10月12日至16日，第二十六届中国国际工业博览会将在国家会展中心（上海）举行。华东理工大学将携14个项目参展，其中包括3个校友项目，并设置校友专区，展示学校与校友企业在成果转化方面的合作探索。

上海华理商业管理有限公司副总经理曹学介绍，学校今年主动邀请校友企业共同参展，希望进一步发挥校友在学科发展、人才培养和成果转化中的作用。以生物制造为例，华理正与地方政府、校友企业探索共建联合创新中心，为项目从早期研发、小试、中试放大到客户验证提供分阶段支持。

9月21日，记者走进华东理工大学，提前了解此次的部分参展项目。

给烟囱装上“二氧化碳回收机”

在我国，钢铁、化工等行业是支柱产业，但它们排放的烟气成分复杂、变化多端，就像一锅“大杂烩”。要把这锅“大杂烩”里的二氧化碳单独“提取”出来，传统的碳捕集技术就像用勺子捞针——效率低、耗能高，让人头疼。

华东理工大学教授田程程团队换了个思路，把“捕集—再生—转化”串成一条完整的生产线。团队阐明了烟气湍流流动、雾滴颗粒运动与二氧化碳迁移转化的关联机制，并进一步揭示微界面振荡捕集、再生、反应技术原理，研发相关的工艺和装备。

项目全景图。华东理工大学供图

田程程表示：“微界面振荡捕集这把‘金钥匙’，打开了‘低成本捕集—低能耗再生—二氧化碳甲烷干重整制合成气’的全链条技术路径。”

在捕集环节，他们研发了以微界面振荡为核心的捕集工艺和装备，利用强旋流破碎吸收液射流，通过微液滴自转、公转诱导界面振荡，增大气液接触面积并强化传质，实现设备高度和占地降45%以上。

在再生环节，团队开发了微液滴旋流振荡再生技术。该再生技术利用冷热胺液旋流混合与微界面振荡强化传热和二氧化碳脱气，减少无效加热，结合强化传质使循环胺液量下降，再生能耗降低35%以上。

在转化环节，团队设计了以双活性中心协同催化和微界面振荡为核心的重整催化剂及反应器。通过碳沉积与消除的动态平衡提高稳定性，实现二氧化碳/甲烷转化率整体超过85%，合成气选择性接近100%，催化剂寿命超过4000小时。得合成气可用于甲醇、烯烃等高附加值化工产品生产。

目前，这套技术已完成百吨级中试验证，连续稳定运行3个月以上，捕集率超过95%，每吨二氧化碳捕集成本从传统工艺的380元降至约190元，结合系统余热回收，与常规路径相比能耗降低40%以上，成本减半。田程程介绍，团队正推进万吨级工程示范，进一步验证整套工艺放大后的运行效果。

让废渣“变身”战略材料

在我国的工业版图上，堆存着超过70亿吨的煤矸石，且每年仍以数亿吨的速度疯狂递增。这个庞大的“工业包袱”，长期以来主要靠填埋处置，不仅侵占土地，更时刻威胁着生态环境。

在硬币的另一面，5G通信、AI服务器GPU、新能源汽车及航空航天等前沿领域，中高端铝硅合金产品的国产替代需求巨大。

“能不能把堆积如山的黑色废渣，变成支撑中国现代制造的闪亮合金？”抱着这个想法，华东理工大学教授乔秀臣领衔的科研团队，展开了一场长达20年的“科技炼金术”探索。

乔秀臣团队实行首席科学家负责制，涵盖技术研发、产业运营和战略资源等3个核心板块。“这种跨界融合的组织形态，有利于打通从‘实验室’到‘工业生产线’的最后一公里。”乔秀臣说。

团队研发的“低温自蔓延燃烧技术”，在原料端对煤矸石进行活化处理，解决了煤矸石选用过程中“铁含量过高”的行业顽疾。而“熔盐电解三合一”技术打破了传统法的局限，直接以纯化煤矸石为原料，在熔盐体系中一步协同制备出高硅铝硅合金。

这套工艺不仅解决了铝/硅界面反应失控的难题，更能通过调整电解参数灵活控制硅含量。因为消耗的是固废，项目不仅原料成本极低，还可享受国家固废处置补贴，在原料端跑通了“负成本”逻辑。

“按照我们的技术，大约3吨煤矸石能出1吨铝硅合金。”乔秀臣告诉《中国科学报》。

由煤矸石制备得到的硅铝合金。江庆龄摄

经过测算，该项目单吨产品毛利率高达25.2%，是传统铸造法的2.4倍。其制备出的合金产品，晶粒度微小，铁含量仅为0.03%，热导率、热膨胀系数等关键指标达到或优于市场现有高端产品标准。

2023年以来，团队先后与上海某粉煤灰龙头企业成立技术创新转移中心，并与国内锅炉领域的龙头央企合作开发产业化项目和设备。

“接下来，团队将全速推进中试线建设，力求早日量产高性能铝硅合金，消纳煤矸石，将环境负担转化为国家亟需的战略材料。”乔秀臣说。

生物“炼金术”让毒渣变废为宝

据统计，我国锂云母提锂过程每年产生数百万吨冶炼剩余物。目前行业普遍采用的固定化填埋或酸浸法，虽能暂时满足排放标准，却也藏着隐患。前者填埋后的有毒元素在极端环境下可能重新释放，后者则面临废水处理难、设备腐蚀快、能耗高等问题，均难以大规模推广。

更令人惋惜的是，这些剩余物中伴生的铷、铯等稀贵战略金属，往往随着填埋被一同“葬送”，造成巨大的资源浪费。

如何安全、高效地处理这些“危险废渣”，同时又能从中回收珍贵的战略金属？由华东理工大学教授张旭老师领衔的工博会参展项目“含金属固废资源化和无害化生物反应器技术”，给出了令人振奋的答案。

团队把目光投向了自然界中的嗜酸性微生物，围绕菌种挖掘、工艺调控、反应器放大三大核心问题攻关，最终开发出具有完全自主知识产权的“无害化处置+资源化利用”一体化技术体系。

经过驯化改造，这些微生物能代谢产生高效生物酸，在温和条件下像“生物手术刀”一样，精准分离有毒元素与有价金属，溶浸效率优于同等浓度下的无机酸和有机酸。

“简单来说，就是让微生物‘吃’进废渣，‘吐’出宝贝。”张旭介绍。该生物浸出技术具有四个优势：绿色环保，在常温常压下运行，反应体系无废水废气排放，水资源实现内部循环，避免二次污染；能耗大幅降低，相比酸浸工艺可减少60%以上能耗，且微生物发酵过程可固定二氧化碳；操作安全简便，无需复杂防腐和高压设备，降低生产安全风险；资源利用率高，可同时实现有毒元素无害化处理和锂、铷、铯等战略金属的综合回收。

团队配套研发了3000升中试生物反应器，结果显示，经该技术处理后的锂冶炼剩余物中铍、铊浸出毒性达到国家普通I类固废标准，可浸出态锂回收率超90%，铷、铯回收率超85%。目前，该技术已通过生态环境部专家论证，第三方检测显示其各项指标均优于国家标准。

3000升锂冶炼剩余物生物浸出处理中试试验线。华东理工大学供图

“该技术还可广泛推广至其他类型含金属固废的无害化和资源化处理，为有色冶金、矿山开采等行业的固废处置提供全新解决方案。”张旭介绍，目前项目团队正筹备万吨级工程示范产线建设，预计未来2至3年可实现大规模商业化应用。