技术成果

技术成果

四集成技术为铁碳压降“降压”

现有技术中，阳极钢爪与阳极碳块的连接均采用磷生铁浇铸方法，该工艺暴露出4方面的先天不足：一是钢爪材质采用ZG200- 400铸钢，耐蚀性差，电阻大；二是钢- 碳接触面偏小；三是钢爪腿抵抗电解质冲刷的能力不强，当较高水平的电解质冲刷到碳块上面的钢爪腿时使该部位形成“拉沟”，导致直径一般以1 cm/a的速度减少；四是磷生铁浇铸后内部空腔及缝隙较大，直径Φ160 mm钢爪腿浇铸后，每个碳丸处的空隙容积用灌注法试验可灌入50～150 mL液体，个别情况甚至达到200 mL。

针对导致铁碳压降高的4个缺陷提出了4项措施，其中大部分经实践检验切实可行，综合效果明显。一是为解决钢爪电阻大的问题，提出了高导电性阳极钢爪方案，材质选用电阻小的合金钢(郑州经纬科技有限公司用类似材料成功地解决了阴极钢棒导电性差的问题)。该方案可降低铁碳压降20 mV以上。二是为解决铁碳接触面小的问题，采用了扩大钢爪腿下部直径的方法，使其成为上细下粗的圆台，大幅增强了钢爪腿与磷铁环结合的稳定性，解决了浇铸后出现的导杆晃动，避免了上槽后脱极事故的发生，与之配套的碳丸直径也随之扩大。实践证明该方案可降低铁碳压降24 mV左右。三是为解决抵抗高温电解质冲刷碳块上面或保护环上面的钢爪腿部位的问题，新的设计方案为扩大直径的弧形环状，该形状可明显抵抗高温电解质的冲刷，应用约两年后才会变成同径腿，与现有技术的同径腿钢爪相同，即可提高使用寿命两年时间，而且避免了使用中冲刷拉沟问题，使用期间电阻小。该技术可降低铁碳压降17 mV。四是为解决磷生铁浇铸中出现的空洞及缝隙问题，采用了纳米导电材料补缩的技术方案。该方法降低了铁碳压降21 mV。

综上所述，以上4项集成技术共可降低铁碳压降82 mV，现阶段已达130 mV，较好水平的企业可实现60 mV以下的先进水平。仅此一项即可降低吨铝工艺交流电耗246 kW·h，如果电价按0.51元/kW·h计算，吨铝成本可下降125元。如年产40万t规模的铝冶炼企业年增净利润将超过5 000万元，年节电近1亿kW·h，相当于节约标煤约4万t。按能量系统优化项目申报国家节能技术改造项目规定，按每吨国家财政奖励250～300元计算，可享受国家奖励资金1 000万元以上，可谓利国利企，值得大力应用和推广。

长沙矿山院获得氢氧除碳机关键技术专利发明

日前，长沙矿山院下属电焊机厂申报的“汽车发动机意外熄火氢氧余气自动吹洗装置”通过了国家知识产权局的审批，并颁发了专利证书。

自2002年研发生产氢氧能源机以来，该厂根据氢氧能源机的特性，在研究开发主体设备技术的基础上，将该技术不断向工业、民用等多个领域延伸、拓展，先后获得了多项具有自主知识产权的专利技术。2010年，电焊机厂将氢氧能源机应用于汽车发动机积碳清洗，并创新技术，开发了一系列基于氢氧能源机基础上的汽车除碳技术，解决了汽车除碳技术的众多难题。

此次获得发明专利的“汽车发动机意外熄火氢氧余气自动吹洗装置”是一种在氢氧除碳流程中对汽车的保护安全技术。作为一种高能的氢氧混合气体，在对汽车除碳过程中，如果出现发动机意外熄火，氢氧余气会积聚在发动机的燃烧室中，在这种情况下再将发动机点火，就会出现炸裂发动机空气滤清的安全问题。该专利消除了这一安全隐患，自动将汽车发动机燃烧室积聚的氢氧余气予以清除，即使在误操作的情况下，亦可排除炸裂空气滤清的安全隐患。该项发明专利保证了汽车除碳安全，同时极大地提高了该厂汽车发动机除碳设备的技术质量。

高砷锑金精矿矿浆电解技术与工业装备项目通过鉴定

日前，北京矿冶研究总院和新邵辰州锑业有限责任公司共同完成的“高砷锑金精矿矿浆电解技术与工业装备”项目，通过了中国有色金属工业协会科技成果鉴定。鉴定委员会认为：高砷锑金精矿矿浆电解技术与工业装备为国内外首创，是世界锑冶炼技术的重大创新，工艺技术居于国际领先水平。

“高砷锑金精矿矿浆电解技术与工业装备”项目研发成功了以高砷锑金精矿为原料的直接矿浆电解新工艺及装备，其主要技术特点和创新点是：①研发了直接电解矿浆冶炼高砷锑金精矿短流程新工艺，一步制得纯度98%以上的金属锑，有效解决了锑、砷选择性分离难题；②发明了12 m3栅型阳极矿浆电解槽，阳极面积由传统棒状石墨阳极的20 m2提高至110 m2，电流提高到12 000 A，大幅增加了单位槽体积的物料处理能力；③新工艺有效解决了传统火法工艺的“三废”污染问题，实现了锑的清洁冶金，是替代传统火法炼锑的优选技术。

该项目取得了优秀的技术经济指标：高砷锑金精矿矿浆电解工艺的锑回收率大于97%、金回收率大于99.5%，比现有火法流程分别提高了5%和7%；矿浆电解渣含锑小于1%，吨锑总电耗3 710 kW·h/t、工业盐酸消耗206 kg/t，经济、社会和环境效益显著。

回收贵金属新技术获专利

由天津滨海高新区富金环境技术公司自主研制开发的回收贵金属介电电泳分离系统，日前获得国家发明专利。经投入产业化应用和连续化运行，该项技术环保、节能，金、银等贵金属提取率指标达到国际先进水平。

为尽快实现对含贵金属尾矿、废渣及废弃电子产品中所含微量贵金属的无害化分离提取，有效防止传统氰化工艺造成的环境污染，天津富金公司通过研发新技术，制成了混料箱、分离室、收集器等一整套新设备。据介绍，此项技术利用物理化学介电电泳原理独特的高选择性、高可控性，有效捕获贵金属废物中未分离的贵金属颗粒，以达到最大程度的提取回收。与传统工艺相比，可节能40%以上，且无污染、零排放，对于我国贵金属贫矿及尾矿的环保、高效、连续回收利用具有重要意义。

镁合金冲压成型技术获突破

重庆市在镁合金开发应用上又取得重要突破。2013年10月30日,从重庆市市级重大科技攻关项目“镁合金冲压成型技术开发及其产业化应用”验收会上获悉,通过对镁合金冲压成型技术进行开发,重庆市已成功制造出镁合金笔记本电脑外壳和汽车座椅座盆样品。今后,相关成果将广泛应用于上述领域,为笔记本电脑和汽车“减重”。

据了解,镁是一种很轻的金属元素,与其他金属组成的合金质轻、刚硬,是很好的现代工业结构材料，但美中不足的是,镁合金冲压性能差,不易成形。

从2010年起,重庆市科学技术研究院、重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心联合攻关,提出了单向多道次弯曲等技术,为镁合金板材的制备和室温冲压成形奠定了较好的技术基础,还开发出笔记本外壳和汽车座椅座盆冲压工艺。

镁合金冲压件质量轻、强度高,而且外观更平整、光滑,很适合轻薄、便携的电子产品。目前重庆市正在大力推动笔记本电脑产业的发展,这种镁合金冲压件将有广阔的应用前景。经测试,项目组开发的镁合金笔记本电脑外壳冲压技术的合格率已达到85%。

在节能减排的大背景下,汽车减重已成为一种趋势，镁合金在汽车行业的应用前景也会很好。镁合金比铝合金轻约1/3,比钢轻约3/4,能很好地为汽车“减重”。一般来说,汽车减重100 kg,油耗降低6%～8%,从而实现节能减排。

据了解,项目实施期间,项目组对一款普通轿车进行了测试,镁合金作驾驶座椅座盆和钢板相比,减重率达65.6%。

项目组已申请了4项发明专利,建立了2条中试生产线,并准备进一步推动相关成果的应用和产业化。

“目前,产业化的关键在于通过技术手段,降低镁合金的原材料和冲压成本。”黄光胜称,由于目前成本较高,相关成果将率先在高端笔记本电脑和汽车产品中应用。

纯氧气化技术装置为有色行业“换气”

2013年12月2日，江西昌昱实业有限公司宣布，由该公司承担研发并实施工程总包建设的江苏连云港市工业园区精细化工公司年产18万t精醇及深加工产业链项目纯氧气化技术及装置已经成功投运。据悉，这是我国首套完全具有自主知识产权的成套纯氧气化技术及装置。同时，该技术适用于有色冶金等行业的清洁燃料用气、焦炉煤气制甲醇、LNG装置的补炭用气以及其它化工合成用气。项目经过72 h连续稳定运行，各项指标达到并优于设计要求，接近加压气化技术水平。碳转化率可达到95%以上，冷煤气效率可达85%左右，废渣残炭小于3%。

据了解，这套纯氧连续气化技术装置采用专利工艺与昌昱公司专门设计的气化岛，以山西晋城无烟煤(或焦粒)作气化原料，以纯氧(>99.6%)和水蒸气作气化剂，气化温度达到1 200～1 400 ℃，通过气化岛内高温连续气化生产出高质量组分的水煤气。水煤气中有效成分一氧化碳和氢稳定在80%～84%(接近大型气流床气化工艺水平)，二氧化碳含量12%～16%，甲烷含量1%～1.5%，发热值高，较传统的热煤气炉生产的煤气热值增加1倍左右。煤气的纯度高，无效气体少，单位成本降低40%左右，实现了资源的高效利用。

该气化装置自动化程度较传统气化技术大幅提高；除了自动加煤、自动下灰功能以外，针对气化生产的全过程开发了一套专用的软件和硬件来完成系统的温度、压力、压差、流量等重要参数的采集、显示和处理，大幅提高了气化系统的自动化程度和安全可靠性。纯氧连续气化技术水煤气生产装置和传统气化装置相比，具有料煤适应面广的特点，适合消化焦炭、半焦(兰炭)、无烟块煤、烟煤、型煤、石油焦等，还可实现原料本地化。在气化强度、煤气组份、煤气产率、蒸汽分解率、原料转化利用率、安全、节能、环保等方面均有很大的提高和改善。该装置适合各种规模的煤制化工合成气、煤制氢、煤制燃气项目，可广泛运用于有色冶金等领域，其特点是投资少，操作简单，停开车费用低，运行成本低，废水全部闭路循环利用，节能环保，无三废排放。

目前，该技术装置已经受到氧化铝等有色冶金企业的广泛关注与青睐。公司先后与有色行业的铝加工、氧化铝等企业签订了建设纯氧气化技术装置项目合同，并有多家有色企业就新上和改造现有气化装置与该公司达成初步合作意向。

江铜“一种废渣选铜尾矿处理方法”获中国专利优秀奖

由国家知识产权局和世界知识产权组织共同主办的第15届中国专利奖评选结果日前揭晓，江西铜业集团公司“一种废渣选铜尾矿处理方法”发明专利获优秀奖，这是江铜首次获此殊荣。这一荣誉的取得，标志着江铜的技术创新实力和水平再次获得国家级专业认可。

“一种废渣选铜尾矿处理方法”是江铜贵溪冶炼厂于2007年6月申报，2012年12月获国家授权的发明专利。该技术优化了浮选尾矿工艺流程，能够循环利用浓密机溢流水，一定程度上解决了废渣选铜工艺的瓶颈问题。项目自实施日起到2012年末，销售额共达66亿元，创利5.28亿元。

“中国专利奖”是我国唯一专门对授予专利权的发明创造给予奖励的政府部门奖，在国际上有一定影响。评奖标准不仅强调项目的专利技术水平和创新高度，也注重其在市场转化过程中的运用情况，同时还对其保护状况和管理情况提出要求。“中国专利奖”共分为中国专利金奖、中国外观设计金奖、中国专利优秀奖、中国外观设计优秀奖4类项目。近5年来江西省共11个项目获中国专利奖，其中第15届中国专利奖评出优秀奖项336项，全省共3个项目获奖。

汉中锌业“铁矾渣无害化处理技术”成果通过鉴定

2013年11月30日，由陕西省科技厅牵头组织、汉中市科技局主持的汉中锌业公司“铁矾渣无害化处理技术”科技成果鉴定会在汉中召开，与会专家经过充分讨论，一致通过了对“铁矾渣无害化处理技术”的科技成果鉴定。

铁矾渣是汉中锌业公司电解锌生产过程中产生的一种危险固体废渣，渣量大，堆放处理难度大，成为困扰企业绿色冶金发展的难题。近年来，公司积极和陕西理工学院合作，对铁矾渣无害化处理技术进行深度研发，通过添加胶凝材料、固化成型等方式，将散状易流失、难堆存的铁矾渣进行固化处理，取得了重大突破。

专家们一致认为，该科技成果创新亮点突出，生产工艺简单实用，经济和社会效益显著，发展前景好，对保证企业无污染锌冶炼生产顺利进行、解决环保压力、提升核心竞争力具有重大意义，属于国际领先技术。