學術會議報告集錦：三十三位老師高論固廢材料化、資源化

2018年12月8日至10日，“全國冶金礦產固廢資源化第二屆學術會議”在四川省成都市召開。召開本次會議的目的是為了進一步加快我國金屬礦產資源在固體廢棄物處理與資源化領域成功經驗的推廣應用，了解相關重大關鍵性理論和技術難題。拓展國內外相關領域應用基礎和工程化技術方面的研究范圍，加強企業、工程公司、科研院所、設備制造企業之間的溝通和交流，促進產業整體水平提升。材料人收到參加了該會議的專欄科技顧問莫博士的投稿，分享在這次會議中的精彩報告。

本次會議分為兩部分，第一大部分（12.09日）是大會主旨報告+大會特邀報告，主要有稀土等礦物高值材料化利用、金屬冶煉廢渣資源化利用、鋼渣制備高強度耐磨填充材料研究及應用、冶煉含鋅物料材料化處理研究、鋼鐵冶金塵泥對噴吹燃料的催化強化燃燒研究等。幾位企業總經理及專家們所從事領域熱點問題和主要難題進行深入討論，各位大牛也毫無保留地深入交換了自己的意見，對目前研究領域存在的問題進行了深刻的分析。第二大部分是（12.10日）是分為四個專題分會場。分別是：第一分會場的重金屬冶金礦產固廢資源化及污染防治專題分會場；第二分會場的鋼鐵冶金礦產固廢資源化專題分會場；第三分會場的非金屬礦產固廢資源化專題分會場；第四分會場的三稀資源綜合利用專題分會場。其中較為重點的是第三分會場，本次小編也會較為詳細展開，那其他會場較為簡單帶過哦。會議期間，柴立元院士、孫傳堯院士、董發勤教授、閔小波教授、童雄院長、冉松林教授，田鍵院長等固廢資源化領域卓越科研工作者為我們獻上了精彩的致辭和學術報告。

大會主旨報告+大會特邀報告（主持人：中南大學國家重金屬污染防治工程技術研究中心主任柴立元、釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室主任胡鴻飛、中國地質科學院礦產綜合利用研究所副所長陳炳炎、中國瑞林工程技術股份有限公司所長王瑋）

西南科技大學董發勤教授——含鈾多金屬礦尾礦治理與生態修復。董發勤教授概述了礦區修復的重要意義、礦產資源開放歷史及現狀：礦產資源開發具有地理分布特殊，礦產資源豐富，鈾礦品質優良，開發力度減弱，進入生態保護階段等特點。董發勤教授提出了半導體礦物光催化鈾污染修復新技術對礦區鈾污染進行修復，光生電子介導微生物對U(VI)的還原效率為56%，光生電子與微生物對U(VI)的還原表現為協同作用；同時，仍嘗試植物微生物半導體礦物光催化聯合修復。

內蒙古科技大學李保衛教授——稀土共伴生礦高值化利用新思想新方案。李保衛教授的報告清晰明確，從稀土共伴生礦高值化利用新思想、新方案和新技術提出的背景、清潔、綜合、高值化利用的新思想、新方案和新技術，以及稀土共伴生礦采選冶廢棄物高值化利用案例進行展開，其中較為重點的是第三部分。對于白云鄂博礦及二次資源的處理新技術主要是進行非常規分選：X射線熒光分選及X透射分選，高壓水射流選擇性破碎及篩選，超導磁選；進行新材料開發，包括稀土微鈮合金鋼的開發（稀土遺傳機理研究），高性能高熵玻璃陶瓷材料等，具體是制備了金屬陶瓷、陶瓷金屬、混合稀土磁性材料、混合金屬催化劑、特種玻璃陶瓷添加劑等。李保衛團隊發現（稀土）玻璃陶瓷是一個三相混雜提，其中參與玻璃以較為純金的硅基玻璃相，（稀土）玻璃陶瓷總體由輝石相等晶相+殘余玻璃相+分布于殘余玻璃相中的5-10nm的團簇相組成，Ca、Mg、Fe、RE等大量其它金屬富集于5-10nm的團簇相。

武漢科技大學張一敏教授——釩尾渣地聚物制造。張一敏教授在報告中提到地聚物(Geopolymer)屬于種新型激發型無機膠凝材料，以自然界中蘊藏量豐富而且廉價的無機礦物為基質制造而成，其CO₂排放量僅占傳統水泥產生的1/5，具有低收縮性，低滲透性，低CO₂排放，高抗凍性，高耐火性，高抗酸腐蝕性等特點。張教授利用硅鋁原料加激發劑形成低聚物縮聚大分子，(SiO₂Al₂O₃)_n和MOH硅酸鹽聚合反應產物與低聚物縮聚大分子形成環鏈狀構成的連續三維網絡結構的新型無機非金屬材料。張一敏教授對實際體系釩尾渣進行熱力學性能研究發現煅燒后，地聚物試樣在1000cm^-1附近對應的吸收帶出現“寬化”，團隊指出這是由于燒結而引起，但Si-O-T (T=Si、Al)對應的波數未出現明顯移動，說明煅燒過程未對其網絡結造成顯著破壞。在熱穩定性性能研究中，張教授團隊發下地聚物試樣在800℃附近出現硅鋁酸鹽凝膠相分解較小吸熱谷。同時，團隊還進行降低泛霜研究，其核心技術之一是尾渣低穩定態非晶化技術，尾渣經激發活化后Ca2p1/2和Ca2p3/2表面電子結合能降低，活化度增強；晶體礦物裝面總量原子比減小，失穩解聚，發生非晶化。張一敏教授團隊核心技術二是形成地聚物三維重構技術，提出活化尾渣誘導網絡成鏈結構機制，形成控制C-S-H凝膠聚合反應。重構“-SiO₄-AIO₄-”三維空間網絡，解決了地聚物高致密化關鍵問題。

中南大學閔小波教授——重金屬冶煉廢渣資源化與無害化。閔小波教授針對重金屬冶煉廢渣中含有大量重金屬為突破點，團隊利用水熱硫化“氫氧化物固相轉化-氧化物表面溶解硫歧化與金屬硫化”的鏈式反應過程及鋅復雜物相與黃鐵礦“硫蒸誘導的氧硫界面交換”硫化反應過程，實現金屬組分的高效硫化轉化，得到硫化產物材料。同時，團隊利用凝膠固化具有穩定性好等特點，將冶煉廢渣、水處理污泥、石膏渣等進行協同凝膠與穩定，得到建筑墻體磚等材料。在鋁冶煉赤泥與砷石膏渣協同膠凝作用的研究中（抗壓強度），含砷廢渣中氫氧化鈣與硫酸鈣可與赤泥中硅鋁酸鹽發生水化反應，提高抗壓強度；石灰硫酸鈣體系可激活赤泥中惰性氧化鋁，促進水化反應。團隊同時發明了礦渣凝膠材料協同固砷新方法，發現在成礦過程中，砷酸根與硫酸根的類志同象替代的礦渣凝膠材料協同固砷機制。閔小波在報告最后不忘總結到重金屬廢渣（固廢）毒害組分無害化資源化緊迫，重金屬廢渣中有價金屬的回收將會有更高的要求，有用組分的材料化利用是廢渣的全量資源化利用重要保障！

西安建筑科技大學李林波教授——提釩尾礦綜合利用及攀西地區含釩鈦固廢。李林波教授在報告中總結道石煤提釩尾礦的放射性水平不滿足建筑主體材料標準要求，屬于C類裝飾裝修材料，但可用于建筑物的外飾面及室外其他用途。團隊通過實驗得到如下結論：(1)石煤提釩尾礦主要化學組成為SiO₂、CaO、Al₂O3、Fe₂O₃等，屬于SiO₂- Al₂O₃金屬氧化物體系，經適當調配后，用其制備磚體材料是完全可行的；(2)石煤提釩尾礦制備免燒磚:石煤提釩尾礦為主要原料配以水泥作為輔料制備免燒磚是可行的,適宜的原料配比為顆粒尾礦:尾礦細粉:水泥65:27:8；適宜的工藝條件為成型水分8%、成型壓力15MPa、在自然條件下養護28天:利用提釩尾礦制得的免燒磚主晶相為石英、鈣礬石、微斜長石，構成免燒磚的
主要骨架，賦予樣品強度。

北京礦冶科技集團有限公司申士富教授級高工——選冶固廢資源化綜合利用研究。申士富高工在報告中提到對于尾礦建庫及其運行成本越來越高，尾礦綜合利用是大勢所趨，大體可利用作建筑材料、耐火材料等。礦冶集團利用尾礦制備建筑陶瓷、普通燒結磚內燃）、燒結高檔磚、發泡陶瓷、高強陶粒及燒結透水磚、尾礦代替建筑砂制備混凝土、水泥等材料。攀枝花學院楊紹利教授——攀西地區含釩鈦固廢及綜合利用思考。楊紹利教授在報告中提到針對高鈦型高爐渣進行非提鈦利用可以制備微晶鑄石管、玻璃纖維材料，主要是用高爐渣、石英和氟化鈣在坩堝窯和小型池窯中加熱熔化，經澄清、保溫后經離心澆注做成微晶鑄石管，代替鑄鐵、橡膠作為某些設備的內襯。或者以高鈦渣為主要原料，配加部分石英砂和螢石在窯爐中熔化（1500℃），然后再1220℃拉制成玻璃纖維。同時指出高鈦型高爐渣可最先取得突破的應用方向是高溫碳化—低溫選擇性氯化工藝及直流電硅熱還原法生產硅鈦鐵合金。安徽工業大學冉松林教授——鋼渣制備高強度耐磨填充材料研究及應用。冉松林教授團隊在利用改性鋼渣微粉在天然橡膠的應用研究中，利用鋼渣微粉或性鋼渣微粉代替40%炭黒與天然橡膠迸行夏合，同吋加入促進劑、硫磺、硬脂酸與氧化鋅，在145℃經過30min硫化，獲得鋼渣基天然橡膠復合材料。

此外，中南大學劉恢教授，昆明理工大學童雄院長，西安建筑科技大學鄒沖老師等，以及行業內企業專家都進行了精彩報告。

第一分會場：重金屬冶金礦產固廢資源化及污染防治專題分會場（主持人：成都理工大大學周堃副教授、昆明理工大學巨少華教授）

成都理工大學朱霞萍教授——巰基膨潤土鈍化修復鎘污染土壤的應用研究。朱霞萍教授進行復合粘土礦物鈍化材料的開發，包括粘土礦物系列材料，包括TEPA改性膨潤土、γ-APS改性膨潤土、γ-MPS改性膨潤土、OTAC改性凹凸棒、γ-APS改性凹凸棒、γ-MPS改性凹凸棒、零價鐵負載凹凸棒、SDS插層陰離子粘土、石墨烯負載陰離子粘土等。朱教授團隊在γ-MPS改性膨潤土鈍化土壤鎘實驗中，添加γ-MPS后，混合提取劑對土壤中鎘的提取率非常低，遠遠低于空白和加原土系列。四川大學羅建洪副教授——微通道萃取廢液中金屬雜質強化過程研究。團隊進行微通道萃取、結晶分離與純化技術開發。在微通道萃取廢液中金屬雜質強化過程研究中，利用微米級流動和分散尺度能夠有效地強化宏觀混合和傳質過程，闡述液-液兩相流型由界面張力，粘性力和慣性力共同決定，并同時受到兩相流量、流體物理特性（界面張力、黏度等）、微通道壁面潤濕性、裝置尺寸及入口結構等因素的影響。利用物理數學模型分析液滴在微通道中的運動、變形與破裂情況，研究雷諾數、韋伯數、毛細管數等對 Fourier數(Fo)影響；對液滴在微通道內的變形、破碎運動進行模擬和分析，來探索工藝參數比如相比、pH值、溫度等對擴散傳質效率 Fourier數(Fo)影響。六盤水師范學院馬愛元副教授——含鋅冶金固廢渣提鋅新工藝研究。馬愛元副教授以含鋅二次資源為研究對象，根據其資源特點，提出氨性復合配位提取方案有效解決堿性脈石與有價金屬難以分離、多礦相金屬難以同步溶出的難題，采用多外場協同強化復合配位鋅的提取。團隊提出一種NH₃-CH₃COONH₄-H₂O體系配位浸出含鋅二次資源提鋅新方法，建立含鋅冶金渣塵提鋅動力學模型，探索出含鋅冶金渣塵浸出鋅的限制性步驟，揭示了配位提取過程的調控原理；針對NH₃-CH₃COONH₄-H₂O體系中ZnSiO₄、ZnFe₂O₄、ZnS難以浸出的難題，正積極探索解決方案，如引入特種冶金場（微波、超聲波）進行強 化提取分離，或添加合適的礦物相轉化劑進行浸出前預處理等。

昆明理工大學巨少華教授——鋅冶煉含氯銅渣微波脫氯產業化研究。巨少華團隊針對針對蒙自礦冶公司鉛鋅冶煉所產生的總量為2萬噸的含氯氧化鋅煙塵、鋅浮渣的脫氯要求。開發了一整套CuC1法氯開路生產線、脫氯銅渣微波干燥生產線、微波焙燒脫氯生產線和高品質硫酸銅生產線。利用CuCl渣的氯主要以強吸波物相CuCl形式存在，而物料其它成分的吸波性相對較弱，充分利用微波選擇性內部加熱這一特性，結合通氧氣，強化氯化物的氧化反應，使物料中的氨揮發進入氣相同時得到氧化銅。經過微波焙燒后，物料顆粒表面出現明顯的氧化銅品體結構。昆明理工大學祝星副教授——重有色冶煉高砷污酸低成本無害化處置。祝星副教授利用新型石灰石鐵鹽法污酸無害化處置技術，無毒石膏渣、無毒臭蒽石等材料并產生少量廢渣。

此外，成都理工大學雷汀菲教授，昆明理工大學李世偉副教授，西南科技大學傅開彬副教授，魯東大學劉軍深教授，成都理工大學周堃副教授、攀枝花學院趙海泉博士、福州大學紫金礦業學院遲曉鵬講師以及行業內專家都帶來了精彩報告，由于篇幅問題，暫不一一介紹。

第二分會場：鋼鐵冶金礦產固廢資源化專題分會場（攀枝花學院楊紹利教授、成都理工大學邱克輝教授）

攀枝花學院周蘭花教授——高爐瓦斯泥鐵和鋅提取研究。在報告中，周蘭花教授向我們展示了課題組基于高爐瓦斯泥豎爐提鋅提鐵要求，近幾年開展了攀鋼高爐瓦斯泥火法提鐵提鋅基礎研究。分別是高爐瓦斯泥球團制備試驗，提鐵提鋅熱力學、反應機理分析試驗，豎式馬弗爐內球團加熱還原試驗。團隊通過使用粘結劑制備球團，測試球團強度，分析球團強度影響因素，得到結果：高爐瓦斯泥顆粒形狀不規則、凹凸不平、較多凸出、細顆粒較多并相互黏連成細片狀，比表面積較大，有利于成球。對于攀鋼高爐瓦斯泥采用PVA作粘結劑，成球性良好；8MPa的球團1300℃下加熱47min，鐵、鋅發生良好還原，可從揮發塵中收集氧化鋅粉、鋅的回收率可達90.92%，能得到金屬化球團，鐵的回收率可達91.78%。

此外，攀枝花學院的趙鵬講師進行了微細級釩鈦鐵精礦球團制備的報告；云南大學的謝建斌教授進行了鐵礦渣混凝土物理力學性能研究報告；攀枝花學院的王錄鋒講師進行了攀西低品位釩鈦磁鐵礦鈦組合捕收劑研究報告；寶鋼中央研究院李永謙工程師進行了熱態高爐渣直接制備礦棉技術試驗研究報告；中國科學院過程工程研究所的孟凡成助理研究員進行了硫酸法鈦白酸解殘渣水熱堿法分解的資源化利用研究報告；中國地質科學院礦產綜合利用研究所的鄧冰工程師進行了攀西地區釩鈦磁鐵礦尾礦資源化利用新技術的報告；東北大學趙青副教授進行了不銹鋼渣含鉻穩定相的強化結晶行為的報告；同時，昆明理工大學的葉國華教授、上海建筑科學研究員錢耀麗工程師、河南理工大學王勝楠以及行業內專家都帶來了精彩報告。

第三分會場：非金屬礦產固廢資源化專題分會場（主持人：西南科技大學孫紅娟教授、四川大學李春教授、西南科技大學彭同江教授和陳夢君教授）

安徽工業大學龍紅明老師——鋼渣制備高強度耐磨橡膠材料填充新技術。龍老師在報告中提到由于游離氧化鈣、鎂的水化會引起體積膨脹導致鋼渣的穩定性變差，嚴重限制了鋼渣的大規模利用。團隊利用機械粉磨與表面改性相結合的技術對鋼渣結構進行處理，以獲得較強界面結合與較高物理吸附的改性鋼渣微粉作為高強度耐磨橡膠填充材料，以達到減緩因其替代部分炭黑，導致炭黑用量減少造成對橡膠分鏈的結晶補強作用下降的影響。報告中還提到得到天然橡膠中鋼渣微粉的補強效果有限.可以考慮作為非補強填充材料，如碳酸鈣的替代品；丁苯橡膠中改性鋼渣微粉的補強效果良好，可以代替部分炭黑作為補強填充材料。團隊的下一步工作計劃對大家也具有啟發性，團隊下一步將加入阻燃劑研究鋼渣橡膠復合材料的阻燃性能，以期獲得一種電燃、耐磨的高性能復合材料，從而拓寬該復合材料的應用。

河南科技大學材料科學與工程學院王維副教授——赤泥和鋼渣在陶瓷材料方面的應用。王維副教授團隊利用赤泥、鋼渣、微硅粉和高嶺土作原料， (NH4)6Mo7O24 用做催化劑，混合后用剛玉球球磨16小時，在10%NaOH溶液中浸泡30分鐘，時化后的原料與造孔劑石墨和碳酸氫鈉混合，粉末用模壓成型技術在20MPa壓力下壓實，以3℃/min升溫速率，從1150℃到1250℃燒結2小時，燒成得到90 mm × 50 mm的多孔吸聲陶瓷材料。同時，團隊通過實驗探究發現由于具有連鎖的針狀莫來石晶體結構，增強的多孔吸聲材料具有較高氣孔率。用(NH4)6Mo7O24做添加劑能夠降低莫來石化反應溫度。制造多孔吸聲材料的最佳條件為：燒成溫度1230℃，添加6% (NH4)6Mo7O24。利用鋼渣中潛熱能夠降低多孔吸聲材料燒成溫度。赤泥和鋼渣中Na2O和K2O能夠作為助燒劑，燒結過程中形成玻璃相促進SiO2流動，降低燒結反應溫度。

（參考文獻：(1)Wei Wang，Weijie Chen， Haitao Liu.? Recycling of waste red mud for production of ceramic floor tile with high strength and lightweight [J]. Journal of Alloys & Compounds, 2018, 748: 876-881；）(2)Wei Wang，Haitao Liu，Wanduo Gu. A novel fabrication approach for improving the mechanical and sound absorbing properties of porous sound-absorbing ceramics[J]. Journal of Alloys & Compounds,
2017, 695: 2477-2482）

昆明理工大學童雄、謝賢老師——低品位共伴生復雜資源綜合利用關鍵技術及產業化。報告中，童老師提到團隊研發了高效新型浮選藥劑。（1）閃鋅礦新型活化劑：針對(鐵)閃鋅礦可浮性差、變化大特征發明了X系列新型活化劑——X-41、X-43和X-45；實現了鐵閃鋅礦快速精準活化、鋅硫高效分離。（2）錫石新型活化劑：針對含泥高、硫化鐵與錫石分離難、回收率低等特征，開發了錫石新型活化劑，實現了微細粒錫石的有效回收，推動復雜多金屬礦高效浮選藥劑升級換代。中南大學劉恢老師——二氧化硫處理含鐵酸鋅物料理論與工藝研究。劉老師在報告中提到了鐵酸鋅分解模型：氣體(SO₂/ O₂)進行外擴散和內擴散，鋅價態穩定，而鐵先還原后氧化，硫氧化，氧被還原，鐵/硫向內遷移，二鋅/氧向外遷移。固廢資源化利用與節能建材國家重點實驗室、北京建筑材料科學研究總院陳旭峰高級工程師——尾礦廢石在混凝土行業大宗化資化利用。陳旭峰工程師團隊針對環京津地區的尾礦廢石資源開展制備特種功能砂漿及高性能混凝土的關鍵技術進行研究。在報告中，陳工提到該技術可為京津冀區域大規模建設事業提供充足建筑砂石，達到尾礦廢石大規模應用、又可實現了高性能混凝土綠色低碳的理念，一舉多得。

釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室、攀鋼集團研究院有限公司郝建璋老師——攀鋼固廢資源化利用技術研究進展。郝建璋老師在報告中提到現有的釩鐵冶煉工藝以金屬鋁

作為還原劑，氧化鈣作為熔劑（10%），采用電爐冶煉工藝，爐襯為鎂質耐火材料，釩鐵渣為三相材料；將電爐爐襯材料改為氧化鋁質耐火材料，熔劑氧化鈣添加量增加到20%，可以實現冶煉釩鐵的同時副產（CA-70以上）鋁酸鈣水泥。同時，企業委托西南石油大學開發固井液。將提鈦尾渣作為無機膠凝材料，優選出了合適的懸浮劑、激活劑、分散劑、降失水劑、加重劑種類及摻量;獲得了一套提鈦尾渣固井液，該固井液的稠化時間可在60～200min內可調，沉降穩定性良好（上下密度差低于0.05g/cm3），固化體的7d抗壓強度≥2MPa;對提鈦尾渣固井液體系的工程應用性能進行考察，包括流變性、沉降穩定性、失水性、稠化時間、抗污染性和固化性能等；固井液密度及稠化時間可調可控，流變性能和懸浮穩定性良好，與鉆井液相容性好，綜合固化能力強；能達到封固、填充井段的目的，又能解決環空殘留鉆井液不固化的問題，實現套管-水泥環-井壁一體化膠結，提高固井二界面膠結質量。

攀枝花學院材料系余翔博士——等離子體共振增強的納米二氧化鈦光催化自組裝體系研究。余博士在PPT中展示了由帶負電的聚電解質和帶電荷的聚電解質制成的雙層的LbL吸附在載玻片上，橋接絮凝聚集并通過聚電解質鏈成功獲得包裹的13nm直徑金納米顆粒；在水溶液中進行實驗時，在n層PEs層逐層吸附后，檸檬酸鹽穩定的AuNPs（dc = 49.2±4.9nm，s = 1.1）的流體動力學直徑dh。提出NP間距離(D(0), D(1), …D(n))變化示意，其定義為由兩個NP之間的靜電相互作用產生的二聚體數量增加表面上的帶電聚合物層（其中n是PE層的數量）表面到表面距離（如圖）。中國地質科學院礦產綜合利用研究所鄧偉工程師——川西鋰輝石礦全泥強化深度利用新技術。在報告中，鄧偉工程師團隊開發多組分均勻摻雜制備磷酸鐵鋰技術，創造性地將鎂、稀土復合于碳酸鋰中，再與鐵源配料，較方便地實現了磷酸鐵鋰正極材料的多組分均勻摻雜，制備出了電性能優良的磷酸鐵鋰正極材料。西南科技大學肖軍輝副教授——赤泥離析焙燒強化鐵、鈧分離新技術。在報告中，肖軍輝副教授團隊對含鈧赤泥經過離析焙燒后，發現鐵從赤鐵礦（Fe2O3）轉變為以金屬鐵（Fe）、磁鐵礦（Fe3O4）為主的新鐵物相及少量的氧化亞鐵（FeO）、硅酸鐵（Fe2SiO4）；浸出渣主要成分為SiO2、CaO、Al2O3，與浸出前相比較，CaO、Al2O3降低比較明顯，浸出渣中沒有明顯的Sc譜線峰值，這表明弱磁選尾礦經鹽酸浸出后，鈧絕大部分被溶解掉進入浸出液中，且鈧的溶解較為徹底，也進一步驗證了含鈧赤泥采用離析焙 燒—弱磁選—鹽酸浸出分離鐵、鈧比較合理，且鐵、鈧分離效果顯著。

西南科技大學邊亮教授——復合氧化物與蒙脫石協同處置礦物廢水的計算模擬與實驗研究。邊亮教授在報告中提到礦物界面的軌道雜化原理礦物界面是物質和能量交換最為活躍區域，其提供地球地質轉變、生命起源初期礦物-細菌光合養分、微生物調控礦物相變等物化過程所需的反應位置和活性電子。對于礦物界面spd(f)軌道雜化模型研究，團隊的亮點研究工作是設計了7種鈣鈦礦-尖晶石復合界面熒光增強/猝滅模型，亮點是1）采用微生物技術一步合成納米級核殼和插層兩類復合界面結構；2）熒光強度可達到理論極值和近紅外波段響應（795～832 nm）。對于氨基酸/多肽介導礦物界面sp2d軌道雜化機制研究，團隊亮點研究工作二是查明了水溶液中氨基酸（甘氨酸、絲氨酸、谷氨酸等）/多肽（谷胱甘肽、RGD等）-礦物（赤鐵礦/磁鐵礦、鈣鈦礦等）表/界面電子轉移轉方式由短程spd軌道雜化轉變為其與特征官能團（氨基酸羧基、谷胱甘肽巰基等）間長程sp2d軌道雜化。對于重金屬和有機官能團協同介導礦物界面sp2d2軌道雜化機制研究，團隊亮點工作是1）發展了重金屬/核素與有機官能團協同調控spdf或spd軌道雜化（U磷酸鹽礦物-La.punctata細胞、Mn-苯-1,3,5-三羧酸酯）的調控方法，克服了原位生物修復技術中變價元素（U⁶⁺/U⁴⁺、Mn⁴⁺/Mn³⁺、Fe³⁺/Fe²⁺等）的控制問題；2）闡明了重金屬離子和有機官能團（Pb-CH3NH3+）協同調控鈣鈦礦表面sp2d2軌道的雜化方式，發現Pb-d和O/N-p協同雜化Fe/Mn/Ti-spd軌道可同步調控鈣鈦礦表面的導帶和價帶。該方法奠定了元素變價調控spd2軌道雜化、有機官能團調控sp2d軌道雜化等研究基礎。對于礦物表/界面與鈾酰/重金屬離子間spd2(df)雜化軌道的光電響應特性的研究，亮點研究工作一是查明了水溶液中礦物界面間電子-空穴對的電子轉移轉方式由短程spd軌道雜化轉變為其與鈾酰-重金屬離子間長程spd2（spdf）軌道雜化。對于礦物表/界面與鈾酰/重金屬離子間spd2(df)雜化軌道的光電響應特性可應用內容是多重金屬離子存在狀態下，XFe₂O₄(311)/(111)-TiO₂界面上鈾酰-鉻的最大去除量為66.78 mg·g^-1（polyvinyl alcohol (PVA)/TiO₂/aminopropyl triethoxyl silane (APTES): 36.1 mg·g^-1; Fe₃O₄@SiO₂: 12.3~49.0 mg·g^-1），此過程為不可逆反應。并發現明顯的U⁶⁺→U⁵⁺價態轉變。對于礦物表/界面與鈾酰/重金屬離子間spd2(df)雜化軌道的光電響應特性可應用內容是多重金屬離子存在狀態下，MMT-XFe₂O₄(311)/(111)-TiO₂雙界面協同效應促使鈾酰的最大去除量為109.11 mg·g^-1和明顯的U⁶⁺→U⁵⁺價態轉變，此過程為化學 吸附反應。

報告提到的文獻及專利：

• Chen, Nature, 2017; Zhu, Applied Clay Science, 2016; Tamura, Journal of Colloid Interface Science, 1997
• Journal of Physical Chemistry C、Applied Surface Science、Nanoscale Research Letters, 2017等
• Journal of Physical Chemistry C, 2017、Applied Surface Science, 2017等
• Journal of Physical Chemistry Letters, 2015、Applied Physics Letters, 2014、 ACS?Sustainable?Chemistry?&?Engineering, 2017等
• Kumari, et al, J. Colloid Interf. Sci., 442 (2015) 120-132, Liu, et al, Environ. Sci. Technol., 42 (2008) 6949-6954, etc
• Journal of Hazardous Materials, 2017、Journal of Physical Chemistry C, 2017等
• Journal of Hazardous Materials, 2019
• ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2019
• Tackley, Nature, 1993; Zhu, Macromolecules, 2016; Wang, Nature, 2017; Wu, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016
• ShujunYu, Chemical Engineering Journal, 2016; Sun, Journal of Hazardous Materials, 2017; Loganathan, Journal of Physical Chemistry C, 2016; Kasprzhitskii, J. Mol. Str., 2016 ; Tatsuya Hattori, Geochimica et Cosmochimica Acta, 2009
• Journal of Hazardous Materials, RSC advances, Applied clay science, 2015; 發明專利：5；XL201510010978.0等
• Journal of Hazardous Materials, RSC Advances, Applied Clay Science, 2015
• Polymers for advanced technologies,2012,Chinese physics B, 2012
• Chemical Geology, 2018
• Journal of Hazardous Materials, 2019、Journal of Alloys and Compounds, 2016
• Applied Physics Letters, Journal of applied physics, 2014, Journal of Materials Science-Materials in Electronics, Journal of physical chemistry letters, 2015
• Journal of the European Ceramic Society, 2016, Applied Surface Science, Ceramics International, Journal of Materials Science-Materials in Electronics, 2017

山西大學資源與環境工程研究所廖洪強教授——固廢資源化利用新技術。團隊利用固廢顆粒制備復合耐磨路面材料，通過破碎、球磨、篩分固廢顆粒來制備高性能彩砂，與市售彩砂性能比較，具有如下特點：（1）鋼渣膠凝彩砂耐磨性和抗壓性能最優；（2）耐酸堿性能最優；（3）原料成本最低（約為燒結法和有機染色法的50%）；（4）加工能耗和環境影響最低。同時，團隊利用固廢超微粉用于免燒生態水泥，用于海綿城市建設（固廢基透蓄水材料）。攀枝花學院侯亞輝講師——高鈦高爐渣綜合利用現狀分析。侯亞輝老師報告中提到，高鈦渣中TiO2含量較高，是合適的光催化劑，在紫外光下，亞甲基藍的降解率達到純TiO2的降解率的27%，利用紫外-可見光光催化還原鉻；以含鈦高爐渣為主要原料制備了抗菌陶瓷材料，實驗結果顯示該陶瓷材料對大腸桿菌具有良好的抗菌性能，其抑菌圈寬度可以達到3mm，可用作抗菌材料。制取鈦合金方面，重慶大學和攀鋼研究院團隊開發了冶金硅鈦鐵復合合金工藝。該工藝以硅鐵作為高爐渣的還原劑，工業石灰作溶劑，獲得含硅42％～44％、含鈦19％-23％的硅鈦鐵合金，鈦回收率為76.70％。可用于代替鈦鐵生產出的低鈦合金鋼。攀枝花學院張士舉副教授——高鈦型高爐渣熔化特性及黏度影響因素的研究。張教授團隊經過研究，發現高鈦型高爐渣其半球點溫度影響的大小順序為：R2＞TiO2＞MgO＞Al2O3；流動溫度的影響順序為：Al2O3＞R2＞MgO＞TiO2；對黏度的影響順序為：R2＞Al2O3＞TiO2＞MgO；隨堿度增加，半球點溫度、流動溫度及黏度將逐漸升高；堿度繼續增大后，半球點溫度、流動溫度及黏度將逐漸減小；隨著TiO2含量的增加，爐渣的半球點溫度及流動溫度均呈先升高后略有降低Al2O3對爐渣的半球點溫度影響較小，對流動溫度及黏度影響均較大；隨著Al2O3含量增加；隨著MgO含量的增加，高鈦型高爐渣的半球點溫度和流動溫度都有一定的降低，其中流動溫度變化明顯；黏度呈先 升高后降低的趨勢。

武漢工程大學肖文丁教授——提純磷石膏及將其轉化為β型建筑石膏并副產微生物硅鈣土壤調理劑的工業化研究。肖文丁教授的報告很特別，分六個問題進行匯報。肖教授在報告中提及關于磷石膏的用途可做建筑材料，例如水泥緩凝劑及其系列石膏建材產品水泥混凝土筑路和高檔石膏制品，例如石膏纖維，石膏模具粉料，但是肖教授也說道磷石膏要走這條路首先需要提純，不提純則禍害無窮，另外建材還有個運輸半徑的問題。肖教授對于磷石膏的處理思路是先提純，然后1.做高品質高附加值的建材，2.做硫磺。肖文丁教授的團隊實驗證明，使用填充柱跳汰重力選礦技術和設備，完全可以取代目前的重介質旋流器分離，不需要再磁選脫介。對于提純磷石膏及將其轉化為β型建筑石膏并副產微生物硅鈣土壤調理劑的工業化研究，肖教授利用團隊開發的新型選礦設備將磷石膏中石膏（CaSO₄·2H₂O）與其他雜質進行有效分離，經過處理的磷石膏精礦中二水硫酸鈣品位為95%、可溶磷含量降到0.04%、拘溶磷為0.63%，產率為80%左右，石膏白度大于87。所得石膏產品均超過脫硫石膏國家標準JC/T-2074-2011，也符合國家建筑材料行業標準JC/T-700-1998規定的各項指標。在此基礎上，團隊用改造建成的石膏煅燒設備，將所提純的二水石膏煅燒成β型建筑石膏，另有產率約20%的硅渣可以制成微生物菌硅鈣土壤調理劑，做到了磷石膏處置和資源化利用零排放。若羌縣圣地石棉尾料再利用科技有限公司慕湧常務副總——石棉尾礦全量循環利用技術的研究與實踐。在報告中，慕總說道從石棉尾料中間選鐵，選取的鐵品位難以達到鋼鐵企業鐵精粉的品位要求；石棉尾料球磨選鐵后的尾礦，具有整體磁性，從其中分離有價金屬的難度很大。而蛇紋石是一種含有硅、鎂、鐵、鎳、鈷、鉻等有價元素的礦產資源，具有可觀的綜合利用前景。生產一噸石棉，產生20余噸尾料，新疆依吞布拉克鎮已經堆積了5億噸以上的蛇紋石尾料；利用蛇紋石生產肥料，是前人做的工作，如果不繼續，石棉產業的負面影響很大，數億噸的尾料潛在價值無法得到利用。在介紹了一系列工作后，慕總提到嘉恒渣處理設備，一個神奇的設備，它能夠使液態熔渣進入粒化器粒化，其作用是將熔融的爐渣粒化破碎，回收其中的金屬，破碎的蛇 紋石渣進入球磨制肥，然后篩選耐磨相。

此外，西南科技大學譚宏斌教授，合肥工業大學的崔鵬教授，清華大學的胡瑾教授，四川大學的羅冬梅教授，中國科學院揚州產業化中心牛強院長，桂林理工大學劉榮進教授，西南科技大學代群威教授，攀枝花學院李亮副教授，昆明理工大學李雪副教授等以及行業內專家都帶來了精彩報告。

第四分會場：三稀資源綜合利用專題分會場（主持人：廣東省礦產應用研究所李亞平副所長、中國地質科學院礦產綜合利用研究所高級工程師鄧杰）

攀枝花學院鐘璨宇助理研究員——水熱法制備鋰離子電池陽極材料：鉬氧化物及其改性研究。鐘老師及其團隊通過簡便的一步水熱+后退火的方法成功合成了MoO₃@CoMoO₄ 復合物鋰離子電池陽極，該復合物陽極表現出顯著增強的電化學儲鋰性能，包括增強的倍率容量和優異的循環能力，而其電化學性質的增強，可歸因于MoO₃和CoMoO₄納米結構協同效應導致的較低的電荷轉移電阻（R_ct），較高的交換電流密度（i₀）和Li⁺擴散系數。廣東省稀有金屬研究院冶金工藝研發中心曹洪楊主任——冶金渣中低品位稀散金屬資源化提取與高值化利用。曹主任在報告中指出改性納米Al2O3在pH 2~3.5對小于20 mg/L的錸可定量吸附，吸附率達 90%以上，飽和吸附容量 1.94 mg/g，用0.5 mol/L NaOH洗脫，洗脫率達99%以上；纖維素類生物質廢棄物如秸稈，經修飾可吸附錸，容量達84-160mg/g；改性沸石材料對于 Tl 濃度不超過 0. 25 μg/L 的水，吸附10 min 后進行混凝沉淀處理，可滿足標準限值要求；pH為4的溶液中多孔型水合鐵錳氧化物對Se(IV)的飽和吸附容量達41.02mg/g；在pH 0.5~2.0范圍內，金紅石型納米TiO2對Te(IV)的吸附率達到98%，用0.5mol/L的NaOH溶液對Te的洗脫率可達到98%。昆明理工大學李世偉老師——低品位含金尾渣的微波氯化焙燒。在報告里，李老師團隊工作中，氰化尾渣的常規氯化焙燒的已實現工業生產，該工藝顯示出提取率高、成本相對低的優勢，微波氯化焙燒氰化尾渣的優勢更加顯著，氯化焙燒在難處理礦物、稀（散）貴金屬的高效提取等方面優勢明顯。例如在相同粒度下，微波氯化焙燒的效果顯著優于常規氯化焙燒；金揮發率隨礦物粒度減小緩慢降低（礦物粒度小，透氣性降低）。中國地質科學院礦產礦產綜合利用研究所沈明偉高級工程師——鈧元素選冶研究進展。沈工的報告指出鈧在鋁合金的應用廣泛，目前國內鋁鈧中間合金需求量100t/年，年需求增長速度20%。對鋁合金具有迄今為止最有效晶粒細化作用和抑制再結晶作用，采用Al-Sc中間合金的形式加入Al合金中只需加入0.2~0.8%Sc，其性能便可改善。而對于鋁鈧合金應用，產品在重慶大學進行了7系材料制備應用試驗，效果良好。重慶大學材料學院賈志宏教授課題組采用項目組生產Al-2%Sc中間合金，研究了7系鋁合金添加Sc和Zr元素的新型鋁合金材料的熱處理制度，制備了屈服強度、抗拉強度均大于700Mpa的高強鋁合金材料。

同時，昆明理工大學許磊博士對微波在冶金固廢資源化處理中的應用進展進行介紹，重慶科技學院秦躍林副教授對基于生物質快速熱解的高爐渣余熱梯級利用研究進行介紹，中國礦業大學沙杰副教授、攀枝花學院吳恩輝副教授、東北大學張波副教授等也為大家帶來了精彩的報告，由于篇幅限制，抱歉不能一一介紹。

綜上，全國冶金礦產固廢資源化第二屆學術會議為專家學者和學生提供了一個高水平的研究成果交流平臺，進一步加快我國金屬礦產資源在固體廢棄物處理與資源化領域成功經驗的推廣應用，了解相關重大關鍵性理論和技術難題，為我們獻上又一份“五光十色，精彩薈萃”的固廢材料化、資源化的學術盛宴。

本文由材料人專欄科技顧問莫元綸供稿，材料牛編輯整理.

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