【走进实验室】
◎本报记者 王禹涵
在陕西省尾矿资源综合利用重点实验室的陈列室里，记者看到由尾矿废渣制成的透水砖、发泡陶瓷、土壤改良剂整齐排列。从回收尾矿中的有价元素，到制备绿色建材，再到修复尾矿库区生态，这里的研究覆盖了矿山固废资源化利用的全链条。
自2011年组建以来，这座全国唯一一家专门研究尾矿资源综合利用的省级重点实验室扎根秦岭腹地，在尾矿“减量化、资源化、无害化”的路径上持续攻关。
解决秦岭腹地绿色发展难题
作为秦岭腹地的矿业重镇，商洛有134座尾矿库，占秦岭陕西段尾矿库总量的47%，全国近1%的可工业化利用尾矿在此堆积。这些矿业开发留下的废渣，不仅大量占用土地资源，更对南水北调中线工程水源地构成潜在威胁。
“这是历史留给我们的‘生态包袱’，也是必须破解的发展难题。”陕西省尾矿资源综合利用重点实验室主任、商洛学院化学工程与现代材料学院教授周春生说。
2011年，商洛学院联合陕西锌业有限公司、商洛市尾矿资源综合利用中心，正式组建陕西省尾矿资源综合利用重点实验室。当时，国内专门研究尾矿资源化的省级实验室尚属空白。没有雄厚的资金、没有现成的团队，实验室从零起步，谈何容易。
2012年，崔孝炜还在北京科技大学读研，周春生专程跑到北京，和他聊了整整一下午。“当时实验室条件艰苦，但周老师跟我说，这里有你施展拳脚的舞台。”实验室骨干人员崔孝炜回忆道。除了崔孝炜，实验室十多年来持续引育高层次科研人才：2014年引进东北大学博士刘明宝，2015年引进中国科学院博士曹宝月、华南理工大学博士赵威，2016年引进中国科学院博士龚伟，为实验室长远发展筑牢人才根基。
人才短板逐步补齐，设备不足成了新的“拦路虎”。2025年，实验室需要购置一台场发射扫描电子显微镜，然而300多万元的价格对实验室来说是天文数字。“商洛学院党委拍板：投！这是商洛唯一的省级重点实验室，再难也要建起来。”周春生说。设备到位那天，实验室的科研人员围着它看了半天，“有了它，我们就能‘看清’尾矿里的秘密了。”大家兴奋地说。不只场发射扫描电子显微镜，实验室近年来还打造或引进了C80微量热仪、X射线衍射仪和电感耦合等离子体发射光谱仪等设备。这些先进设备为实验室开展科研工作提供了有力保障。
实验室副主任张国春说，2014年实验室通过验收，2025年获批陕西省教育科技人才体制机制一体改革试点单位和陕西省秦岭矿产资源综合开发利用概念验证中心。如今，这里已建成7200平方米的研发场地，配备各类精密仪器500余台套，成为西北地区尾矿综合利用的技术高地。
攻克多项关键核心技术
商洛尾矿类型多、成分杂，单一技术难以实现全面有效的处理。建立之初，实验室就明确了三个研究方向：把尾矿里的有价元素“吃干榨净”，把废弃矿渣制成绿色建材，把受损的库区生态修复好。十多年来，团队沿着这三个方向，一步步把“废物”变成了“财富”。
商洛尾矿中普遍伴生石英砂等有价矿物，是极具开发价值的二次资源。然而，在传统开发模式下，当地石英砂等硅质矿产长期处于中低端利用水平，产品工业附加值低，资源开发严重不足。陕西中泰材料科技有限公司就曾因石英砂提纯度不稳定，导致其产品只能当低端原料销售。实验室成员、商洛学院化学工程与现代材料学院副教授李峰帮助企业优化提纯工艺，将石英砂纯度从99.5%提升至99.99%以上，使公司高纯石英砂产品成功打入光伏市场。这一技术突破不仅让企业年产值翻了几番，更使其一跃成为洛南县纳税第一大户。
商洛钼矿资源丰富，钼尾矿年堆存量巨大，固废治理与资源化利用压力突出。崔孝炜带领团队，聚焦钼尾矿建材化利用，创新颗粒级配布料工艺，成功研发出钼尾矿高性能透水砖。“尾矿制备建材普遍面临透水性与抗压强度难以兼顾的瓶颈。经过上百次配方试验，我们最终突破了这一技术瓶颈。”崔孝炜说。经检测，该透水砖的透水系数超出国家标准7倍，抗压强度达48兆帕，远超常规透水砖。
这项技术转让给地方企业后，企业已建成全自动生产线，预计年产透水砖10万立方米。
除了透水砖，实验室还相继攻克了多项关键技术。针对尾矿库区重金属污染问题，实验室成员、商洛学院化学工程与现代材料学院院长曹宝月带领团队研发的双功能乳液修复剂，既能锁住土壤中的重金属，防止污染继续下渗，又能助土壤保水保肥。“修复剂可用无人机直接喷洒，操作简单、成本低。”曹宝月介绍，陕西大西沟矿业有限公司已建成该修复剂中试生产线。未来其大范围推广应用后，有望让不毛之地重新披上绿装。
此外，实验室还联合企业成立石膏技术研究院，将脱硫石膏、磷石膏等固废转化为高强度新型包装材料，广泛应用于水果包装、工业包装等领域。
近三年，实验室累计消解尾矿500余万吨、复垦库区1600余亩，创造综合经济效益超8400万元。从实验室到生产线，固废变成了“金疙瘩”，“变废为宝”的路子越走越宽。
实验室不仅输出技术，更输出标准。实验室牵头制定《钼尾矿微粉在混凝土中的应用技术规范》等9项团体标准和地方标准，研发的高固废掺量低碳水泥、全固废胶凝材料2项技术入选国家相关实施方案。“我们正在形成‘矿山开采—固废利用—建材生产’的循环模式，让‘秦岭模式’可复制、可推广。”周春生说。
谈及未来，周春生的目光坚定：“我们的目标是做秦岭尾矿治理的‘国家队’。”下一步，实验室将持续攻关低品位尾矿有价元素高效提取、尾矿基功能材料制备等核心技术，力争年消纳尾矿突破1000万吨。
