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[成果] 1800120083 内蒙古
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:稀土精矿的原料性质决定其冶炼工艺,白云鄂博稀土矿用于稀土冶金的矿产品为品位50%的混合型稀土精矿,矿物纯度约70%。原料品位低、杂质含量高,限制了冶炼工艺的创新,氟、磷、钍等有价元素均未能得到有效回收。研发了65%高品位稀土精矿选矿新技术,得到REO>65%、作业回收率>92%的高品位、高回收率稀土精矿,精矿中杂质减少70%,建成6500吨/年65%稀土精矿选矿示范线,实现65%稀土精矿的大批量生产。开发了高品位稀土精矿清洁高效提取新技术,得到直接用于萃取分离的混合氯化稀土,伴生元素氟、磷、钍实现综合回收,稀土回收率达95%以上,建成3000吨/年产业化示范线。开发了高品位稀土精矿浮选分离氟碳铈精矿和独居石精矿的高效选矿技术,建成3600吨/年产业化示范线,工业试验得到REO>68%、纯度>96%的氟碳铈精矿和REO>62%、纯度>90%的独居石精矿,实现了两种精矿产品的高品位和高回收率。
[成果] 1700270043 河北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:目前市场上多晶组件占据主导地位,解决多晶组件EL黑边有利于提升光伏电站的发电收益。行业内多晶硅锭的生产方式为DSS(定向凝固生长),通常G5铸锭炉边缘硅块的比例为64%,通常G6铸锭炉边缘硅块的比例为44%,底部红区的高度介于整体高度的三分之一左右;以此估计EL黑边硅片的比例分别为21.12%、14.52%。随着大型光伏电站建设客户对多晶组件EL质量的要求提高,需要从源头进行控制。一旦彻底解决此问题,巨大的装机量可以带来后续持久的发电收益及电站品质保证。该项目对光伏组件EL图像黑边产生原因以及消除的方法进行了研究。创新点如下:(1)测试出硅锭少子寿命的红线和组件EL黑边的对应关系。(2)发现了表面铁杂质是造成组件EL图像黑边的根本原因。采用含铁杂质低的高纯度及大尺寸坩埚,可减少EL图像黑边硅块少子寿命按照0.6-0.7微秒检测:1、少子寿命宽度<4mm,宽度不限;硅片制作组件端EL无黑边。2、少子寿命宽度<10mm,组件端黑边宽度小于1/12。该项目通过少子寿命标准的控制及优质坩埚的引入,最终将组件EL黑边的比例控制在4%以内,研究成果对于行业品质提升具有极大的促进作用。
[成果] 1700270044 河北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源,发达国家正在把太阳能开发利用作为能源革命主要内容长期规划。长期以来,中国大陆光伏产品主要供给欧美市场,国内份额很小。由于欧美市场需求量的增大,中国光伏产业在过去的几年中取得了快速的发展,最近5年的年均增长速度达到40%以上。该项目研发了应用于多晶硅铸锭定向凝固工艺环节降低位错密度的技术。技术创新点:铸锭铸造过程中根据硅锭晶体生长特征,重新调整了四个阶段中晶体生长速率,以利于释放热应力,降低位错密度。调整工艺后规模验证,经过切割后硅片碎片率降低0.5%。减少在长晶过程中由于温度对其产生的位错数量,提升硅片电学性能提高电池片转换效率。该项目已在生产线上批量应用,效果良好,为中国光伏产业的持续发展具有重要战略意义。
[成果] 1700441370 浙江
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:JJL1200型多晶硅铸锭炉是专为太阳能工业设计的,用于制造大量、高品质的多晶硅铸锭,是多晶硅片生产过程中的必备设备。该炉是一种高效节能型硅重熔铸锭炉,采用国际领先的电阻加热技术,独特的热场设计,运用先进计算机控制技术,实现稳步定向凝固,生产出高质量、大规格的多晶硅铸锭。大型结晶真空炉体:炉体采用双层不锈钢筒体内部设计有冷却通道,通有冷却循环水,能有效带走凝固长晶散发的热量,同时也保证炉体安全运行。炉体内径由G6的2150mm扩大到现在的2400mm,通过精确计算,确保使用最少的用钢量达到最佳的性价比。铸锭炉新型热场及结构:独特设计的6面加热系统,由3组变压器通过一定的功率比控制发热量,分别对硅锭的顶部,四周和底部实现6面加热,大大缩短硅料的加热熔化时间。长晶系统的优化,保留已经成熟应用的长晶方式,通过提升隔热笼实现冷却长晶,结合新型设计的底部抽拉板加冷盘技术,消除大尺寸硅锭在长晶初期中间偏热两边偏冷的弊端,保证硅锭在长晶过程中对等温线平整的控制。铸锭炉新型冷却装置:随着铸锭规格的不断扩大(1200kg),靠隔热笼提升散热结晶的方法,使硅锭中心部分的热量很难散出去,影响长晶效果,而且长晶时间也会比较长。新型铸锭炉采用隔热笼提升技术和底部抽拉板技术实现结晶热量的释放,并应对大尺寸硅锭长晶时中间和四边散热不均的现象,通过底部冷盘技术,大大减轻这一不良现象对长晶的影响。铸锭炉电控系统:相比传统的G6铸锭炉增加了底部冷却系统、底部加热系统、底部抽板系统、三电源控制系统。必须要克服新系统与原来的控制系统相融合,做到更加节能、更加安全的控制系统。主要技术参数:标准铸锭尺寸:1160×1160×(390~420)(mm);标准铸锭重量:1200~1300(kg);生产周期:≤90(h);最高工作温度Max:1560℃;极限真空度:≤0.8pa;用电量/kg(kWh):≤6.5;有效利用率:≥72%(底部2.5us顶部3us)(全熔);电池片整锭平均转换效率:≥18%;年单台产能:约16MW。
[成果] 1700460070 福建
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:面对占统治地位的复杂白钨矿资源日益难以高效分解、伴生有价元素难以有效综合回收,以及废水排放等问题,亟需开发复杂白钨资源的高效清洁利用工艺。新技术的发明,可带动钨技术革命,实现钨资源的可持续发展,具有重大的经济效益和社会效益。该项目在厦门钨业低品位钨矿生产APT的先进生产技术基础上,自主研发磷酸浸出体系颠覆了现有的盐酸分解伴生钨体系,实现了复杂伴生钨矿的钼杂质以阳离子形态高效浸出,充分利用E流程旧厂房等资源,委托制造、自行配套关键技术设备,配备管理技术人员,建设一条年生产5000吨综合APT生产线及配套设施。该项目的技术升级使得白钨矿变"难处理"为"易处理",成为钨提取冶金的主要原料,解决钨湿法冶金废水这一亟待解决的重大问题,有利于配合行业整顿的国家战略,淘汰落后产能,保护宝贵资源,促进钨业可持续发展,增强中国在国际钨业的话语权。
[成果] 1700270051 河北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:该项目研发了应用于顶底加热方式的多晶定向铸锭技术。技术创新点:1、在多晶铸锭炉的热交换石墨平台下增加一层软毡,控制坩埚周围热场的变动,达到了长晶固液界面平直的效果。2、在长晶初期采用降低隔热笼提升速率的方式,减小了长晶初期凹固液界面曲率。在长晶后期采用增加顶部加热器温度的方法,减小长晶后期凸固液界面曲率。达到了减少长晶过程中位错增殖的目的,提升了电池片效率。该项目成果应用于采用顶侧加热的多晶硅铸锭炉,热场方面直接在DS块与DS块下端隔热层之间增加一层软毡,长晶温度及隔热笼设置直接在按照实验最优方案在炉台参数表内更改,其低成本的改造费用能够更加容易的推广。
[成果] 1700600132 辽宁
TG2 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:高性能航空发动机的国产化是中国航空领域中长期科技发展目标,但是,对于高性能航空发动机上的高端铝合金铸件,由于国内无法自主配套,进口受到限制,一直成为制约中国高性能航空发动机自主发展的“瓶颈”问题。 该项目高端铝合金壳体铸件是高性能航空发动上的关键部件,典型铸件整体壁厚2-3mm,集成铸造多条细长弯曲管路,具有复杂的多封闭腔结构,铸件内部质量、尺寸精度、力学性能、管路工作压力等要求很高,铸造难度极大。在该项目开发之前,国内多家航空铝铸件研制单位经过多年的研制工作,在集成铸造细长弯曲管路、薄壁大型铸件完整充型和复杂多腔结构件内部质量控制、尺寸精度控制等方面没有取得突破,无法铸造出合格壳体铸件。项目完成单位突破一系列铸造关键技术,打破国外的技术封锁,成功解决了航空发动机高端铝合金壳体铸件的铸造难题,实现了批量生产,有力支撑了中国高性能航空发动机自主化发展。 主要科技内容有三大方面:集成铸造细长弯曲管路技术,包括细长弯曲砂芯的制备、砂芯的溃散清理、管路区域呛火的防制等,解决了一次整体集成铸造细长弯曲管路难题,已成功应用于集成直径3-12mm,总长度100-4650mm细长弯曲管路的航空发动机高端铝合金壳体铸件生产;负压充型正压凝固多点分散式浇注工艺技术,包括铸件负压充型及正压凝固工艺参数优化、多点分散式浇注系统设计等,实现了整体壁厚2-3mm大型复杂铸件的完整充型,铸件内部质量达到HB963之I类铸件水平;高端铝合金铸件数字化铸造生产技术,包括铸造工艺CAD设计及CAE模拟、模具CAD设计及CAM制造、砂型(芯)及组型三维在线扫描检测、铸件负压充型正压凝固过程数字化快速响应控制等,成功批量铸造出尺寸精度达到CT7级质量稳定的复杂薄壁高端铝合金壳体铸件。 该项目技术成果填补了国内薄壁、多管路、多腔体、复杂航空发动机高端铝合金壳体铸件砂型铸造技术的空白,达到国内领先、国际先进水平。
[成果] 1600620034 河北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:钒是一种重要的稀有元素,钒渣钠化焙烧提钒是国内外钒生产所采用的主流提钒工艺。该工艺由于技术、流程欠缺,普遍存在着钒收率低,污染重等问题。中国钒化工行业钒元素综合收率在80%左右。该项目以提高现有钒渣钠化焙烧提钒系统钒元素收率为目的,以适合现有流程装备系统为前提。设计开发具有自主知识产权的钒组分高效提取集成创新流程技术,从根本上实现了钒渣钠化焙烧系统的高效生产与尾渣深度脱钒,实现钒化工流程除杂渣在现有焙烧提钒系统的循环利用。该项目属于资源与环境工程领域,主要创新点和技术要点如下:国内外首次研发了钒化工生产线“高碱度浸出-高效提钒”技术:实现了钒化工系统滤机作业率提高10%,实现了一次焙烧渣的深度脱钒,二次渣可钒含量由0.8%降至0.2%,钒收率提高2%。国内外首次开发了钒化工生产线“低碱度焙烧-综合利用钒化工流程除杂渣”技术:实现全流程钒元素综合收率达到89%,较现有工艺流程提高5%;实现钒酸铁泥配比5〜8%,脱硅渣配比5〜10%;并资源化利用了脱硅渣、钒酸铁泥中的钠盐,减少纯碱配入量1〜2%,大幅降低了辅料成本。该成果自2014年在河钢承钢全面应用,该成果应用后,钒化工系统滤机作业率提高10%,消纳脱硅渣(干基)8680吨,消纳钒酸铁泥(干基)2905吨。同时,回收五氧化二钒2000吨,节约纯碱4890吨,创效5885.4万元。项目授权专利7项,其中发明专利6项,实用新型1项;发表学术论文7篇,其中SCI收录1篇、EI收录1篇。
[成果] 1600620128 四川
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:项目研究涵盖钢铁冶金、信息、自动化等多学科专业领域。通过对转炉智能化提钒技术难点的系统研究,形成了一系列具有自主知识产权的转炉智能化提钒核心技术,实现了转炉智能化提钒。系统地对攀钢钒铁水、钒渣特征进行了热力学、动力学研究,结合对提钒过程物料平衡与热平衡的实际测定,得到了不同铁水条件下的提钒终点碳温最优控制目标值。课题将智能方法(具体包括机理分析、统计分析、神经元网络、遗传算法等)应用到转炉提钒过程的建模中,提出了转炉提钒智能控制方法,并通过对信息、检测、过程自动控制等功能的建立与完善及工艺规范研究,建立了转炉智能化提钒工艺技术。项目成果应用后,自动化提钒比例已达到85.98%;提钒后半钢[C]含量≥3.50%的命中率由立项之初的73.07%提高到92.98%;半钢T≥1350℃的命中率由72.54%提高到90.99%;钒回收率由75.9%提高到80.01%;V205品位由15.33%提高到17.34%;产渣率由3.86%提高到4.32%;半钢残V≤0.05%的命中率由75.91%提高到87.57%,半钢残钒平均由立项之初的0.039%降低至0.0334%。年创造直接经济效益在7600万元以上。项目成果已在攀钢钒炼钢厂全面推广应用,成果的应用使转炉提钒由人工经验操作转变为智能化操作,不仅大大提升了转炉提钒工艺技术的进步和钒资源的综合利用率,且为后续转炉炼钢创造了良好的、稳定的原料条件。项目研究期间累计申报国家发明专利13项,已获授权国家发明专利6项。在Ironmaking & Steelmaking、ISIJ International等期刊发表论文共18篇,其中SCI检索9篇,EI检索5篇,在行业中进行了积极的交流,推动了转炉提钒工艺技术的进步。
[成果] 1600601024 湖北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:太阳能光伏行业的迅速发展,加快了对多晶硅铸锭用坩埚涂层的研究。行业内大多数多晶铸锭采用的是坩埚喷涂后在1100℃左右的高温下烧结24小时,才能开始装料进行使用。高温烧结的主要目的是使坩埚表面形成一层致密的氮化硅涂层,避免坩埚与硅的直接接触和反应,防止漏硅、渗硅等现象。市场上主要有一种免喷涂的坩埚可以直接装料使用,但是因为成本高,市场上使用较少。现行喷涂工艺中使用的喷涂悬浮液主要是氮化硅和水按1:4的比例喷涂,需要高温烧结后使用。该烧结工序时间长,能耗高,而且烧结工序容易出现使氮化硅涂层脱落,引起粘锅、成晶率低、甚至漏硅等现象。
[成果] 1700200099 河北
TG2 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:该技术可以广泛适用于精切削铝合金车轮的生产、设计过程中,通过加大切削面与铸造面交接位置的角度,实现交接位置圆滑过渡,增加边角位置漆膜厚度,达到防腐目的的同时,还改善了铸造生产过程中的粘铝、刮伤问题,延长了模具在线班次。项目针对机加工切削量对车轮耐腐蚀性能的影响,通过优化车轮产品的设计,使轮辐内交接面角度由21°变为42°,轮辐与窗口交接面角度由7.5°变为44°,轮缘与窗口交接面角度由7°变为53°,减小了对车轮表面致密层的切削量,提高了交接位置的涂层厚度,达到耐腐蚀目的。通过该技术的应用,产品综合合格率提高了2.69%,涂装成品下线一次通过率提高了10%。该项技术先进,工艺可靠,经济效益明显,推广应用前景广阔。
[成果] 1700200110 河北
TG2 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:该项目主要应用于铝合金熔炼生产。在铝合金熔炼生产中采用全氧燃烧技术替代的空气天然气燃烧系统,即将燃料燃烧系统中的助燃剂由空气改为氧气,全氧燃烧时助燃剂全部用氧气(纯度可从90%到100%),燃烧产物成份中只有CO<,2>和H<,2>O,燃烧产物数量将大大减少,可有效降低废气的排放。该项目首次在国%、Ni<0.05%、Zn<0.2%,铸造开始采用假铺底技术,铸造中采取短暂停车以及缓慢提速技术,铸造速度控制在50±5mm/min,冷却水温25℃±5℃、水压0.04~0.08MPa工艺条件下,实现了该产品在国防军工领域的特殊用途。项目经均匀化和T6处理后,棒材的抗拉强度分别高于220MPa和370MPa、伸长率分别高于12%和8%。产品内部缺陷率低于0.08%。该项工艺先进可靠,在铝合金材料制造领域有推广应用价值。
[成果] 1700200216 河北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:高强韧镁合金材料设计技术、镁合金纯净化熔炼技术和大型镁合金铸锭半连续铸造技术等关键技术的集成应用,可制备出高质量的高强韧镁合金半连续细晶铸锭,解决了大型镁合金坯锭半连续铸造过程中铸造晶粒和组织粗大、合金元素偏析严重等问题,可以满足汽车轻量化对对高性能变形镁合金材料的需求。由于采用了镁合金铸锭脉冲磁场半连续铸造技术,制备出的镁合金铸锭晶粒细小,成份均匀,变形性能优越,并且改善铸锭表面质量,减少表面加工量,提高产品成材率,起到减少原材料消耗和降低成本的效果。产品高强韧镁合金半连续细晶铸锭是汽车轻量化迫切需求的高强韧镁合金LZ.ZAM810,具有强度高、塑性好的特点,铸造镁合金的性能为屈服强度160-180MPa,抗拉强度260-300MPa,伸长率8-10%。
[成果] 1600320103 福建
TG2 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:铝合金产品广泛应用在国民经济各领域。其中,铝镁硅合金用量约占总量的70%。随着工业的发展,对其性能要求越来越高,与之配套的铝合金熔铸产品冶金质量水平要求也越来越高。2014年,中国铝合金熔铸产品产销值超过1600亿元、工业铝合金型材产销值超过700亿元。超高冶金质量铝镁硅合金产品的特点是碱金属含量为极低、成型性能好且少无缺陷,因此对冶金熔炼及材料性能要求高,制造难度大。长期以来,其关键技术被美国美铝、挪威海德鲁、瑞典萨帕等跨国公司垄断,对中国实行全方位技术封锁。福建南平铝业有限公司经多年产学研联合攻关,围绕超高冶金质量铝镁硅合金制造中碱金属含量高、材料成型性低、偏析缺陷严重这三个核心难题,在国家科技部和发改委等专项支持下,研发出痕量级除碱金属、高成型性铝合金新材料、连续油气润滑铸造等系列技术,形成自主设计制造能力,实现了产业化。主要创新成果如下:发明了铝熔体痕量级高纯净除碱金属新技术新装备。创新提出气载粉末造泡除碱法,利用氟化铝与碱金属的反应自由能远低于零的特性,突破抑制铝熔体高效造泡造渣的瓶颈,开发的技术和设备实现碱金属含量由微量级降至痕量级,解决了传统除碱法中造渣剂与熔体接触不充分、造渣率低的难题,满足铝合金超高冶金质量要求。发明了具有高塑性成型性能的铝镁硅合金新材料。创新提出合金成分交叉叠代补偿法,利用锌和锰等元素在铝合金中的强化机理,突破了抑制热加工激活能降低的瓶颈,发明了具有高塑性成型性的铝镁硅合金并注册为国际新牌号6027,解决了超高冶金质量铝合金成型加工的材料难题。创新开发了铝合金圆铸锭的连续油气润滑铸造方法。提出油气垫膜浮动支承设计方法,利用石墨微孔中气压油压耦合作用,突破大规格铸锭由于尺寸效应带来伴生偏析的瓶颈,开发的连续油气润滑铸造技术和设备解决了铸锭与结晶器内壁直接接触产生偏析的难题,满足超高冶金质量铝合金表面质量要求。在开发上述关键技术的基础上,开发系列配套技术并实施产业化,面向高端汽车、数码产品、轨道交通等行业开发制造高品质圆铸锭和高品质工业铝型材,达到欧盟、美国和中国的优质产品要求。该创新成果申请发明专利10项(已获授权3项),分别在痕量级除碱金属、高成型性铝合金新材料、连续油气润滑铸造等关键核心制造技术上实现全方位突破,打破发达国家垄断,部分技术处于国际领先水平。整体技术自2011年起在南平铝业应用,开发了戴卡公司锻造轮毂材料、富士康公司数码产品壳体型材、海德鲁公司微通道管材、本特勒公司轿车保险杠型材等超高冶金质量铝合金新产品30多种,形成持续提升的创新能力。该成果产业化实施以来,累计新增销售收入超过15亿元、利税1.8亿元、创汇超过6000万美元。项目开展中,获注册1种国际铝合金新牌号,主持参与制定6项国家标准和9项行业标准,获2项省优秀新产品奖,创造了显著的经济社会效益。
[成果] 1700300284 山东
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:稀散稀贵金属是国家非常紧缺的重要战略资源。稀散稀贵金属在自然界储量很低,极为分散,不具备直接从原矿中提取的价值,主要依赖于有色金属铜、铅锌等伴生矿物中综合回收,但存在工艺复杂、流程长、回收率低、对原料适应性差、生产成本高、二次污染严重等问题,特别是近年来,中国有色金属产量和消费量快速增长,冶炼原料越来越复杂化,伴生稀散稀贵金属综合回收面临巨大挑战,亟需发展清洁高效的综合回收技术与装备。 该项目立足国家战略资源清洁高效回收的重大技术需求,在“国家发改委重大产业技术开发专项项目(2009)606号”的支持下,针对有色冶金工业伴生稀散稀贵金属综合回收的共性难题,首创了铋捕收贵金属技术为核心的阳极泥处理新工艺,研发了冶炼固废多相态富集分离技术与成套装备,发明了冶炼废酸选择性捕捉铼铟及还原沉淀碲等新技术,突破了有色冶炼过程伴生稀散稀贵金属深度综合回收关键技术难题,形成了冶炼厂渣、水、气中伴生稀散稀贵金属综合回收全方位、一体化解决方案。主要技术创新如下: 1、开发出铋捕收贵金属技术和立式银电解技术的阳极泥处理新工艺。 基于铋元素理化特性,研发出铋捕集贵金属技术,在一台炉内完成还原和氧化两个冶炼过程。针对银电解效率低问题,研发出立式回流银电解技术,实现高电流密度银电解。新工艺提高了生产效率,能耗降低25%,贵金属直收率提高20%,彻底解决了传统阳极泥处理的铅污染中毒难题。 2、开发出冶炼固废多相态定向富集分离技术与成套装备。 基于冶炼固废类型多样化及稀散稀贵元素分布规律,提出了多相态富集分离理论方法,开发出多相态定向富集分离的固废整体深度回收新技术及成套设备,实现冶炼厂多类型固废合并冶炼。金、银、碲回收率提高10%,特别是回收了国内外铜冶炼厂基本废弃的铋、铅、锡、锑等有价金属。 3、开发出复杂冶炼废酸体系选择性提取回收铼铟技术。 针对高铜、高砷、高酸、低铼复杂冶炼废酸体系,发明了选择性沉淀捕捉铼铟技术,研发出捕捉富集铼铟的新型复合药剂。铼回收率90%,铟回收率75%,实现从铜冶炼废酸中回收铼铟的零突破,回收铼量占中国铼产量15%。 4、开发出短流程回收与制备高纯碲技术。 针对流程复杂及碲回收率低问题,开发出以二氧化硫直接还原沉碲为核心的短流程制备高纯碲技术。碲回收率由60%提高到80%以上,可制备6N高纯碲。 项目技术成果已全部应用及产业化,祥光铜业公司建成年产20吨金、600吨银、0.8吨铂钯、2吨铼、30吨碲、150吨硒、300吨铋等多条工业生产线,2012年10月投产,近三年新增销售额174.4亿元,新增利润5.73亿元。中国黄金集团河南中原黄金冶炼厂采用该技术建成年产60吨黄金的工业生产线,2016年2月已投产。 项目获授权发明专利11项,其中国际专利4项,编写国家标准2项、行业标准3项。通过了院士专家的成果评价:整体技术国际先进水平。 项目成果提升了中国复杂伴生稀散稀贵金属综合回收技术水平和核心竞争力,对有色金属行业清洁生产、循环经济以及中国资源战略具有重要意义。
[成果] 1700310118 河北
TG2 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:主要技术内容:合金牌号选择及化学成分优化:从15种6系铝合金中进行合金性能比较,最终选择6082合金,合金化学成份优化充分考虑合金的相组成,以及强化相对合金性能的影响,在国家标准范围内对其化学成分进行优化。铸棒熔炼及合金化工艺优化:加入不超过30%的大块回炉料,其余除合金成分外,均选用A00纯铝锭,加料时低熔点金属加在炉子底层,高熔点金属加在炉子上层,控制熔炼温度在745℃±5℃,经过精炼处理后的铝熔体含氢量低于0.12ml/100g铝。铸造工艺选择:采用油气混合润滑石墨环技术使铸棒表面偏析层厚度由原来的0.8mm降至0.2mm以下,消除了铸棒表面的偏析瘤。铝合金铸棒均匀化退火工艺选择:通过实验,确定均匀化温度574℃,保温12小时。出均匀化炉的铸棒迅速转至冷却室,采用风机强制冷却,在前一个小时,平均降温速率为4.5℃/min。铸棒裂纹缺陷的预防:通过分析铸棒裂纹产生原因,制定控制杂质含量和细化晶粒等手段预防铸棒裂纹的产生。技术经济指标:技术指标:消除铸棒表面偏析瘤。铸棒激冷层厚度下降到0.2mm以下。根据6082铝合金Mn含量高的特点,调整均匀化工艺,使铸棒延伸率提高5%。经济指标:项目自2013年1月应用以来,到2015年12月共实现销售收入10596万元,增加税收202.35万元,增加利润292万元。应用推广及效益情况:通过轮毂专用高性能6082铝合金铸棒生产工艺的研发,使铸棒各项性能指标完全达到了法国标致汽车轮毂标准要求,实现了产品的批量生产,质量并得到了客户的充分认可。法国标致汽车轮毂专用铝合金铸棒的研发,执行的是定向研发方式,市场有保证,能够为企业和社会创造更多的经济效益和社会效益,对提调整公司产品结构、提高企业市场竞争力具有重大意义。
[成果] 1700310351 河北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2016
成果简介:钒是一种重要的战略资源,广泛应用于钢铁、化工、能源、军工、航空航天等领域。世界上70%以上的钒来源于钒钛磁铁矿,中国钒钛磁铁矿资源主要分布在四川攀西、河北承德等地区。钒渣钠化焙烧提钒是国内外钒企业所采用的主流提钒工艺,但该工艺普遍存在着钒收率低,污染重等问题。中国钒化工行业钒元素综合收率在80%左右。 该项目针对钒产业普遍存在的:钒元素大量损失在钒液处理过程中的钒铬泥、钒合金冶炼固废等钒化工冶金流程固废中;钒渣熟料浸出系统钒液硅胶富集、固液分离系统效率低、尾渣可钒含量高等问题;钒化工产线生产效率低、钒元素损失大等的问题,结合现有工艺流程装备,通过理论创新与流程创新,实现工艺技术与过程装备无缝衔接,获得了4项钒资源高效综合利用创新技术: 国内外首次研发了钒化工生产线“高碱度浸出-高效提钒”技术:通过在线提高浸出系统碱度,钒渣得到深度提钒,介质传输系统得到优化,实现设备作业率提高10%,二次渣可钒含量由0.8%降至0.2%,钒收率提高2%; 国内外首次开发了钒化工生产线“低碱量焙烧-综合利用钒化工流程固废”技术:实现钒酸铁泥配比5-8%、脱硅渣配比5-10%的在线利用,并资源化利用了脱硅渣、钒酸铁泥中的钠盐,减少纯碱配入量1-2%,大幅降低了辅料成本,实现全流程钒元素收率提高5%; 首次实施了钒化工流程“浸出-过滤-洗涤系统一体化升级改造产业应用”技术:设计优化了钒化工流程装备,开发了球磨机除杂物-旋流器布料-滤机梯度水洗-滤布深度清理的工艺设备流程,大幅提高了浸出过滤系统生产效率,降低了设备维护检修成本,实现钒元素收率提高0.86%; 国内外首次开发了钒合金冶炼炉渣“跨界消纳-资源化利用钒冶金固废”技术:实现钒铁炉渣作为炼铁烧结“粘结料”跨界利用,资源化利用了渣中钒、镁、钙元素,并提高了钒钛烧结矿强度,实现钒钛烧结矿转鼓指数提高2-4%。 最终,实现钒元素综合收率达到88%,大幅度提高了钒资源利用率与流程效率,推动了钒产业绿色可持续发展,提升了承德地区乃至全国的钒钛科技水平,对于支撑中国钒钛钢铁企业可持续发展意义重大。该成果自2014年在河钢承钢全面应用。该成果应用后,钒化工系统滤机作业率提高10%,近两年消纳脱硅渣(干基)8680吨、钒酸铁泥(干基)2905吨、钒铁炉渣4.7万吨。同时,回收五氧化二钒2000吨,节约纯碱4890吨,创效7820.2万元。相关成果已在国内《中国有色金属学报》、《第三届钒产业先进技术研讨与交流会论文集》等专业期刊上发表,共计5篇;项目授权专利6项,其中发明专利5项,实用新型1项;项目取得计算机软件著作权1项。
[成果] 1600190431 湖南
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2015
成果简介:株冶集团是中国重要的铅、锌冶炼生产和出口基地,年生产电铅10万吨,电锌45万吨以上,同时综合回收铟、银、镉、铜、金、铋等多种有价金属和硫酸等附产品。株冶集团的资源综合回收利用一直以来都位于全国同行业前列,近几年每年铟产量都在50吨以上,在国内铟消费市场占有重要地位,对国内铟市场有着重要的影响。株冶集团铟回收工艺一直沿用1983年投产建设的工艺流程,即氧化锌经多膛炉焙烧,焙砂经沸腾浸出,两级分级,酸性浸出,酸性浓缩和锌粉置换等步骤获得铟富集渣。铟富集渣再经一次浸出、二次浸出、净化、萃取、酸洗、反萃、置换、压团、铸型、电解和除Cd、T1等步骤得到符合市场需要的铟锭,该传统工艺铟回收率相对较低平均回收率约50%,且具有工艺流程长、中间渣料多、易产生有毒气体砷化氢、生产成本高等缺点。同时,随着直浸铁渣采用挥发窑处理,由于铁渣颗粒细、含铁较高,部分铁渣因挥发窑鼓风和抽风而进入烟气收尘系统,使氧化锌含铁高,进而造成酸性浸出液含铁高,铅渣含铟升高,使得铟富集、萃取工序受到影响。上述各种原因使原有工艺已经很难满足现生产需求且生产成本高、劳动强度大、铟回收率低。针对铟回收工艺的上述问题提出了氧化锌酸性浸出液直接萃取提铟新工艺,经过2010-2011年两年的研究开发出了具有6项授权专利的原创工艺,该工艺通过对氧化锌酸性浸出液净化技术使浸出液可直接萃取提铟,减少了原工艺锌粉置换沉铟、富集渣转运、富集渣浸出等工序,因工艺的改变可强化氧化锌浸出工艺,进一步提高铟回收率。该新工艺的优点具有以下几点:一是简化了工艺流程,消除铟在锌粉置换和富集渣二段浸出等工序损失,提高了铟回收率,大幅降低了铟生产成本。铟回收率较原工艺提高25%,据统计回收率的提高2012-2014年多回收了铟50余吨,创效1.4亿余元;二是消除了锌粉置换时砷带来的危害,具有显著的环保效益;三是强化了浸出条件可对酸性浸出液中的铟、铜、铋等有价金属进行有效回收;四是可实现萃余液中C1离子含量大幅度降低,减少其对系统的影响;五是可使萃取工序中有机相再生不需使用NaOH,亦可以实现有机相再生并连续使用。2012年5月,该项目投入生产,生产实践表明:氧化锌酸性浸出液经预处理后进行萃取,萃取效果较好,铟回收率大幅提高;大大简化了铟生产流程,改善了生产环境、节约了生产成本,仅取消原富集过程就可每年节约置换用锌粉2000余吨,节约锌粉加工费数百万元,节约物料转运、人工费用数万元;从氧化锌至精铟回收率由原工艺的50%提高至80%。具有显著的经济效益、环保效益和社会效益。
[成果] 1600190259 湖南
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2015
成果简介:稀土金属纯度是影响材料性能关键因素。英美等发达国家技术优势大,但为制约中国高性能功能材料的研究发展,限制了某些关键元素产品出口。而中国缺少关键提纯工艺,装备水平差,产品纯度低。为促进中国新材料基础研究发展,打破国外超高纯稀土金属原料限制,该项目对稀土金属超高纯化制备工艺及工程化技术进行了研究。该项目主要进行了如下研究:1、超高纯稀土氧化物的制备。稀土氧化物是稀土金属生产的基础原材料,是影响稀土金属纯度的关键因素。该项目采用加温加压离子交换联合化学除杂,获得了绝对纯度大于5N的高纯稀土氧化物。2、超高纯稀土金属的制备。该项目通过试验确定了金属热还原的最佳工艺参数,开发了除杂-蒸馏一体化技术,并研发出成套超高纯稀土金属的工程化技术,通过优化蒸馏工艺制备出钪、钬、铒、镱、铕等五种超高纯稀土金属,实现了该五种超纯稀土金属的批量生产。3、开发了稀土金属专用提纯装置及设备。自主设计研发出了稀土金属专用提纯设备-超高温高真空钽片炉。该设备真空度达10<'-6>Pa,采用电脑集成控制,实现金属去钙、蒸馏一步完成,减少了开炉次数,大幅降低了气体杂质含量。根据“合金相形成原理”,开发了一种捕集器,金属中的杂质与之形成高熔点化合物相而从金属蒸气中分离,提高了提纯效果。主要技术经济指标:稀土金属相对纯g>5N,绝对纯度≥4N,即40个杂质总量<100ppm (wt),包括稀土金属杂质、非稀土金属杂质(Si、Ca, Mg、Fe、Mn、Al、Ti、Ni、Co、Cu、Pb、Zn、Sn、Cd、Ta、Nb、Mo等)和气体杂质(C、S、N、0等);超高纯金属年产能达4吨。应用及效益情况:超高纯稀土金属广泛应用于高性能材料和高端装备的开发和生产。其中钪是优异的材料添加剂,加工成箔片可用于核工业,制成合金可有效细化晶粒、提高材料性能,是航空航天、交通运输轻量化必要材料;铕是优秀的发光材料,加工成氮化物制备的荧光粉可降低能耗,提高光效,是新型光源材料关键原料。该项目组生产的高纯金属钪、铕提供给上海等离子体研究所,均获得了很好的效果。随着高性能功能材料的研发和应用,以及国家对稀土材料的日益重视,必将超高纯稀土金属未来市场应用前景十分广阔。项目实现收入4091.406万元,实现税收625.78万元,利润1370.49万元。
[成果] 1600120275 山东
TG2 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2015
成果简介:该项目属于有色金属冶炼和压延加工行业。铝合金复合材料是铝合金复合箔、复合板、复合带的统称。它是制造汽车空调器、中冷器、油冷器、暖风机及空分设备、电器元件散热器、干手器、飞机散热器等钎焊式散热器的关键原材料。复合铝材是增长速度最快的车用铝材:常规铝合金由于性能单一,不能很好满足车用材料要求具有高强度的同时又兼备耐蚀(装饰)、可焊、易成形等综合性能。因此,具有可设计的综合性能的复合铝材成为车用铝合金发展的重要方向。铸造复合方法是近年开发的制备复合铝材的新技术,国际上只有美国诺威力公司(Novelis Inc.)2006年6月对外宣布:经过多年的研究开发,该公司的复合锭铸造法(Novelis FusionTM Process)已开始应用生产,该公司的奥斯威戈轧制厂(Novelis Oswego Mill)已铸造50多种不同规格的铝合金锭,这个发明被称为21世纪铝合金发展的里程碑成果。该项目技术打破了国外垄断,通过该技术,确定了630X1500mm铸锭的铸造复合工艺,复合铸锭界面平直、无气孔和夹杂,铸锭表面光洁。轧制后的复合钎焊箔性能达到冶标YS/T 446-2011,产品成材率较传统轧制复合提高10%。主要技术创新如下:(1)支撑层是铸造复合技术的关键,课题组提出固态支撑层的设计理念,及芯材在冷却板上要充分冷却,形成一层固态支撑层,且固态支撑层一脱离冷却板,不暴露在空气中,就与芯材熔体接触,芯材熔体与支撑层接触后,支撑层微量回熔,冷却后形成冶金结合。该思想避免了Novelis FusionTM技术的弊病),可以保证界面稳定、平直、不破坏;可以保证界面洁净无氧化和夹杂。获得高质量的复合界面。(2)表材供流方式:为了避免Novelis FusionTM技术的弊病,课题组借用铸造注嘴的分流方法,采用多通道同水平供流,即可以保证熔体流动均匀,无冲击,更重要的是可以确保熔体温度均匀,避免支撑层局部过度回熔,确保了界面稳定、平直。(3)结晶器:考虑到Novelis FusionTM技术采用铝套结晶器,容易在水冷板和结晶器壁之间形成的三角区冷却强度高,易形成先凝固块的弊病,课题组采用了热顶结晶器。一方面减少三角区的冷却强度,避免先凝块,另一方面采用了石墨环,提高铸锭表面质量。采用了三层冷却板,重要的是在面向表材的一面,施加了绝热材料,以确保表材熔体在与支撑层接触时具有预定的温度。该项目在研发中分别承担了山东省、烟台市科技计划各一项,授权发明专利2项,发表学术论文2篇。近三年,生产的复合锭经中铝河南铝业有限公司、华北铝业有限公司、南山铝压延新材料有限公司热轧及冷轧试验,分别获得了0.4mm厚度的H14状态和H24状态、0.008mm厚度的H16状态和H26状态的复合箔材产品,应用效果良好。实现新增产值3.86亿元,销售收入3.62亿元,新增利润6272.3万元,新增税收3215.37万元,创汇2810万美元,节支总额为1480万元。同时企业和大学联合培养了博士生6名,博士后3名及26位专业技术人才。
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