8000万吨,约60座鸟巢体育馆的体量,是我国磷化工行业每年副产的磷石膏总量。而其中,超过一半只能被堆存,年复一年,占地、污染、浪费。一边是“甩不掉的包袱”,一边是“降不下的成本”。谁来解这道题?10月26日至27日,武汉工程大学一党员科创突击队走进铜陵化学工业集团公司生产现场,党员专家直奔生产装置一线,与企业技术人员面对面问诊产业技术难题,把科研攻关的现场从实验室搬到企业产线之上。该团队用了十余年时间,从原子键合与晶体生长机理入手,硬是蹚出了一条路,把“废渣”变成“资源”。

从“烫手山芋”到“绿色原料”:磷石膏有了新身份
磷石膏由于含有磷、氟等杂质,加之传统处理工艺存在能耗高、流程长、产品附加值低等问题,磷石膏一度成为令企业头疼的“烫手山芋”。面对这块难啃的“硬骨头”,薛俊教授和团队没有满足于简单消纳,而是把目光投向无害化处理与高值化利用。
在污染物固化机理研究基础上,团队开发出集无害处理与资源利用于一步的“转晶-双固”工艺。原本需要长期堆存的工业副产物,由此重新回到了水泥生产线。薛俊教授说:“废渣不是垃圾,只是放错了地方的资源。我们要做的,就是把它放回对的位置。”

模仿自然,超越自然:给石膏“换一种晶型”
如果“转晶-双固”工艺解决了磷石膏的“出路”问题,那么下一步要解决的,就是“价值”问题。团队从自然汽水热液蚀变过程中获得灵感,开发出Ⅱ型无水石膏“崩解-催化”制备工艺,在180℃至210℃条件下实现低温高效转化。
工业应用数据令人振奋:Ⅱ型无水石膏转化率超过95%,与传统煅烧法相比,能耗降低40%以上。有了实验室的底气,团队随即向工程化迈进,建成了年处理10万吨磷石膏的工业示范线,实现“一线两用”,既可生产水泥缓凝剂,也可生产Ⅱ型无水石膏粉。整个生产过程无新增固废、无污水排放、无有害气体生成,真正做到了“吃干榨净、物尽其用”。
“从实验室到生产线,最难的不是技术本身,而是让技术适应产业的节奏。”团队资深教授李先福与曹宏感慨,“每次看到示范线稳定运行,比发一篇高影响因子论文更有成就感。”围绕Ⅱ型无水石膏,团队还开发出聚合物填料和胶凝材料两大系列、16种衍生产品,有望广泛应用于矿山充填、道路工程、建筑材料及塑料、橡胶等领域。

从生产末端到生产前端:给湿法磷酸净化做“减法”
在磷石膏资源化取得突破后,团队将目光转向了磷化工的另一个痛点,即生产前端的湿法工业磷酸净化。传统有机溶剂萃取工艺设备复杂、流程冗长,运营成本和环保压力居高不下。团队决定换一种思路,独立开发出“沉淀法初级净化+吸附剂深度净化”新工艺。核心逻辑是“做减法”,摒弃有机溶剂,简化设备和流程。自主开发的高效沉淀剂,可使工业粗磷酸中的金属离子在较短时间内形成易于过滤的沉淀;特殊结构吸附剂,则对多种杂质金属离子进行深度分离。
目前,技术已完成小规模实验验证,正在推进中试方案评估与准备。一项技术瞄准生产末端,让工业副产物变成绿色材料;另一项技术聚焦生产前端,通过流程创新提升磷酸净化效率。看似位于不同工序,背后解决的却是推动磷化工产业向资源节约、环境友好和高附加值方向转型。

从宏观到微观:在纳米尺度上拓展科研边界
扎根磷化工产业的同时,团队还将材料研究拓展到磁性纳米粉体领域。针对高性能电磁屏蔽材料规模化制备难题,团队首创以超分散工艺为基础的合成路线,实现磁性纳米粉体的大批量制备。2025年11月,项目完成公斤级生产中试,并通过合作投资方鉴定验收。
测试数据同样亮眼。磁性纳米粉体对低频信号表现出优异的屏蔽效果,与碳纳米管薄膜复合后,可覆盖30MHz至3000MHz频率区间,平均屏蔽效能超过100dB,这一性能指标,使其有望在国防、航空航天、医疗等对电磁屏蔽和轻量化要求极高的领域大显身手。
论文和专利不是终点,真正有价值的科研成果,应当是“企业用得上、产业推得开、社会可受益”的技术方案。这,就是高校科研团队把科研成果写在产业一线的底气所在,也是新时代科研工作者“把论文写在祖国大地上”的生动注脚。