“绿色”水泥筑新春

　　2011年年底，由教育部科学技术委员会组织评选的2011年度“中国高等学校十大科技进展”在京揭晓，中国工程院院士、西安建筑科技大学校长徐德龙领衔完成的“高固气比悬浮预热分解理论与技术（XDL水泥熟料煅烧新工艺）”跻身其中。同时，该项成果获准列入科技部支撑计划以及国家发改委重点节能减排技术推广项目。

　　拯救百亿投资

　　早在改革开放初期，我国有600多家中小水泥厂采用立筒式悬浮预热分解技术，由于产量低、热耗高，企业大面积亏损，国内“枪毙”立筒窑的呼声不断。而“枪毙”立筒窑不仅将给国家造成250多亿元的经济损失，还将使一大批企业破产，职工下岗。

　　日本一些水泥工程公司得知这一信息后，抢先投入巨资攻关，试图以技术转让的形式占领中国市场。

　　为减少国家投资损失，徐德龙自觉地肩负起神圣而艰巨的使命。1990年前后，徐德龙研发的“X·L型水泥悬浮预热系列技术”取得了突破性进展。在临潼县阎良水泥厂，凝聚着他全新科研成果的生产线建成，台时产量超过国内同类窑80%，能耗降低20%。国家建材局组织专家进行鉴定，认为该成果居国际先进水平，具有独创性，命名为“阎良型”，并决定迅速在全国推广。1996年10月，“X·L型水泥悬浮预热系列技术”荣获国家科技进步二等奖。作为国家科技成果重点推广计划，该系列技术先后在近百家企业推广，累计新增产值80亿元。

　　开发生态水泥

　　2000年1月，中国混凝土学科的一代宗师、著名无机非金属材料科学家吴中伟院士病危。徐德龙搁下手头事务，急匆匆专程前往北京探望。

　　病榻上，82岁的吴中伟见到徐德龙，强忍病痛坐起来，拉住他的手说：“德龙啊，见到你，我死也瞑目了。”

　　吴老何以如此器重徐德龙，这与他们的一项研究有关。

　　我国是钢铁和产煤大国，钢铁企业、煤炭企业在为国家创造巨大经济效益的同时，也对生态环境造成了巨大影响。矿渣、钢渣、粉煤灰、煤矸石等堆积如山，并且以每年大于10%的速度增加。这些矿渣等如果常年露天堆放，不仅要占用大量土地，而且还会因扬尘和其中的重金属离子随雨水等废弃物浸出而对大气、土壤和地下水系造成严重的污染。

　　吴老曾多次呼吁水泥研究领域的科技工作者，要下决心解决这一问题。他了解徐德龙的研究能力和研究方向，认定他是中国水泥技术研究领域的领头人。在病榻旁，吴老听完徐德龙如何完善工艺系统，利用高新技术，使高炉矿渣、钢渣、粉煤灰和城市垃圾变废为宝的研究状况后，消瘦的脸庞上绽开了久违的微笑。“这我就放心了，有你牵头搞，一定能成功，拜托了！”

　　如何科学处理高炉矿渣等一直是个国际性难题。在长期的研究中，人们发现高炉矿渣的化学成分与水泥熟料相似，这就有可能通过科学方法将其转化成低成本的水泥。尽管如此，由于工艺、设备等原因，多年来国内外对高炉矿渣的资源化利用基本都属于低水平处理，远远达不到全面有效、节能减排的目的。

　　徐德龙和他的同事们兵分几路，在全国各地的企业生产一线进行了详细考察和取样分析。研究发现，高炉矿渣不仅具备转化为水泥的基本条件，而且因其所含成分的特殊性，经过适当的加工技术处理后，所形成的水泥更具有早期水化热低、致密性高、耐久性好的优势特点。在徐德龙眼中，我国每年数亿吨的工业废弃物，简直是一座座尚未发掘的金矿。

　　经过多年研究，他和他的团队掌握了高炉矿渣超细粉大比例替代水泥熟料制备高性能混凝土的配比和方法，成功开发出了高炉矿渣水泥的加工工艺，将那些昔日一文不值、祸害不小的废弃物变成了发展循环经济、促进节能减排的新资源，其研究水平跃居国际领先地位。

　　消息传开，不少钢铁企业纷纷来人来函洽谈合作。徐德龙和他领导的粉体工程研究所，先后为全国数十家钢铁企业建成了各项技术指标居世界领先水平的矿渣水泥生产线，年处理矿渣1200万吨，为企业年新增经济效益12亿元。与此同时还创造了年减排二氧化碳1200万吨、节煤1100万吨等喜人的环保效益和社会效益。

　　策动“绿色革命”

　　水泥是重要的建材产品，但每生产1吨水泥熟料的同时会排放约1吨的二氧化碳。为了对水泥工艺进行革命性变革，徐德龙已经做了28年的研究准备。早在1983年，经过反复的热力学理论研究，他首次从数学和物理学的角度揭示了固气比对热效率的影响，在此基础上，他又首创了高固气比悬浮预热预分解理论。

　　这一理论大大超越了当时窑外预分解技术的框架，揭示了许多前人尚未认识和无法解释的现象，在国际学术界获得高度评价。遗憾的是，在此后的多年里，这一新理论在国内水泥界并未得到足够的认识。

　　为了将这项理论成果转化为实用技术，徐德龙和同事们坚持不懈地进行了10余年的开发研究，经过多次工业性试验，开发出全系统的工业应用技术。研究成果出来后，徐德龙一直苦苦寻找放大试验的机会。

　　2008年12月，机会终于来了。采用高固气比预热分解新技术日产2500吨的水泥熟料生产线，在陕西韩城市的阳山庄水泥有限公司开始建设。

　　2010年9月，阳山庄水泥有限公司的高固气比预热分解新技术生产线进入生产调试。按照国际惯例，生产测试连续进行了72小时。该窑型的标准设计产量为每天2500吨，熟料平均产量达到日产3576吨，使用效果表明，实际增产43％，吨投资降低30％以上，综合热耗降低了21％，电耗降低15％以上。多位院士组成的专家组对高固气比预热分解理论与技术进行严格鉴定，认为该成果成功地实现了从理论创新到技术发明再到工业应用的原创性成果转化，实现了回转窑水泥熟料煅烧技术一次新的突破，多项指标达到国际领先水平，是具有我国自主知识产权的原创性工艺技术，对于改造现有的干法生产线，进一步提高我国水泥工业的节能减排水平，具有重大现实意义。