成果简介：该项目属于有色金属冶金技术领域。废杂铜是中国铜工业重要的再生资源，占铜资源量的30%以上，中国已成为世界上最大的再生铜资源国。但是长期以来中国再生铜处理技术远低于世界先进水平，全国几十家废杂铜冶炼和加工企业仍然采用传统的鼓风炉和反射炉等工艺，普遍存在规模小、装备水平低、能耗高、环境污染严重等突出问题，原因是缺乏自主的先进工艺和装备，加上国外为了控制再生铜资源的竞争对中国进行技术封锁和限制，很多企业期望技术升级的目标难以实现，中国作为再生铜资源大国付出了巨大的能源和环境代价，废杂铜冶炼的落后现状亟待改变。国家要大力发展循环经济，必须开发具有自主知识产权的再生铜冶炼系列工艺和装备，形成行业技术升级的主导技术，提升中国再生铜行业整体水平。该项目通过基础理论研究、计算机仿真优化、工业化设计及生产实践验证，开发了具有国际领先水平的再生铜冶炼系列工艺及装备，覆盖了从再生铜原料到最终产品的完整产业链，打破了国外的技术封锁，实现了再生铜原料清洁高效冶炼。主要技术创新内容包括：1、国际首创NGL炉冶炼废杂铜成套工艺及装备。首次开发“再生铜冶炼熔体氮气微搅动技术”，促进传热传质，提高反应速率；攻克了废杂铜冶炼炉型对工艺性能影响的关键技术，提高了熔化速率和炉体密闭性、安全性；采用氧气卷吸燃烧供热技术，提升了热效率，显著降低了能耗和烟气量。2、开发了低品位再生铜(包括电子废料和含铜渣料)顶吹转炉冶炼工艺和装备。开发出顶吹转炉一炉三段的处理工艺，流程短，原料适应性强，金属回收率高；开发了高效的烟气净化技术，有效地抑制了二噁英的产生；开发了顶吹转炉生产智能控制系统，保证了操作平稳安全。3、开发了再生铜永久阴极电解成套智能装备。国际首创矢量化阴极铜剥离技术及装备，提高了装备的生产能力，降低了能耗；国际首创智能双通道阳极铣耳的技术及装备，解决了阳极耳铣削深度难于控制、铣削噪声大等问题，提高了机组的运行速度和能力；开发了铜电解专用吊车双激光动态测距、智能修正系统，保证自动精确定位；优化了铜电解残极洗涤机组，提升了作业效率。该项目获国家发明专利8项，国际发明专利5项，实用新型专利15项，软件著作权5项，主编国家标准1部。项目成果初评为2016年江西省科技进步一等奖，获中国有色金属工业科学技术一等奖3项，江西省科技进步二等奖1项，国家优秀专利奖2项。项目成果在两个国家级“城市矿产基地”实现了大规模工业化应用，近三年累计新增销售收入290.82亿元，新增利润8.03亿元，经济效益显著。项目相关技术成果已被国家工信部和有色金属行业列为废杂铜处理首选和推广的工艺，还在行业内不断得到推广应用，提升了中国再生资源处理整体水平，为提高中国有色金属工业核心竞争力和国际影响力做出了重要贡献。

成果简介：铅被广泛应用于蓄电池、铅合金等领域，目前废铅酸蓄电池等再生铅资源的社会积存量增加；中国的再生铅工业面临着工艺装备落后，能耗高，劳动强度大、作业环境恶劣，资源浪费等问题，亟待开发清洁高效再生铅冶炼新技术。项目在国家高技术研究发展（863计划）科技计划支持下，攻克了再生铅冶炼过程关键技术难题及工程实践问题，发明了再生铅梯度熔炼直接还原炼铅技术，形成了高效、清洁、短流程直接炼再生铅新工艺。通过该技术的创新应用，实现了含硫酸铅等二次资源清洁循环利用回收，促进了再生铅生产效率的大幅提高，节能减排效果明显。主要创新点：①利用梯度熔炼技术，开发了一种铅膏直接脱硫还原的新工艺。上部通过加入焦粒，保持低氧势，下部通入氧气保持高氧势，形成垂直氧势梯度，兼顾了铅膏中硫的脱除和铅的还原；同时通过氧枪反应区和放渣区的设置，形成水平动能梯度，放渣口减少扰动，铅和渣得到较好分离。②采用强化熔池熔炼技术，开发了一种铅膏高效处理的新工艺，形成一种用于处理冶炼渣的底吹卧式熔炼转炉，优化了反应的流场、温度场，减少了烟气产生量，降低了烟尘率，稳定提高了生产效率。③采用富氧熔炼技术，开发了一种铅膏清洁短流程工艺，实现了硫资源的综合回收利用。采用富氧熔炼技术，烟气量小，脱硫率高，烟气中SO₂浓度可达2-3%；生产过程连续，烟气成分稳定，可直接送制酸系统或生产液态SO₂。缩短了工艺流程，解决了铅膏熔炼硫回收的难题。④集成开发了单独处理铅膏的熔炼装置。装备创新采用炉体冷却装置提高炉体耐材使用寿命；采用新型下料口解决了下料口喷溅堵塞的问题；采用保温溜槽的使用保证了渣的流动性，以及炉体结构形成了一整套高效清洁熔炼铅膏装置，实现了直接脱硫还原。项目成功实现产业化应用，豫光金铅股份有限公司2014年建成了年产4万吨工业化生产线并投入使用，2016年年产7万吨的生产线投产。投产后产销量连年增长，近三年来共产再生铅92165.79吨，累计实现销售收入120933.57万元，累计利润6848.37万元。同时该技术可广泛应用于国内再生铅冶炼新建和原生铅冶炼企业的转型升级，目前国内原生铅生产90%以上采用强化熔炼，产能约300-400万吨/年，只需简单改造就可直接处理再生铅。若转型规模按200万吨计算，则可节约投资费用20亿元。项目获授权专利5项，发表论文2篇，并于2016年11月通过了中国有色金属工业协会的科学技术成果评价，认为该项目“突破了再生铅直接熔炼的技术难题，兼顾了再生铅中硫的脱除和铅的还原，使物料中铅和硫得到较好的回收利用，生产运行稳定，技术成熟度高，经济效益、社会效益、环境效益和市场竞争力显著，相关技术经济指标达到行业领先水平，总体技术达到了国际先进水平”。项目立足于中国铅冶金实际，通过自主创新，实现了技术跨越，引领产业升级和行业技术

成果简介：近年来，铝电解节能技术在国内蓬勃发展，如无效应低电压技术、异形阴极技术、降低水平电流技术（双钢棒）等，这些技术在不同的阶段对推动节能降耗均发挥了重要作用。但是随着国内外节能减排形势的日益严峻，缓解经济、社会发展面临的能源约束和环境约束尤其重要，为了适应国家节能减排政策的要求，中国铝业郑州有色金属研究院有限公司开发了新型稳流保温铝电解槽节能技术，为企业提高自身的能源利用效率、经济效益和竞争力提供了可靠的技术支撑。主要成果和创新点：（1）突破了传统铝电解低电压低效率的技术难题。（2）创新研发了铝电解槽新型稳流模式，提高了电解槽稳定性和槽寿命。（3）创新了电解槽能量平衡设计理念。（4）研发了以稳流高导钢棒为核心的电压平衡优化技术。

成果简介：金属钛具有优异的物理化学和机械性能，被广泛用于军工、航空航天、化工、电子信息等领域，被誉为“未来金属”。金属钛的主流生产工艺为Kroll法，即镁还原法。其核心是用金属镁做还原剂，在800-900℃下还原气态四氯化钛，得到纯度为99.7％左右的海绵钛。该流程工艺繁琐、复杂且能耗大，从而导致金属钛生产成本高、价格昂贵，限制了金属钛的广泛应用。高纯钛，是指纯度在3N5（99.95％）乃至4N5（99.995％）以上的金属钛。 近些年，北京科技大学朱鸿民教授和焦树强教授领衔的课题组提出一种新型清洁钛提取冶炼和高纯钛电解精炼方法，其基本设计思路如下： （1）以二氧化钛或富钛料和碳质还原剂为原料，碳热还原制备具有良好导电性的TiCxOy固溶体，并将O/C比控制在1/1左右，用作电解阳极原料； （2）将该阳极进行熔盐电解，阳极产物为CO或CO<,2>，从而使阳极固溶体中的氧和碳完全以气体形式排出，而钛则以离子形式进入熔盐； （3）选择并控制电解条件，使熔盐中的钛离子保持较低价态，并在镍或钛阴极以较高的电流效率以金属钛形式沉积析出。 （4）对钛离子在熔盐电解质中的阴极过程进行了系统研究，提出了以海绵钛为阳极，采用象形电极的熔盐电解槽和阶梯式恒流补偿电解工艺精炼得到高纯钛晶体； （5）根据所研发的基础理论并结合产业化工艺路线，逐步形成具有自主知识产权的装备集成工艺； 这一方法为钛金属的低成本、低污染生产奠定了基础，在国际上被誉为“USTB”工艺。在完成基本原理研究基础上，该新型钛冶炼工艺经100A规模小试、1000-3000A规模中试后，于2013年底实现了10000A工业化规模试验及装备集成研发，并获得了质量在Ⅰ级海绵钛以上的规模产品。由此，进一步巩固了中国在该领域的技术优势，同时形成新型钛金属冶金的系统性知识产权，并确立了这一全新的冶金流程。 实践表明，通过该工艺生产的高纯钛晶体纯度在3N5以上，并具有能耗低、成本低、环境友好等优势。近年来，经过与宁夏德运创润钛业有限公司合作，成功将电化学精炼制备高纯钛工艺实施产业化应用。项目第一期年产30吨高纯钛生产线已经投产，并初步销售至国内科研院所、半导体、溅射靶材等领域。就相关成果申请中国发明专利6项，已授权3项；已授权的实用新型专利2项；在国际行业主流刊物上发表学术论文30余篇。

成果简介：项目来源：该项目于2014年经防城港市科学技术局批准立项，项目编号为“防科攻1402001”，由广西金川有色金属有限公司主持，防城港出入境检验检疫局综合技术服务公司协助完成。属于分析化学领域的科学研究应用。研究背景：广西金川公司40万吨闪速炉炼铜新工艺的投产，标志着防城港金川铜生产基地的建成，对防城港市产业培育和经济发展具有重要意义。广西金川公司，采用在行业内、国内或世界范围内都属于先进水平的“闪速熔炼”、“闪速吹炼”、“二氧化硫高浓度预转化”、“干吸低温热回收”等关键技术，与这些新工艺和环保项目相配套的检测方法存在空白，急需建立一套适应性强、准确度高的分析方法。主要技术原理与研究内容：该项目属于化验检测领域内的技术项目，应用于铜冶金领域各物料的检测分析。该项目重点以ICP-AES、ICP-MS、X射线荧光光谱仪等精密光谱仪器分析方法为主，以化学滴定等分析方法为辅，充分发挥仪器快速简便、分析效率高、分析成本低廉的特点，建立了一套快捷高效、适用于闪速炉炼铜工艺的分析检测方法。研究内容包括：研究了铜锍、炉渣等十几种铜冶金物料光谱分析方法。研究了离子液、废酸、铅渣等十几种铜冶金环保物料的化学分析方法。研究了分析仪器数据安全备份的方式与途径。技术创新性和先进性：成功解决了熔炼炉铜渣微量Sb元素不成线性、SiO<,2>端线性离散等技术难题。解决了铜锍中Cu、S、As、Sb元素不成线性或线性回归差的公认技术难题，具有一定的技术先进性。解决工业生产废水中单元素单方法效率不高问题，实现多元素联测技术。建立离子液中硫酸根、氯离子、二氧化硫的快速检测方法，属于国内首创。解决污酸中单元素单方法效率不高问题，实现多元素联测技术。建立黑铜渣、环保渣、铅渣等物料的多元素快速联测方法。解决沿海地域高盐高腐蚀性自然特性下计算机分析数据库容易丢失的难题。技术的成熟程度与科学价值：项目成果在防城港金川铜生产基地的达产达标中起到突出的贡献，实现科研成果与生产的紧密结合和无缝转化，成果成熟度高，保证了40万吨阴极铜生产。按每吨降低一个品级率，损失0.5万计算，会产生20亿的间接经济价值。项目成果也可以作为该学科高质量的参考文献，在如何解决铜有色冶炼行业大规模生产时炉前快速控制需求和检测分析滞后之间的矛盾，提供新的思路与方法，同时也为钢铁、化工行业、环保产业等多个行业提供可行的检测技术路线。论文专著发表及同行引用评价情况：通过科研实验，撰写了专业论文14篇，形成具有一定核心技术的检测方法。公开发表5篇论文，分别是“压片制样-Ｘ射线荧光光谱法测定闪速熔炼炉铜渣中12种元素”《大众科技》（2016年第12期）；“ICP-AES法测定黑铜泥中的铅砷锑铋的含量”《现代制造技术与装备》（2015年第5期）；“分析仪器数据的备份系统”《信息通讯》（2015年第5期）；“脱硫离子液中硫酸根分析方法的建立”《商品与质量》（2015年第5期）。“铜冶炼炉渣的X射线衍射Rietveld全谱图拟合物相定量分析”《冶金分析》（2016年第11期）。

成果简介：“钒钛磁铁矿大高炉超低硅钛冶炼集成技术与创新”项目属于钒钛磁铁矿资源化利用和高炉炼铁技术领域。主要内容：研究了V、Ti、Mg对烧结矿和球团矿冶金性能的影响，通过配矿试验和生产实践检验，将烧结矿中MgO和TiO<,2>转移到球团矿中，并确定了钒钛烧结矿的合理配矿结构，改善了钒钛磁铁矿资源化利用方式，同时提高和稳定了入炉原料冶金性能。研究了高炉低硅钛冶炼理论，优化了大高炉的“五项”关键工艺制度，研发了12项专利装置，开发了2项计算机软件著作权。通过提高煤气利用率，降低炉渣中SiO<,2>活度，降低高炉燃料比等方法在钒钛磁铁矿大高炉上进行了[Si+Ti]＜0.25%的超低硅钛冶炼。特点：将烧结矿中MgO和TiO<,2>转移到球团矿中，使球团矿中V205达到0.37%以上，TiO<,2>达到2.30%以上，MgO达到4%左右，改善了钒钛磁铁矿资源化利用方式。构建了57.5%高品位钒钛铁精粉+30%外矿粉+5%普通精粉+7.5%杂料的钒钛烧结矿主体配矿模型，提高和稳定了钒钛烧结矿冶金性能。研发了《冶炼钒钛磁铁矿高炉的炉渣处理方法及水渣冲制箱》等12项专利技术，消除了钒钛磁铁矿大高炉冶炼超低硅钛铁水渣铁出不净的难题。形成了钒钛磁铁矿大高炉[Si+Ti]＜0.25%的超低硅钛冶炼的“五项”关键工艺制度控制技术，填补了国内技术空白。技术如下:“四大一同”装料制度，大α角、大矿角、大角差、大矿批、矿焦同角；“超低热流强度”冷却制度，全炉热流强度7000-8000w/m<'2>；“超低硅”热制度，铁水[Si]≤0.14%，物理热1470℃左右；“高五元碱度”造渣制度，炉渣R5达到1.15倍-1.20倍；“高煤气量指数”送风制度，炉腹煤气量指数达到65-70m<'3>/min.m<'2>。近三年高炉节约燃料成本创效1.59亿，减少CO<,2>排放量约38.63万吨。应用推广情况：在河钢承钢三座2500m<'3>高炉上应用，并且已推广至河钢承钢1260m<'3>高炉上，2016年大高炉铁水[Si]均值为0.14%，居世界领先水平，铁水[S]均值0.028%，达到国内先进水平。近年河钢邯钢、河钢宣钢、河北敬业等单位的工艺技术人员先后学习了大高炉超低硅钛冶炼技术，研发的《冶炼钒钛磁铁矿高炉的炉渣处理方法及水渣冲制箱》已经推广到承德建龙、河北敬业、河钢邯钢等单位。

成果简介：云南祥云飞龙再生科技股份有限公司是以锌二次资源为原料、生产电锌、电铅的企业。公司炼锌原料有两大类：一类是浮选硫化锌精矿，另一类是氧化锌原矿。硫化锌精矿经焙烧--浸出后产出的锌浸出冶炼废渣用回转挥发窑回收其中的锌、铅、铟等有价金属，而窑渣成为环境无害的弃渣（可进一步生产免烧砖）；而氧化锌矿则直接浸出回收其中的锌、镉等有价金属，浸出后的渣经水洗就作为弃渣堆存。该堆存渣中的残留物铅、锌、镉等则随渣流失。为此，公司必须花费大量资金和土地去建造"三防"渣库长久堆存。随着锌生产能力的不断发展，堆存的锌冶炼渣越来越多，而这些锌渣中含有约8%的锌、铅资源还可再利用。为了避免冶炼渣对环境的污染，降低环境压力，同时使废渣资源化、无害化。2010年在公司技术中心进行了锌冶炼浸出渣无害化处理的试验研究，得出用挥发窑高温动态挥发锌浸出渣中铅、锌、硫能达到锌冶炼浸出渣无害化处理的目标，并能将渣中90%的铅、锌、80%以上硫挥发回收再利用。2011年初公司决定在全资子公司祥云县龙盘矿业有限责任公司建设30万吨/年浸出渣无害化处理项目，在项目的建设过程中，研发形成了具有自主知识产权的专利技术"一种锌渣挥发窑提取氧化锌铅的方法"（专利号ZL201110389064.1），该技术是一种锌冶炼浸出渣挥发窑富氧助燃提取氧化锌铅的方法，并荣获2015年中国循环经济专利一等奖。项目采用自主研发的挥发窑富氧助燃技术，用挥发窑富集氧化锌、氧化铅，得到品位较高的氧化锌、氧化铅粉去生产电锌、电铅。同时选用加拿大图百盛（Turbo Sonic）公司和宣达公司研发的烟气脱硫新技术，脱除烟气中的二氧化硫的同时，生产出市场紧俏的精制亚硫酸钠产品。挥发窑产出的窑渣用于制作免烧砖，从而实现对锌浸出冶炼废渣的无害化处理和综合利用，治理重金属污染，减少对当地环境的压力。2012年底项目建成投产，新增就业人员250人。2013年-2015年累计回收氧化锌铅6.04万金属吨，实现销售收入87540万元，实现利润5285万元，上缴税金235万元。项目环保效益、经济效益、社会效益显著，并获得2011-2013年度祥云县科技进步一等奖。

成果简介：该发明主要是从氯浸渣中回收铜，其目的是将氯浸渣中的金属铜尽可能的变成中间产品氯化铜溶液回收利用。在采用高锍镍精矿氯气浸出方法生产氯化镍的过程中会产出氯化浸出渣，该氯浸渣中含铜的质量比在15%～30%之间。成因是在氯化镍浸出过程中，将浸出电位控制在一定范围，使铜进入到浸出液中，但为了减少铜对产品质量的影响，需再次利用镍精矿对浸出液进行除铜，除铜后液铜在2g/L以下，但氯浸渣中镍、铜的含量均较高。由于铜的不断富集，对氯化镍后续生产带来较大影响，而且该氯浸渣由于含镍较高，不能做为铜精矿使用，只能做为镍原料返回镍冶炼系统进行处理，又因氯浸渣中铜含量高，增加了镍冶炼系统的处理难度；氯化镍生产单位由于该部分铜不能很好回收也造成了铜金属的流失。该发明对高锍镍精矿在氯气浸出生产氯化镍产出的氯浸渣进行一次水洗，使渣中的镍金属尽可能多的除去；对洗后的氯浸渣进行再次通氯浸出，控制合适的电位和温度，将氯浸渣中的金属铜尽可能多的浸出到渣浸液中；将渣浸液经过N235萃取剂萃取的方法，将渣浸液中的铜镍进行分离，控制合适的反洗液相比，得到中间产品氯化铜溶液。

成果简介：合成羰基镍的原料镍多采用纯镍或高锍磨浮分离后产生的磁性一次合金，经过重熔调整铜-硫之间的比例（Cu：S～4:1 W%）后，经过水雾化聚冷后获得具有一定铜-硫比、高活性的颗粒状水淬合金。普通转炉以空气吹炼，高锍磨浮分离时合金产率低，很难满足大规模工业化生产对原料的需求。镍残极处理通常采用电解法，其电流效率不高，阳极泥处理量大。 一种利用镍残极制备合成羰基镍原料的方法，其制备过程是将镍残极进行转炉氧化熔炼，在熔融状态下使镍残极Ni3S2发生氧化反应，生成NiO，NiO与熔体中的Ni3S2反应生成Ni，再将产出的合金熔体，进行水淬，制得的合金粒作为合成羰基镍的原料。采用该方法，能够获得符合合成羰基镍要求的化学纯度不小于65%、铜硫质量比为4：粒径为1～15mm的水淬合金颗粒。

成果简介：项目通过电炉改造、冷凝系统的优化和工艺参数的调节，建成年产5000吨锌粉生产线，锌粉直收率达到95.13%，锌回收率98.26%，锌粉质量按国家标准GB/T6890-2000检测值为95.47%。采用的还原炉炉顶、冷凝系统改造等方面工艺技术具有一定创新性。成果达到国内先进水平。

成果简介：项目主要技术内容：将国际先进的顶吹炼铅工艺和中国自主研发的热态高铅渣还原技术有机结合，在引进、消化、再创新的基础上，开创出：富氧顶吹-液态铅渣直接还原-烟化挥发炼铅新工艺，形成一种世界首创的炼铅新技术，并建成6万t/a的粗铅生产线。在世界上首次采用粉煤作为炼铅富氧顶吹炉的燃料来生产粗铅，改变了炼铅艾萨炉采用柴油作为燃料的传统工艺，提高了一次粗铅产率，粗铅生产成本得到较大降低；熔融渣直接输送至还原炉，物理热得到充分利用，粗铅综合能耗达200kgce/t，缩短了工艺流程，而且设备密闭性好，改善了操作环境；烟化炉铜水套代替钢水套，延长了炉寿，提高了整体作业率，解决了烟化炉不能及时消化还原炉熔渣影响艾萨炉生产的问题，可处理：硫化铅精矿、低品位氧化共生矿、湿法炼锌中浸渣、硫酸铅渣等二次铅锌资源；在确保关键经济技术指标的前提下实现了复杂低品位铅锌资源清洁有效综合利用，释放了大量铅锌资源；在国内首次应用氧化锌法+氨酸法处理非稳态低浓度SO<,2>烟气的技术，实现了二氧化硫污染物100mg/Nm<'3>以下排放，有较好的社会效益和环境效益。该项发现点：开创富氧顶吹-液态铅渣直接还原-烟化挥发炼铅新工艺，并建成6万t/a的粗铅生产线；在世界上首次采用粉煤替代柴油作为富氧顶吹炉的燃料，有效控制炉内熔炼气氛，提高一次粗铅产出率；富氧顶吹熔融富铅渣直接输送至侧吹还原炉，物理热得到充分利用，并实现短流程；通过优化全流程，实现复杂低品位铅锌资源清洁有效综合利用。专利：该项目获得发明专利2件（一种铜浮渣侧吹熔炼生产粗铅的方法；一种侧吹化料的生产方法），申请并公示发明专利6件（一种硫酸铵溶液脱除杂质的方法；一种用热渣侧吹还原炉处理冷态富铅渣的方法；一种用热渣侧吹还原炉处理锌湿法冶炼渣的方法；一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法；一种用富氧顶吹炼铅炉处理湿法锌渣的方法；富氧顶吹熔炼-液态高铅渣侧吹直接还原炼铅设备），实用新型专利授权7件（一种冲渣口装置；一种表面冷却器防爆装置；一种侧吹炉堵头；富氧顶吹熔炼-液态高铅渣侧吹直接还原炼铅设备；一种新型艾萨炉喷枪旋流器及熔炼安装位置；一种能够提高冶炼反应效率的侧顶联合供风式圆形冶炼炉；一种防止冶金粉煤输送管道堵塞的装置）。项目推广应用价值：该项目两年生产粗铅128707.6t，实现产值约16.88亿元，利税1.37亿元。该项目技术和装备的集成创新及成功应用表明了其经济、高效、环保、低耗、高回收率的特性，为国内铅冶炼企业提供了一种全新的粗铅冶炼工艺和装备。

成果简介：该成果通过几种新技术的综合应用，精铝槽在低电压下生产营造了良好的基础，为提高了精铝产品质量、节能降耗奠定了良好的基础，现已在全面推广应用该项技术；实现了精铝质量Al99.993及以上合格率85.4%，现已生产出了Al99.996、Al99.997、Al99.998、为公司生产高附加值产品和节能减排方面奠定了良好的基础；取得了实用新型专利2项目，发表了学术论文3篇。

成果简介：铝及铝合金应用非常广阔，市场巨大，中国年消费量已超过3000万吨，废铝再生及综合利用已成为人类持续发展的重要课题。亟待解决两大技术难题：废铝再生熔炼能耗较高，且污染环境；再生铝中不可避免存在较多铁及其它被认为是杂质的元素，如何充分利用这些非铝成分，研发高端产品，开拓应用领域。该项目采用系列自主创新研发废铝绿色再生和梯级应用关键技术，水平居国内领先。针对传统再生铝熔化炉中废铝料无预热，熔化后先铸成铸锭再经过精炼炉重熔精炼所造成的大量能源浪费，自主研发并制造集预热、熔化、精炼为一体的再生铝低温节能三连熔炼炉；针对熔化炉尾气排放污染环境问题，自主研发并制造设有烟气过滤器、重金属吸附器、有害气体吸附器的熔炼炉尾气处理装置。针对亚共晶Al-Si合金，在国内率先提出充分利用再生铝中原认为是杂质的Fe、Mn等合金元素，通过优化成分及微合金协同作用，获得优异高温性能的缸盖材料。针对共晶Al-Si合金，在国内首次提出以Fe相为主的异相强化作用机理，通过Fe相球化剂及稀土微合金化的强韧化作用，活塞高温性能显著提高。针对过共晶Al-Si合金，在国内率先集成过共晶成份热强元素的组份设计及添加技术、富铈混合稀土和磷类压块复合变质处理技术，开发出高硅（硅含量达到24％）过共晶铝合金活塞材料，解决了传统亚共晶、共晶铝硅合金材料的热膨胀系数大、耐磨性能差等问题，又解决了现有过共晶铝合金材料的流动性差、高温强度低等问题。充分利用再生纯铝锭中的杂质Fe、Cu等合金，研制铝铁铜镁稀土合金电缆材料，直径为2.55mm铝线的导电率（IACS）≥62%，抗拉强度≥130MPa，经多次旋锻、退火和三分色加工，分别制成新型耐火稀土铝合金电缆和新型阻燃稀土铝合金电缆。 该项目获得6件发明专利和13件实用新型专利授权，另有8件发明专利通过实审。通过科技查新表明，该项目在熔炼炉设计制造及尾气处理、梯级应用的材料成分设计与工艺技术方面有创新，其核心技术均未见国内报道。经安徽省理化检测有限公司检测，再生铝锭具有多种合金成分，应用于铝合金缸盖、活塞等方面性能优异。从用户使用报告中可以看出，再生铝除应用于该项目产品外，还可满足铝型材和泡沫铝的使用要求。通过该项目的研发，安徽省金兰金盈铝业有限公司已形成年产10万吨再生铝的生产能力，2015年产值超过2.67亿，利税近4千万元，且产品性能满足纯铝（铝合金电缆）、变形铝合金（铝型材）、铸造铝合金（缸盖、活塞）及泡沫铝等梯级应用要求。若加上参加该项目另外2家企业效益，2015年该项目直接产值超过5亿元，具有显著的经济和社会效益。该项目是由安徽省金兰金盈铝业有限公司与合肥工业大学、安徽省恒泰动力科技有限公司及安徽亚神电缆集团有限公司共同研发的，它的实施对于加快中国再生铝产业健康发展，促进中国经济和社会发展具有重要意义。

成果简介：该项目属于有色金属及其合金材料领域。超高纯铝含铝量大于99.999wt.%(＞5N),具有优异的导电性、延展性和抗腐蚀性能。中国年产集成电路芯片超1000亿片、TFT-LCD液晶面板超2000万平方米，超高纯铝及其合金制作的溅射靶材不可或缺，用量5000吨以上；此外，用超高纯铝制造雷达罩和航天器关键部件用焊料、航空惯性制导陀螺仪屏蔽罩等关键零件，具有不可替代性。但长期以来，中国超高纯铝完全依赖进口，迫切需要发展自主知识产权的生产技术和装备，以打破国外垄断与技术壁垒。精铝含铝量约99.995wt.%(～4N5),不仅是制备超高纯铝的原料，也是一种广泛用于电子信息、航空航天、新能源等领域的基础原料，年需求量50万吨以上。只有用三层液法生产的精铝才能用作超高纯铝提纯的原料，但其能耗高、污染大、成本高，亟需发展新的精铝制备技术。十多年来，在973、863和国家自然科学基金等项目支持下，该项目组在铝的提纯理论和技术领域开展了深入系统的研究，重点攻克了超高纯铝提纯技术、提纯装备制造和精铝制备技术等难题，取得了如下创新结果：发明了超高纯铝定向凝固高效提纯技术：开发了促进胞状晶合并长大、减少晶界杂质驻留的变速生长控制技术；突破了液固界面前沿熔体强迫对流的电磁场控制技术，创建了液固界面前沿溶质富集层的杂质强化排出方法；发明了铸锭定向凝固温度场控制技术，实现了液固界面以近平面方式快速生长，提高了杂质偏析效果；使杂质平均去除效率从50%提高到73%以上。研制出国内首套超高纯铝真空提纯装备：建立了多因素温度-晶体生长速度自反馈闭环控制系统，开发了相应控制软件，实现了超高纯铝提纯设备的自动化控制；开发了液固界面位置精确控制技术，将电磁搅拃强作用区精确定位于液固界面前沿，保证了电磁搅拌对溶质富集层的高效减薄作用；规模生产出了纯度超过5N的超高纯铝锭。创建了“熔剂反应法+偏析法”双联工艺精铝制备技术：发明了去除原铝液中铁、硅、钛等杂质的反应熔剂，使原铝纯度达到了3N;提出了调节硅钒质量比减小钒元素分配系数的方法，解决了钒杂质偏析法无法去除的难题，通过偏析法将3N铝提纯到4N5;新工艺比三层液法能耗低近80%,成本低约50%。该项目共获得15项发明专利，5项实用新型专利和1项软件著作权登记，发表论文23篇。经中国有色金属工业协会组织的鉴定认为，“超高纯铝制备技术与装备，达到了国际先进水平”。研制的技术实现了4N5、5N、5N5和6N等系列产品的规模化生产。近三年新增产值8.4亿元，新增利润0.97亿元。产品已用于制备TFT-LCD和太阳能电池用溅射靶，通过了中国台湾、日本、美国客户的认证；用于制造中国航空惯性制导陀螺仪屏蔽罩、军用雷达罩焊料，品质优良、稳定可靠，为国防工业做出了贡献。该项目对提升中国超高纯铝和精铝制备技术水平，推动中国铝工业的转型升级具有重要意义。

成果简介：该项目来源山东省科技发展计划项目“节能高效强化电解关键技术研究与开发”（项目编号：2012GSF11603)。属有色金属冶炼领域。世界铜电解工艺自问世以来，己有140多年历史，现有常规电解工艺主要采用始极片电解和永久不锈钢阴极电解两种，因受工艺自身局限性限制，电流密度很难突破300A/<’2>，存在生产效率低、综合能耗高、生产成本大等问题，尤其随着全球铜资源枯竭，大量高杂原料进入市场，电解无法保证产品质量，铜电解行业面临巨大挑战。如何破解制约铜电解发展的高电流密度下浓差极化和阳极钝化两大技术瓶颈，是整个铜电解行业迫切需要解决的重大科研难题。该项目组通过开展理论研究、技术开发、计算机仿真、设备研制、工业试验，研发出高效节能强化的平行射流电解新工艺、新技术及新装备，实现铜电解工业领域技术与装备的重大创新和突破。1.研发出大幅提高生产效率的平行流电解新工艺：通过对电解反应机理研究及计算机仿真，开发出具有自主知识产权的平行流电解新工艺，解决了高电流密度下电解浓差极化这一世界难题，生产效率和电解产能提高50％。 2.研发出高杂阳极铜的射流电解精炼新技术：通过对阳极铜中杂质元素在电解过程中反应行为研究及试验，开发出具有自主知识产权的射流电解精炼新技术，解决了阳极泥漂浮和阳极钝化难题，实现高电流密度条件下处理高杂阳极铜的突破，A级阴极铜率100％。3.开发出平行射流电解工艺技术的成套装备及智能控制系统：根据新工艺技术原理及特点，开发出平行射流技术装备-PFD/PFP;开发出采用变频泵直接供液的成套循环系统装备；开发出平行射流互联网+智能化控制系统。首次实现高电流密度的智能化铜电解大工业生产。该项目电流密度平均420A/<’2>0，最高达500A/<’2>，比现有电解工艺产能提高50％以上，电流效率达99.49％，阳极周期缩短6天，综合能耗比国家标准先进值降低25％，主要技经指标世界领先。该项目已在祥光铜业应用四年，近三年新增阴极铜量117万吨，销售额486亿元，利润11.6亿元，节能6.68万吨标煤，减少碳排放16.65万吨，节约土地4.4万平方米，经济和环保效益显著。该项目破解了一百多年来制约铜电解发展的高电流密度下浓差极化和阳极钝化两大关键技术难题，大幅提高电流密度，降低综合能耗，节约生产成本，并实现处理各种高杂阳极铜的突破，大力推动了铜冶炼行业节能减排、转型升级和可持续发展，对中国资源战略具有重大意义。该项目技术同样适用于其他有色金属电解，已在中国黄金集团、西班牙和奥地利等冶炼厂推广应用，同美国等国内外部分企业达成应用意向。获授权发明专利2项、实用新型专利8项，编写国家标准2项，发表论文数篇。项目通过院士专家的成果评价：整体技术国际领先水平。

成果简介：随着硫化镍矿资源急剧减少，国际上逐渐聚焦到占世界镍资源65%的红土镍矿资源开发，红土镍矿主要用于生产不锈钢用镍铁。中国镍铁冶炼兴起于2005年，由于中国红土镍矿资源匮乏，厂家均通过进口周边国家红土镍矿，采用小土窑、小高炉、铁合金淘汰下来的小电炉等落后工艺和装备生产镍铁，呈现出以高镍价为支撑的“散、乱、差”的镍铁冶炼格局，能耗比世界先进水平高出50%以上，环境上更是付出惨重代价，并且产品镍铁品位低、杂质高，使用受限。针对上述问题，配合国家资源开发“走出去”的战略，中国有色集团与中国恩菲工程技术有限公司等单位依托中缅两国矿业领域合作的最大项目-缅甸达贡山镍矿开发，开发了具有自主知识产权的红土镍矿生产高品位镍铁关键技术与大型化成套装备，使中国镍铁冶炼技术及装备跨入世界先进行列。主要创新点：开发了红土镍矿生产高品位镍铁的熔炼关键技术，攻克了炉渣泡沫化控制、熔池高热流冲击等难题，研发了与之配套的国内最大的、连续长周期安全稳定运行的72MVA矿热电炉。实现了自熔渣熔炼、高电压操作，镍铁品位(10%～38%)可调，全程自动化控制。具有原料适应性强、作业率高、环境友好、单位产能投资低等特点，填补了中国高品位镍铁生产的空白，镍回收率达到国际领先水平。开发了窑内温度场及还原性气氛可控的红土镍矿回转窑强化焙烧工艺并开发了与之配套的国内体量最大的焙烧回转窑，实现了高温、高还原度焙砂大规模连续生产。首创了喷吹与化学升温相结合的镍铁精炼技术，实现了单工位、高效率、低成本脱硫、脱磷和升温，脱杂效率提高一倍。自主开发了低热损输送高温焙砂的机电一体化成套装备，攻克了自动定位、自动挂钩、自动输送的难题，实现了焙砂清洁化安全运输，降低电炉吨焙砂电耗20%以上。结合项目建设的复杂地形条件，开发了管状带式输送高黏性红土镍矿新技术，实现了红土镍矿长距离（4.6公里）、大高差（509米）、低成本、安全密闭输送，其运输成本仅为汽车运输的1/20。共获国家授权发明专利22项。回转窑强化焙烧、高温焙烧输送一体化成套装备、高电压密闭电炉熔炼等技术被国内镍铁生产企业广泛采用，2014年，全国采用该项技术生产镍铁含镍量达29.2万吨，占国内镍铁含镍量65%以上，年节约电力52亿度以上。仅达贡山镍矿生产销售收入达33. 3亿元，实现利润3.43亿元。该技术使中国镍铁行业快速淘汰落后产能，冶炼技术迈入世界先进水平行列，对国家资源开发“走出去”战略的实施具有重要的示范作用。成果鉴定委员会意见为：“整体技术达到了国际领先水平，开创了中国镍铁资源开发的新格局。”

成果简介：该成果属于有色金属冶金及冶金工业废物处理与综合利用领域。中国是铅生产和消费大国,2014年铅产量为470万吨，占世界总产量的45%。该技术发明之前，国内已有的炼铅技术（包括引进技术）存在着能耗高、生产成本高、环境压力大等各种局限，严重制约中国铅冶炼行业的转型发展，迫切需要开发清洁、节能、低成本的连续炼铅新技术。该项目由中国恩菲牵头，在2007年和2011年两项国家重大技术专项实施的基础上，通过产学研结合、理论创新及工业化实践，攻克了熔炼、还原、挥发三个过程不连续的重大技术难题，开发了采用廉价还原剂熔融还原技术替代高耗能、污染重的鼓风炉还原技术，缩短了工艺流程，实现了铅冶炼技术领域的重大突破。该项目创新性关键技术如下：首创了“底吹熔炼-熔融还原-富氧挥发”三连炉连续炼铅新技术。底吹熔炼炉-熔融还原炉-富氧挥发炉三炉间有机连接，突破了连续炼铅上述三个过程和三个设备之间物质流和能量流相互匹配的技术瓶颈，实现了清洁、高效、连续生产，有效解决了环境、能耗和安全问题。铅总回收率大于98.5%,粗铅综合能耗降至180kgce/tPb以下。发明了含铅物料熔融还原新技术。针对鼓风炉还原过程高污染、高能耗等问题，通过对熔融状态下还原过程多相平衡、炉内多场模拟耦合作用规律分析，实现了铅的高效清洁还原及锌元素的分离富集。综合能耗降低65%,减排SO<,2> 95%,减排CO<,2>80%。开发了铅冶炼产出的高锌渣富氧连续挥发新技术及装备。取消了电热前床，缩短了工艺流程，显著降低了能耗，提高了铅锌及贵金属等有价元素综合回收率。成功开发出世界最大的单系列产能20万t/a的炼铅装备。通过掌握炉内温度场和炉体应力场行为规律，突破了设备大型化的技术瓶颈，形成了设备大型化的设计与制造新技术，促进了产业集中度。该项目共获得授权发明专利19件、实用新型专利14件、获得中国有色金属工业科技进步一等奖3项，在国内外核心刊物发表论文27篇。经行业专家鉴定，该技术达到国际领先水平。应用该技术在国内已建30余条生产线，产能占全国矿铅总产能的80%以上，几乎覆盖了整个铅冶炼行业。国内已引进Kivcet、Ausmelt(ISA)、ISP、Kaldo等技术的厂家，也在逐步采用该技术进行升级改造。包括美国等发达国家在内的多家外国公司纷纷来华考察该技术，其中欧洲最大的铅锌企业Nyrstar公司旗下著名的澳大利亚Port Pirie铅厂完成了采用该技术改造工业化试验和预可行性研究，北美最大的铅锌企业Met Mex Penoles公司完成了采用该技术的可行性研究。该技术的发明为世界铅冶炼行业的可持续发展做出了重大贡献。

成果简介：项目通过矿热电炉改造、冷凝系统的优化、尾气回收技术研究和工艺参数的调节，锌粉回收率达到95.13%，堆积密度7.2g/cm<'3>，锌粉质量符合GB/T6890-2000二级标准，锌粉粒度符合FZn45标准，较大幅度地降低了尾尘的排放量。建成了3000吨/年矿热电炉锌粉生产线，每吨锌粉综合消耗631.57kg标准煤。累计销售锌粉5444吨，销售收入7800万元。该研究在矿热炉顶和脉冲布袋收尘器系统改造方面具有创新性。成果达到国内先进水平。

成果简介：该项目研究内容属有色金属冶炼科学技术领域。 中国是铜冶炼大国，矿铜产量多年来一直位居世界第一，但铜冶金生产引发的环境污染与能源消耗问题也日益凸显，改进冶炼工艺迫在眉睫。闪速熔炼-闪速吹炼工艺（“双闪”工艺），与闪速熔炼-PS吹炼等传统工艺相比较，具有生产效率高、环保性好、系统能源利用率高等优点，逐渐成为炼铜企业新建以及改造项目选择的主流工艺之一。但是，该新工艺亦存在过程控制难度大、安全防护技术尚不成熟等问题，尤其是在高产能、原料成分波动的情况下，这些问题更显突出。 该项目研究对象为世界单套系统生产能力最大、一步设计产能最大的“双闪”生产系统，其工艺运行及关键设备应用尚无先例。项目针对高产能条件下“双闪”工艺与关键设备、安全防护及过程控制等技术难题开展研究，突破了高产能“双闪”铜冶炼工艺的多项关键技术，并实现工业应用。项目主要技术创新如下。 研发了高产能“双闪”冶炼新技术及关键设备： 发明了铜精矿闪速-熔池复合熔炼工艺及装置，开发了可调节预混型闪速炉精矿喷嘴、加速精矿粒子着火过程的点火装置等新型设备，为世界一步设计产能最大的“双闪”系统的顺利生产创造了硬件条件。 开发了“双闪”冶炼系统安全防护及预警技术： 发明了一种使用寿命长的粗铜排放口，提出了闪速炉炉体渣线区及烟气区等隐患部位的强化改造及安全预警方案，研发了闪速吹炼炉上升烟道炉结抑制方案，形成了重点针对安全隐患环节的“双闪”冶炼系统安全防护及预警技术，突破了“双闪”工艺作业率的关键瓶颈。开发了“双闪”冶炼过程在线智能优化控制技术： 发明了物料物相识别技术，构建了“多约束智控”前馈计算和“矢量多点调控”全耦合反馈修正数学模型，开发了全生产范围内闪速炉操作参数优化调控技术，研发了“双闪”铜冶炼工艺在线智能控制系统，提高了“双闪”工艺的实时操控水平和智能化。 高产能“双闪”铜冶炼工艺关键技术的研发及集成应用提高了“双闪”工艺的产能、安全性以及原料适应性。该项目研发的整套技术在一家大型冶炼厂示范应用，项目实施后“双闪”工艺产能达40万吨-阴极铜/年（世界闪速炉产能最高水平），综合能耗（203kg/t-阴极铜）、闪速炉作业率（＞95%）等关键技术指标先进。项目实施亦为企业带来了良好的经济效益，近三年累计新增销售收入114.7亿元，新增利润6.01亿元，新增税收19.6亿元。 该项目属于自主创新项目，获授权发明专利3项、实用新型专利5项，软件著作权2项，形成了自主知识产权，打破了国外技术垄断。项目关键技术在铜陵有色金属集团股份有限公司金隆铜业分公司、广西金川有色金属有限公司、富冶集团有限公司、紫金铜业有限公司等大型铜冶金企业得到推广应用，为相关企业技术进步起到了重要作用。项目研究对提高中国有色金属工业核心竞争力、铜冶炼企业产能挖潜、节能降耗、安全环保、资源综合利用以及人才培养均具有重要的促进作用，社会效益显著，对国民经济和科技发展具有重要的现实意义。

成果简介：该项目属铜湿法冶炼领域。铜电积技术在湿法炼铜工业中占据十分重要地位。项目针对现有铜电积过程添加剂种类及添加制度不明确，电流密度低（约200A/m<'2>）、生产效率低，阴极铜品质不稳定等问题进行研究，结合酸雾治理清洁生产新技术、新设备开发，形成铜电积高效与清洁生产全套技术。项目申请专利4件，已授权2件，发表论文11篇（含录用，其中SCI、EI收录5篇），在行业形成以下4项创新领先技术：开发适合高电流密度铜电积新型添加剂体系及添加制度。开发出与电积液成分、电流密度、电积液温度等参数匹配的添加剂种类及添加制度，形成电积工艺添加剂成套技术。开发高电流密度铜电积技术与工艺。研究获得高电流密度条件生产高纯阴极铜工艺参数及工艺方法，在不改变原有工艺流程、不添加新装备和厂房的同时扩大铜电积产能，实现铜高效生产。开发电积液“超声波破乳+物理吸附”两段深度除油净化新工艺，有效消除电积液中有机相对电积工艺、阴极铜产品质量的影响。集成铜电积过程酸雾“前端抑制+末端治理”清洁生产新技术及装备。开发阳极加套技术，前端抑制酸雾形成的同时避免电积液被阳极脱落氧化铅污染，末端匹配电积密闭抽风系统，确保酸雾高效集中处理，实现清洁生产。成果转化：项目成果在紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿完成成果转化，2014.3～2016.2期间累计新增生产标准阴极铜7069.4吨，新增工业总产值25449.84万元，新增利税10179.94万元；电积过程添加剂消耗节支73.2万元，酸雾治理节支235.9万元，累计节支309.1万元。成果推广应用：项目成果分别在洛宁紫金黄金冶炼有限公司、紫金铜业有限公司、黑龙江多宝山铜业股份有限公司得到推广应用。项目成果自2015年1月在洛宁紫金黄金冶炼有限公司应用以来，累计增产标准阴极铜853.3吨，新增工业总产值3071.88万元，新增利税1228.75万元，累计节支53.88万元。项目成果自2014年10月在紫金铜业有限公司应用以来，累计增产标准阴极铜324.8吨，新增工业总产值1169.28万元，新增利税467.7万元，累计节支34.93万元；自2016年1月在黑龙江多宝山铜业股份有限公司应用以来，累计新增工业总产值869.4万元，新增利税347.76万元，累计节支34.23万元。项目成果转化与推广应用以来，2014年、2015年分别累计新增工业总产值8999.1万元、17004.6万元，新增利税3599.64万元、6801.84万元；预计2016年可累计增产标准阴极铜5508.68吨，新增工业总产值19831.29万元，新增利税7932.52万元。项目成果“铜电积高效与清洁生产关键技术”经组织厦门大学、清华紫荆研究院、厦门理工学院等单位知名专家评审，结论是：该项目开发的“铜电积高效与清洁生产关键技术”具有显著的经济和社会效益，达到国际先进水平。