全球每年产生工业固体废物（简称工业固废）数十亿吨。工业固废来源广泛、排放量大、其中重金属、放射性核素、有机污染物等污染物形态复杂。因此，工业固废资源化中面临两大难题：一是缺少不同来源、成分各异的工业固废资源化的共性原理与理论指导；二是污染物在固废资源化中转化规律与风险控制。该论文首先对主要大宗工业固废（尾矿、粉煤灰、煤矸石、炉渣、工业副产石膏、赤泥）的特性、资源化现状及挑战进行了系统总结。随后基于团队前期的科学研究与工程实践，构建了固废原料组成-处理方法-显微组织与结构-资源化产品性能和用途的四面体依存模型，用于指导工业固废资源化的工程实践。基于资源化产品性能为目标，以显微结构为导向，在固废产生源头就近优选其他原料，从而实现固废源头高效资源化，有效减少固废处置量以及节省处置费用。针对固废资源化过程中特征污染物，如重金属、放射性核素等的风险控制，同时构建了一个并行的特征污染物在原料组成、处理工艺、组织结构、产品使用中的转化规律及风险控制的四面体模型。该双四面体模型（Bi-tetrahedron model）可用于指导固废资源化及特征污染物迁移转化规律的研究及工程应用，论文以工业固废赤泥为主要原料制备地聚物资源化产品为案例对双四面体模型的指导意义进行了阐述。

双四面体模型的提出为优化固体废物管理策略提供了重要指导，并可指导其他固体废物如危险废物、建筑废物以及其他无机固体废物的资源化回收和污染控制。为了进一步促进双四面体模型的实际应用，今后可与生命周期评价（Life cycle assessment, LCA）模型有机结合，进一步促进固体废物的优化管理。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2023.107212

    研究团队长期致力于固废处理处置与资源化研究，承担了国家科技支撑计划项目（2014BAC03B02），国家自然科学基金重点/地区联合/面上/青年项目（52330004，U1901216，51978301，51078162，50804017），国家重点研发计划固废专项课题“固体废物利用处置环境风险综合调控研究”（2018YFC190015），湖北省创新群体项目“固废处理与资源化”（2020CFA042）、湖北省科技创新专项重大项目（2016ACA163）等固废相关项目。提出的双四面体模型成功指导了固废资源化及特征污染物迁移转化规律的研究及工程应用，包括开曼铝业（三门峡）有限公司、湖北省嘉鱼蛇屋山金矿有限责任公司、东风汽车有限公司等单位的工业固废资源化工程。固废资源化及污染控制成果获教育部自然科学一等奖以及湖北省科技进步一等奖。