中起重要的作用,这已被许多绿色化学工艺的开发所证明。可以说,催化是发展绿色化学工业的基石,化学工业上的重大     变革和技术进步大多都是因为新的催化材料或新的催化技术的产生。催化在发展一门对环境友好、造福于人类的绿色化学与技术的学科中将起到关键的作用。我国的绿色化学在近几年的发展也非常迅速,随着技术趋于成熟和稳定,铜仁传统化工行业(汞化工和锰化工)在绿色化学发展方向上也具备了先行先试的可能性,需要在低汞催化剂和无汞催化剂的研制方面继续加大投入。

废渣资源化利用技术助推铜仁绿色建筑材料产业发展。电解锰渣是困扰锰产业的主要问题,应采用资源化利用的技术手段来解决电解锰渣循环利用问题。铜仁市矿产两大支柱产业(锰和汞)生产过程中产生了大量废渣、废水等,特别需要研发环保节能新材料和新技术来化解。如利用锰渣和汞渣等工业固体废弃物研究新一代轻质保温绿色建筑材料、多功能环保透水材料、中低温陶瓷储能材料、高比表面积吸附材料以及自洁净光催化载体等;以含锰废水和含汞废水为主要研究对象,开发新型耐腐蚀挂膜材料、选择性过滤材料、微生物法废水处理新技术与新工艺等。

土壤修复技术推动铜仁绿色环保产业。铜仁土壤总体处于安全状态,但是矿区土壤污染却较严重。重金属离子从土壤进入蔬菜根系进入食物消费链中对人身体的健康造成危害;也会渗透到地下水源对饮用水造成污染。我国2016年5    月颁布的 《土壤污染防治行动计划》,将土壤污染的防治及修复提高到国家战略安全层面。铜仁相关区域有典型的污染特征,可以作为污染防控的重点示范区,开展重金属污染扩散防治技术、农田土壤污染的生态修复技术和场地土壤治理技术、农产品产地重金属污染源头控制技术的研发。建立重金属污染环境与健康风险评估体系并建立优先顺序;建设重金属污染防治和环境修复示范工程:修复技术、修复工艺流程和参数的确定。

在修复技术中探索新技术促使土壤修复,包括物理修复:客土和深耕;化学修复:电动修复和土壤淋溶法;生物修复:植物修复和微生物修复、农艺调控措施等。在新技术方面一定要先行先试才能起到示范的作用。

总之,绿色技术领域在铜仁有着极大的空间和产业化前景,应通过不断的科技创新,为绿色发展先行示范区创建提供科学保障,走出一条独特的铜仁绿色发展之路。

(作者系铜仁学院材化学院院长、教授、博士后)

作者:石维 编辑:龙华荣
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