从废弃物到新兴可持续财富：基于Mining 4.0-Recycling 4.0-Decision Making 4.0框架的赤泥绿色回收技术优化研究

为解决赤泥(RM)回收利用率低(仅3%)、环境污染风险高(全球存量超40亿吨)及传统决策方法可靠性不足等问题，伊朗霍姆兹甘大学团队开发了集成Mining 4.0-Recycling 4.0-Decision Making 4.0的三阶段评估框架。研究创新性地提出ZE-FSIWEC权重计算法和8种模糊ZE-MCDM方法，通过Jajarm氧化铝厂案例验证，确定建筑材料应用(RMMSS=65.77%)为最优方案。该研究为工业废弃物资源化提供了兼具技术创新性和决策可靠性的解决方案。

　　

每年全球铝工业生产产生约1.8亿吨赤泥(RM)，这种强碱性废渣的堆存量已超40亿吨，却仅有3%被回收利用。赤泥的高碱性和重金属含量不仅造成土地资源浪费，更可能引发坝体溃决、地下水污染等环境灾难。传统处理方法如填埋不仅占用大量土地，其中可回收的铁、铝、钛等有价金属和稀土元素也未能充分利用。更棘手的是，现有决策方法如层次分析法(AHP)存在主观性强、忽略专家可靠性评估等缺陷，难以应对赤泥回收技术选择这一复杂多准则决策问题。

针对这些挑战，伊朗霍姆兹甘大学土木工程系的研究团队在《Environmental Technology》发表了一项突破性研究。他们创造性地将第四次工业革命中的Mining 4.0(智能采矿)、Recycling 4.0(智能回收)与Decision-Making 4.0(智能决策)技术融合，构建了三阶段评估框架。研究团队首先通过文献计量分析发现，现有1248篇相关研究中，关于赤泥在催化剂、涂层等新兴应用的决策研究存在明显空白，而传统方法如AHP(1989)和TOPSIS(1981)无法有效处理专家判断的不确定性和可靠性问题。

为解决这些方法论缺陷，研究人员开发了多项创新技术：1) ZE-FSIWEC权重计算法，在SIWEC(简单权重计算)基础上引入Z-number(可靠性评估)和E-number(群体决策可信度)；2) 整合8种改进的模糊多准则决策方法(MCDM)，包括新提出的ZE-RAWEC、ZE-ARLON等；3) 建立赤泥管理可持续性评分(RMMSS)认证体系。这些方法在伊朗Jajarm氧化铝厂(年产生50万吨赤泥)的案例中验证，通过26名国家专家和25名地方专家的两阶段评估，实现了从技术筛选到最终决策的全流程优化。

研究结果方面，Phase 1通过ZE-FSIWEC方法确定了五大核心准则的权重：经济性(27.61%)居首，其次是技术效率(22.37%)、HSE健康安全环境(21.46%)、社会政策(16.46%)和弹性(12.10%)。具体到子准则，"投资回报率"(0.0824)、"工人健康安全"(0.0605)和"产品性能"(0.0835)最具权重。Phase 2采用模糊德尔菲法(FDM)从15种技术中筛选出9种可行方案，包括A1废水处理、A4建筑材料等。Phase 3的综合评估显示：

1. 技术排名：通过8种ZE-MCDM方法的一致性验证(斯皮尔曼相关系数>86.9%)，A4(建筑材料/地质聚合物)以65.77%的RMMSS评分位列第一，获"优秀"认证；A2(有价组分回收)仅37.69%，接近"门槛"水平。

2. 经济优势：建筑材料应用在"投资回报"(CC=0.82)、"运营成本"(CC=0.79)等经济指标上表现突出，与其成熟的产业链条相符。

3. 环境效益：排名首位的A4方案在"污染控制"(CC=0.75)和"水资源利用"(CC=0.68)方面显著优于填埋等传统方式。

值得注意的是，尽管A2(组分回收)在实验室研究中备受关注，但实际评估中因"技术复杂性"(CC=0.41)和"设备成本"(CC=0.39)得分较低，反映出实验室成果与工业化应用间的鸿沟。相比之下，3D打印(A8)等新兴技术虽具创新性(CC=0.49)，但受限于"市场接受度"(CC=0.42)暂未成为优选。

这项研究的突破性价值体现在三个方面：方法论上，首次将ZE-number理论与SIWEC、新型MCDM方法结合，使专家判断的可靠性量化成为可能；应用层面，开发的RMMSS评分体系可直接用于全球不同气候区(如伊朗的沙漠、温带等多变环境)的赤泥管理；产业转型方面，为"矿山废弃物即资源"的循环经济模式提供了数据支撑。研究团队特别指出，该框架每年更新权重系数即可适应技术发展，这对正面临环境治理与资源短缺双重压力的发展中国家尤为重要。

当然，研究也存在局限，如专家样本偏重伊朗本土经验，未来需纳入更多国际数据。但毫无疑问，这项工作为工业固废管理的智能化决策树立了新标杆，其"技术筛选-多准则评估-可持续认证"的三段式思路，可扩展至尾矿、粉煤灰等其他领域，助力全球矿业向绿色化、数字化转型升级。