近日，我校大学科技园姚桢副教授团队在工程技术与化工领域一区TOP期刊Chemical Engineering Journal（IF = 13.3）在线发表题为“Detoxification and resource utilization of spent refractory materials via sustainable water leaching: Efficient extraction and targeted conversion of soluble fluorides”的研究论文。
废旧耐火材料作为金属原铝生产过程中持续排放的危险固体废弃物，其显著的浸出毒性（NaF、NaCN）对于生态环境构成严重威胁。然而，由于废旧耐火材料同时含有大量铝硅酸盐组分，缺乏足够的资源利用价值，导致绝大多数废旧耐火材料处于厂内堆存状态，具有环境污染风险。针对该现状，本研究遵循清洁生产与循环经济理念，通过创新且简单的工艺组合，成功开发出了一种基于可持续水浸的废旧耐火材料安全解毒与全量资源化利用工艺。首先，选择可持续且低成本的水溶液作为浸出剂，提取可溶毒性物质NaF和NaCN，可溶氟浸出率达到99.78%。其次，利用H2O2对高浓度含氟浸出液进行脱氰处理，脱氰率为99.70%，并创新性地通过溶液平衡计算结合诱导剂添加靶向合成了冰晶石产品，其高分子比、高结晶度及合适的元素组成展现出良好的市场应用潜力。最后，利用具备显著火山灰活性和丰富矿化剂成分的浸出渣掺配制备蒸压加气混凝土砌块，在深度固化残留毒性物质的同时实现非氟组分的资源化利用。研究成果为废旧耐火材料提供了安全、低成本且经济效益显著的处置利用策略，以新质生产力赋能铝电解行业绿色可持续发展。
废旧耐火材料的安全解毒与全量资源化利用路径
合成冰晶石与商业冰晶石的性质对比
废旧耐火材料的安全解毒与全量资源化利用机制
该论文第一作者为材料与建筑工程学院2022级分析化学专业硕士研究生李雪薇，通讯作者为姚桢副教授和中南大学仲奇凡教授。该研究得到国家自然科学基金（52464055），贵州省科技计划项目（黔科合支撑[2023]一般103，黔科合支撑[2023]一般212），贵州省自然科学基金（黔科合基础-ZK[2022]一般321），贵州省教育厅高校科技创新团队（黔教技[2023]057号）的联合资助。此外，姚桢副教授于2025年2月以共同通讯作者身份在国际化学领域顶级期刊Angewandte Chemie International Edition（IF = 16.1）发表题为“A green and efficient recycling strategy for spent lithium-ion batteries in neutral solution environment”的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202414899）。
论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161300
