宝玉石,以其璀璨的光芒和丰富的文化内涵,装点着人们的生活。全球约有3000多种宝玉石,它们硬度大于4,经过加工后呈现出美丽的色彩和透明度。
虽然广东并非宝玉石产地,却是重要的加工集散地,其中博罗四角楼更是全国最大的宝玉石加工基地,汇集了来自世界各地的1000多种宝石,加工后的珠宝链产品畅销全球,占据了全球市场约80%的份额,珠宝加工业也成为当地的经济支柱。然而,在宝石加工的繁荣背后,却隐藏着严峻的环境污染问题。
传统的宝玉石加工小作坊,由于加工手段粗放、环保意识薄弱,几十年来产生的固废水未经处理随意排放,对当地环境造成了严重污染。
二、科研介入:探寻污染问题的破局之道为解决这一难题,广东省科学院的科研团队深入博罗四角楼地区进行调研。最初,由于当地加工厂的抵触情绪,调研工作开展并不顺利。
科研人员通过耐心沟通,最终取得了当地加工户的信任,获得了珍贵的第一手资料。调研发现,四角楼的宝玉石加工业主要存在四大问题:资源严重浪费、环境污染严重、小作坊分散处理成本高以及违规经营难以管控。
三、科技创新:变废为宝,化解污染危机针对这些问题,科研团队提出了“以矿治矿”的思路,将矿物加工理念与环保理念相结合,探索宝玉石加工固废的资源化利用途径。研究发现,宝玉石加工固废成分单一、杂质少,其中一些固废的二氧化硅含量甚至高达99%以上,是优质的高硅材料。
通过模框分级、筛选和提纯等技术手段,可以将高硅材料的纯度提升至99.6%以上,达到电子级原料的使用标准,大幅提升了固废的价值。此外,一些固废中还含有可制成昂贵矿物颜料的成分,这些颜料具有千年不变色的特性,在艺术品修复和创作领域有着重要的应用价值。
通过科技创新,宝玉石加工固废实现了全质化利用。
废水处理方面,科研人员通过粒度分析发现,宝玉石加工废水中含有大量的微米级颗粒,这些颗粒在水中形成胶体状态,难以自然沉淀,不仅会损坏加工设备,还会危害工人健康和污染环境。针对这一问题,科研团队开发了低成本的废水处理技术,通过添加不同的电解质,使微米级颗粒聚沉,再通过固液分离得到清水和泥浆。
清水可回用于生产,泥浆则可作为建筑材料。对于含油的泥浆废水,则采用气浮法进行油水分离,分离出的油也可回用于生产。
四、成果转化:携手共建绿色产业园为了将科研成果转化为实际应用,科研团队与相关部门和企业共同建议政府建设工业园,将分散的小作坊集中到园区进行规范化生产,并集中处理固废水。这一建议得到了当地政府的大力支持,园区建设分三期进行,首期建设了5吨安置厂房和环保中心。
在实验室成功处理两吨真实废水的基础上,科研团队在现场搭建了20吨的小试生产线,并最终扩大到100吨的正式生产线。2021年5月,生产线调试成功,将“牛奶水”般的废水变成了清澈的回用水,解决了困扰当地多年的污染问题。
为了推广这一成果,科研团队与企业联合共建了研发中心,组建了由科研人员和工程人员组成的联合团队,形成了产学研长期合作模式,致力于将环保科技推广到更广阔的区域。
为了提高公众的环保意识,园区还建立了环保科技馆,通过模型展示、小实验和固废利用产品展示等方式,向公众普及环保知识。未来三年,园区还计划建设珠宝加工智能化生产线,进一步提升产业自动化水平,降低生产成本,改善车间环境。