学术会议报告集锦：三十三位老师高论固废材料化、资源化

2018年12月8日至10日，“全国冶金矿产固废资源化第二届学术会议”在四川省成都市召开。召开本次会议的目的是为了进一步加快我国金属矿产资源在固体废弃物处理与资源化领域成功经验的推广应用，了解相关重大关键性理论和技术难题。拓展国内外相关领域应用基础和工程化技术方面的研究范围，加强企业、工程公司、科研院所、设备制造企业之间的沟通和交流，促进产业整体水平提升。材料人收到参加了该会议的专栏科技顾问莫博士的投稿，分享在这次会议中的精彩报告。

本次会议分为两部分，第一大部分（12.09日）是大会主旨报告+大会特邀报告，主要有稀土等矿物高值材料化利用、金属冶炼废渣资源化利用、钢渣制备高强度耐磨填充材料研究及应用、冶炼含锌物料材料化处理研究、钢铁冶金尘泥对喷吹燃料的催化强化燃烧研究等。几位企业总经理及专家们所从事领域热点问题和主要难题进行深入讨论，各位大牛也毫无保留地深入交换了自己的意见，对目前研究领域存在的问题进行了深刻的分析。第二大部分是（12.10日）是分为四个专题分会场。分别是：第一分会场的重金属冶金矿产固废资源化及污染防治专题分会场；第二分会场的钢铁冶金矿产固废资源化专题分会场；第三分会场的非金属矿产固废资源化专题分会场；第四分会场的三稀资源综合利用专题分会场。其中较为重点的是第三分会场，本次小编也会较为详细展开，那其他会场较为简单带过哦。会议期间，柴立元院士、孙传尧院士、董发勤教授、闵小波教授、童雄院长、冉松林教授，田键院长等固废资源化领域卓越科研工作者为我们献上了精彩的致辞和学术报告。

大会主旨报告+大会特邀报告（主持人：中南大学国家重金属污染防治工程技术研究中心主任柴立元、钒钛资源综合利用国家重点实验室主任胡鸿飞、中国地质科学院矿产综合利用研究所副所长陈炳炎、中国瑞林工程技术股份有限公司所长王玮）

西南科技大学董发勤教授——含铀多金属矿尾矿治理与生态修复。董发勤教授概述了矿区修复的重要意义、矿产资源开放历史及现状：矿产资源开发具有地理分布特殊，矿产资源丰富，铀矿品质优良，开发力度减弱，进入生态保护阶段等特点。董发勤教授提出了半导体矿物光催化铀污染修复新技术对矿区铀污染进行修复，光生电子介导微生物对U(VI)的还原效率为56%，光生电子与微生物对U(VI)的还原表现为协同作用；同时，仍尝试植物微生物半导体矿物光催化联合修复。

内蒙古科技大学李保卫教授——稀土共伴生矿高值化利用新思想新方案。李保卫教授的报告清晰明确，从稀土共伴生矿高值化利用新思想、新方案和新技术提出的背景、清洁、综合、高值化利用的新思想、新方案和新技术，以及稀土共伴生矿采选冶废弃物高值化利用案例进行展开，其中较为重点的是第三部分。对于白云鄂博矿及二次资源的处理新技术主要是进行非常规分选：X射线荧光分选及X透射分选，高压水射流选择性破碎及筛选，超导磁选；进行新材料开发，包括稀土微铌合金钢的开发（稀土遗传机理研究），高性能高熵玻璃陶瓷材料等，具体是制备了金属陶瓷、陶瓷金属、混合稀土磁性材料、混合金属催化剂、特种玻璃陶瓷添加剂等。李保卫团队发现（稀土）玻璃陶瓷是一个三相混杂提，其中参与玻璃以较为纯金的硅基玻璃相，（稀土）玻璃陶瓷总体由辉石相等晶相+残余玻璃相+分布于残余玻璃相中的5-10nm的团簇相组成，Ca、Mg、Fe、RE等大量其它金属富集于5-10nm的团簇相。

武汉科技大学张一敏教授——钒尾渣地聚物制造。张一敏教授在报告中提到地聚物(Geopolymer)属于种新型激发型无机胶凝材料，以自然界中蕴藏量丰富而且廉价的无机矿物为基质制造而成，其CO₂排放量仅占传统水泥产生的1/5，具有低收缩性，低渗透性，低CO₂排放，高抗冻性，高耐火性，高抗酸腐蚀性等特点。张教授利用硅铝原料加激发剂形成低聚物缩聚大分子，(SiO₂Al₂O₃)_n和MOH硅酸盐聚合反应产物与低聚物缩聚大分子形成环链状构成的连续三维网络结构的新型无机非金属材料。张一敏教授对实际体系钒尾渣进行热力学性能研究发现煅烧后，地聚物试样在1000cm^-1附近对应的吸收带出现“宽化”，团队指出这是由于烧结而引起，但Si-O-T (T=Si、Al)对应的波数未出现明显移动，说明煅烧过程未对其网络结造成显著破坏。在热稳定性性能研究中，张教授团队发下地聚物试样在800℃附近出现硅铝酸盐凝胶相分解较小吸热谷。同时，团队还进行降低泛霜研究，其核心技术之一是尾渣低稳定态非晶化技术，尾渣经激发活化后Ca2p1/2和Ca2p3/2表面电子结合能降低，活化度增强；晶体矿物装面总量原子比减小，失稳解聚，发生非晶化。张一敏教授团队核心技术二是形成地聚物三维重构技术，提出活化尾渣诱导网络成链结构机制，形成控制C-S-H凝胶聚合反应。重构“-SiO₄-AIO₄-”三维空间网络，解决了地聚物高致密化关键问题。

中南大学闵小波教授——重金属冶炼废渣资源化与无害化。闵小波教授针对重金属冶炼废渣中含有大量重金属为突破点，团队利用水热硫化“氢氧化物固相转化-氧化物表面溶解硫歧化与金属硫化”的链式反应过程及锌复杂物相与黄铁矿“硫蒸诱导的氧硫界面交换”硫化反应过程，实现金属组分的高效硫化转化，得到硫化产物材料。同时，团队利用凝胶固化具有稳定性好等特点，将冶炼废渣、水处理污泥、石膏渣等进行协同凝胶与稳定，得到建筑墙体砖等材料。在铝冶炼赤泥与砷石膏渣协同胶凝作用的研究中（抗压强度），含砷废渣中氢氧化钙与硫酸钙可与赤泥中硅铝酸盐发生水化反应，提高抗压强度；石灰硫酸钙体系可激活赤泥中惰性氧化铝，促进水化反应。团队同时发明了矿渣凝胶材料协同固砷新方法，发现在成矿过程中，砷酸根与硫酸根的类志同象替代的矿渣凝胶材料协同固砷机制。闵小波在报告最后不忘总结到重金属废渣（固废）毒害组分无害化资源化紧迫，重金属废渣中有价金属的回收将会有更高的要求，有用组分的材料化利用是废渣的全量资源化利用重要保障！

西安建筑科技大学李林波教授——提钒尾矿综合利用及攀西地区含钒钛固废。李林波教授在报告中总结道石煤提钒尾矿的放射性水平不满足建筑主体材料标准要求，属于C类装饰装修材料，但可用于建筑物的外饰面及室外其他用途。团队通过实验得到如下结论：(1)石煤提钒尾矿主要化学组成为SiO₂、CaO、Al₂O3、Fe₂O₃等，属于SiO₂- Al₂O₃金属氧化物体系，经适当调配后，用其制备砖体材料是完全可行的；(2)石煤提钒尾矿制备免烧砖:石煤提钒尾矿为主要原料配以水泥作为辅料制备免烧砖是可行的,适宜的原料配比为颗粒尾矿:尾矿细粉:水泥65:27:8；适宜的工艺条件为成型水分8%、成型压力15MPa、在自然条件下养护28天:利用提钒尾矿制得的免烧砖主晶相为石英、钙矾石、微斜长石，构成免烧砖的
主要骨架，赋予样品强度。

北京矿冶科技集团有限公司申士富教授级高工——选冶固废资源化综合利用研究。申士富高工在报告中提到对于尾矿建库及其运行成本越来越高，尾矿综合利用是大势所趋，大体可利用作建筑材料、耐火材料等。矿冶集团利用尾矿制备建筑陶瓷、普通烧结砖内燃）、烧结高档砖、发泡陶瓷、高强陶粒及烧结透水砖、尾矿代替建筑砂制备混凝土、水泥等材料。攀枝花学院杨绍利教授——攀西地区含钒钛固废及综合利用思考。杨绍利教授在报告中提到针对高钛型高炉渣进行非提钛利用可以制备微晶铸石管、玻璃纤维材料，主要是用高炉渣、石英和氟化钙在坩埚窑和小型池窑中加热熔化，经澄清、保温后经离心浇注做成微晶铸石管，代替铸铁、橡胶作为某些设备的内衬。或者以高钛渣为主要原料，配加部分石英砂和萤石在窑炉中熔化（1500℃），然后再1220℃拉制成玻璃纤维。同时指出高钛型高炉渣可最先取得突破的应用方向是高温碳化—低温选择性氯化工艺及直流电硅热还原法生产硅钛铁合金。安徽工业大学冉松林教授——钢渣制备高强度耐磨填充材料研究及应用。冉松林教授团队在利用改性钢渣微粉在天然橡胶的应用研究中，利用钢渣微粉或性钢渣微粉代替40%炭黒与天然橡胶迸行夏合，同吋加入促进剂、硫磺、硬脂酸与氧化锌，在145℃经过30min硫化，获得钢渣基天然橡胶复合材料。

此外，中南大学刘恢教授，昆明理工大学童雄院长，西安建筑科技大学邹冲老师等，以及行业内企业专家都进行了精彩报告。

第一分会场：重金属冶金矿产固废资源化及污染防治专题分会场（主持人：成都理工大大学周堃副教授、昆明理工大学巨少华教授）

成都理工大学朱霞萍教授——巯基膨润土钝化修复镉污染土壤的应用研究。朱霞萍教授进行复合粘土矿物钝化材料的开发，包括粘土矿物系列材料，包括TEPA改性膨润土、γ-APS改性膨润土、γ-MPS改性膨润土、OTAC改性凹凸棒、γ-APS改性凹凸棒、γ-MPS改性凹凸棒、零价铁负载凹凸棒、SDS插层阴离子粘土、石墨烯负载阴离子粘土等。朱教授团队在γ-MPS改性膨润土钝化土壤镉实验中，添加γ-MPS后，混合提取剂对土壤中镉的提取率非常低，远远低于空白和加原土系列。四川大学罗建洪副教授——微通道萃取废液中金属杂质强化过程研究。团队进行微通道萃取、结晶分离与纯化技术开发。在微通道萃取废液中金属杂质强化过程研究中，利用微米级流动和分散尺度能够有效地强化宏观混合和传质过程，阐述液-液两相流型由界面张力，粘性力和惯性力共同决定，并同时受到两相流量、流体物理特性（界面张力、黏度等）、微通道壁面润湿性、装置尺寸及入口结构等因素的影响。利用物理数学模型分析液滴在微通道中的运动、变形与破裂情况，研究雷诺数、韦伯数、毛细管数等对 Fourier数(Fo)影响；对液滴在微通道内的变形、破碎运动进行模拟和分析，来探索工艺参数比如相比、pH值、温度等对扩散传质效率 Fourier数(Fo)影响。六盘水师范学院马爱元副教授——含锌冶金固废渣提锌新工艺研究。马爱元副教授以含锌二次资源为研究对象，根据其资源特点，提出氨性复合配位提取方案有效解决碱性脉石与有价金属难以分离、多矿相金属难以同步溶出的难题，采用多外场协同强化复合配位锌的提取。团队提出一种NH₃-CH₃COONH₄-H₂O体系配位浸出含锌二次资源提锌新方法，建立含锌冶金渣尘提锌动力学模型，探索出含锌冶金渣尘浸出锌的限制性步骤，揭示了配位提取过程的调控原理；针对NH₃-CH₃COONH₄-H₂O体系中ZnSiO₄、ZnFe₂O₄、ZnS难以浸出的难题，正积极探索解决方案，如引入特种冶金场（微波、超声波）进行强 化提取分离，或添加合适的矿物相转化剂进行浸出前预处理等。

昆明理工大学巨少华教授——锌冶炼含氯铜渣微波脱氯产业化研究。巨少华团队针对针对蒙自矿冶公司铅锌冶炼所产生的总量为2万吨的含氯氧化锌烟尘、锌浮渣的脱氯要求。开发了一整套CuC1法氯开路生产线、脱氯铜渣微波干燥生产线、微波焙烧脱氯生产线和高品质硫酸铜生产线。利用CuCl渣的氯主要以强吸波物相CuCl形式存在，而物料其它成分的吸波性相对较弱，充分利用微波选择性内部加热这一特性，结合通氧气，强化氯化物的氧化反应，使物料中的氨挥发进入气相同时得到氧化铜。经过微波焙烧后，物料颗粒表面出现明显的氧化铜品体结构。昆明理工大学祝星副教授——重有色冶炼高砷污酸低成本无害化处置。祝星副教授利用新型石灰石铁盐法污酸无害化处置技术，无毒石膏渣、无毒臭蒽石等材料并产生少量废渣。

此外，成都理工大学雷汀菲教授，昆明理工大学李世伟副教授，西南科技大学傅开彬副教授，鲁东大学刘军深教授，成都理工大学周堃副教授、攀枝花学院赵海泉博士、福州大学紫金矿业学院迟晓鹏讲师以及行业内专家都带来了精彩报告，由于篇幅问题，暂不一一介绍。

第二分会场：钢铁冶金矿产固废资源化专题分会场（攀枝花学院杨绍利教授、成都理工大学邱克辉教授）

攀枝花学院周兰花教授——高炉瓦斯泥铁和锌提取研究。在报告中，周兰花教授向我们展示了课题组基于高炉瓦斯泥竖炉提锌提铁要求，近几年开展了攀钢高炉瓦斯泥火法提铁提锌基础研究。分别是高炉瓦斯泥球团制备试验，提铁提锌热力学、反应机理分析试验，竖式马弗炉内球团加热还原试验。团队通过使用粘结剂制备球团，测试球团强度，分析球团强度影响因素，得到结果：高炉瓦斯泥颗粒形状不规则、凹凸不平、较多凸出、细颗粒较多并相互黏连成细片状，比表面积较大，有利于成球。对于攀钢高炉瓦斯泥采用PVA作粘结剂，成球性良好；8MPa的球团1300℃下加热47min，铁、锌发生良好还原，可从挥发尘中收集氧化锌粉、锌的回收率可达90.92%，能得到金属化球团，铁的回收率可达91.78%。

此外，攀枝花学院的赵鹏讲师进行了微细级钒钛铁精矿球团制备的报告；云南大学的谢建斌教授进行了铁矿渣混凝土物理力学性能研究报告；攀枝花学院的王录锋讲师进行了攀西低品位钒钛磁铁矿钛组合捕收剂研究报告；宝钢中央研究院李永谦工程师进行了热态高炉渣直接制备矿棉技术试验研究报告；中国科学院过程工程研究所的孟凡成助理研究员进行了硫酸法钛白酸解残渣水热碱法分解的资源化利用研究报告；中国地质科学院矿产综合利用研究所的邓冰工程师进行了攀西地区钒钛磁铁矿尾矿资源化利用新技术的报告；东北大学赵青副教授进行了不锈钢渣含铬稳定相的强化结晶行为的报告；同时，昆明理工大学的叶国华教授、上海建筑科学研究员钱耀丽工程师、河南理工大学王胜楠以及行业内专家都带来了精彩报告。

第三分会场：非金属矿产固废资源化专题分会场（主持人：西南科技大学孙红娟教授、四川大学李春教授、西南科技大学彭同江教授和陈梦君教授）

安徽工业大学龙红明老师——钢渣制备高强度耐磨橡胶材料填充新技术。龙老师在报告中提到由于游离氧化钙、镁的水化会引起体积膨胀导致钢渣的稳定性变差，严重限制了钢渣的大规模利用。团队利用机械粉磨与表面改性相结合的技术对钢渣结构进行处理，以获得较强界面结合与较高物理吸附的改性钢渣微粉作为高强度耐磨橡胶填充材料，以达到减缓因其替代部分炭黑，导致炭黑用量减少造成对橡胶分链的结晶补强作用下降的影响。报告中还提到得到天然橡胶中钢渣微粉的补强效果有限.可以考虑作为非补强填充材料，如碳酸钙的替代品；丁苯橡胶中改性钢渣微粉的补强效果良好，可以代替部分炭黑作为补强填充材料。团队的下一步工作计划对大家也具有启发性，团队下一步将加入阻燃剂研究钢渣橡胶复合材料的阻燃性能，以期获得一种电燃、耐磨的高性能复合材料，从而拓宽该复合材料的应用。

河南科技大学材料科学与工程学院王维副教授——赤泥和钢渣在陶瓷材料方面的应用。王维副教授团队利用赤泥、钢渣、微硅粉和高岭土作原料， (NH4)6Mo7O24 用做催化剂，混合后用刚玉球球磨16小时，在10%NaOH溶液中浸泡30分钟，时化后的原料与造孔剂石墨和碳酸氢钠混合，粉末用模压成型技术在20MPa压力下压实，以3℃/min升温速率，从1150℃到1250℃烧结2小时，烧成得到90 mm × 50 mm的多孔吸声陶瓷材料。同时，团队通过实验探究发现由于具有连锁的针状莫来石晶体结构，增强的多孔吸声材料具有较高气孔率。用(NH4)6Mo7O24做添加剂能够降低莫来石化反应温度。制造多孔吸声材料的最佳条件为：烧成温度1230℃，添加6% (NH4)6Mo7O24。利用钢渣中潜热能够降低多孔吸声材料烧成温度。赤泥和钢渣中Na2O和K2O能够作为助烧剂，烧结过程中形成玻璃相促进SiO2流动，降低烧结反应温度。

（参考文献：(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）

昆明理工大学童雄、谢贤老师——低品位共伴生复杂资源综合利用关键技术及产业化。报告中，童老师提到团队研发了高效新型浮选药剂。（1）闪锌矿新型活化剂：针对(铁)闪锌矿可浮性差、变化大特征发明了X系列新型活化剂——X-41、X-43和X-45；实现了铁闪锌矿快速精准活化、锌硫高效分离。（2）锡石新型活化剂：针对含泥高、硫化铁与锡石分离难、回收率低等特征，开发了锡石新型活化剂，实现了微细粒锡石的有效回收，推动复杂多金属矿高效浮选药剂升级换代。中南大学刘恢老师——二氧化硫处理含铁酸锌物料理论与工艺研究。刘老师在报告中提到了铁酸锌分解模型：气体(SO₂/ O₂)进行外扩散和内扩散，锌价态稳定，而铁先还原后氧化，硫氧化，氧被还原，铁/硫向内迁移，二锌/氧向外迁移。固废资源化利用与节能建材国家重点实验室、北京建筑材料科学研究总院陈旭峰高级工程师——尾矿废石在混凝土行业大宗化资化利用。陈旭峰工程师团队针对环京津地区的尾矿废石资源开展制备特种功能砂浆及高性能混凝土的关键技术进行研究。在报告中，陈工提到该技术可为京津冀区域大规模建设事业提供充足建筑砂石，达到尾矿废石大规模应用、又可实现了高性能混凝土绿色低碳的理念，一举多得。

钒钛资源综合利用国家重点实验室、攀钢集团研究院有限公司郝建璋老师——攀钢固废资源化利用技术研究进展。郝建璋老师在报告中提到现有的钒铁冶炼工艺以金属铝

作为还原剂，氧化钙作为熔剂（10%），采用电炉冶炼工艺，炉衬为镁质耐火材料，钒铁渣为三相材料；将电炉炉衬材料改为氧化铝质耐火材料，熔剂氧化钙添加量增加到20%，可以实现冶炼钒铁的同时副产（CA-70以上）铝酸钙水泥。同时，企业委托西南石油大学开发固井液。将提钛尾渣作为无机胶凝材料，优选出了合适的悬浮剂、激活剂、分散剂、降失水剂、加重剂种类及掺量;获得了一套提钛尾渣固井液，该固井液的稠化时间可在60～200min内可调，沉降稳定性良好（上下密度差低于0.05g/cm3），固化体的7d抗压强度≥2MPa;对提钛尾渣固井液体系的工程应用性能进行考察，包括流变性、沉降稳定性、失水性、稠化时间、抗污染性和固化性能等；固井液密度及稠化时间可调可控，流变性能和悬浮稳定性良好，与钻井液相容性好，综合固化能力强；能达到封固、填充井段的目的，又能解决环空残留钻井液不固化的问题，实现套管-水泥环-井壁一体化胶结，提高固井二界面胶结质量。

攀枝花学院材料系余翔博士——等离子体共振增强的纳米二氧化钛光催化自组装体系研究。余博士在PPT中展示了由带负电的聚电解质和带电荷的聚电解质制成的双层的LbL吸附在载玻片上，桥接絮凝聚集并通过聚电解质链成功获得包裹的13nm直径金纳米颗粒；在水溶液中进行实验时，在n层PEs层逐层吸附后，柠檬酸盐稳定的AuNPs（dc = 49.2±4.9nm，s = 1.1）的流体动力学直径dh。提出NP间距离(D(0), D(1), …D(n))变化示意，其定义为由两个NP之间的静电相互作用产生的二聚体数量增加表面上的带电聚合物层（其中n是PE层的数量）表面到表面距离（如图）。中国地质科学院矿产综合利用研究所邓伟工程师——川西锂辉石矿全泥强化深度利用新技术。在报告中，邓伟工程师团队开发多组分均匀掺杂制备磷酸铁锂技术，创造性地将镁、稀土复合于碳酸锂中，再与铁源配料，较方便地实现了磷酸铁锂正极材料的多组分均匀掺杂，制备出了电性能优良的磷酸铁锂正极材料。西南科技大学肖军辉副教授——赤泥离析焙烧强化铁、钪分离新技术。在报告中，肖军辉副教授团队对含钪赤泥经过离析焙烧后，发现铁从赤铁矿（Fe2O3）转变为以金属铁（Fe）、磁铁矿（Fe3O4）为主的新铁物相及少量的氧化亚铁（FeO）、硅酸铁（Fe2SiO4）；浸出渣主要成分为SiO2、CaO、Al2O3，与浸出前相比较，CaO、Al2O3降低比较明显，浸出渣中没有明显的Sc谱线峰值，这表明弱磁选尾矿经盐酸浸出后，钪绝大部分被溶解掉进入浸出液中，且钪的溶解较为彻底，也进一步验证了含钪赤泥采用离析焙 烧—弱磁选—盐酸浸出分离铁、钪比较合理，且铁、钪分离效果显著。

西南科技大学边亮教授——复合氧化物与蒙脱石协同处置矿物废水的计算模拟与实验研究。边亮教授在报告中提到矿物界面的轨道杂化原理矿物界面是物质和能量交换最为活跃区域，其提供地球地质转变、生命起源初期矿物-细菌光合养分、微生物调控矿物相变等物化过程所需的反应位置和活性电子。对于矿物界面spd(f)轨道杂化模型研究，团队的亮点研究工作是设计了7种钙钛矿-尖晶石复合界面荧光增强/猝灭模型，亮点是1）采用微生物技术一步合成纳米级核壳和插层两类复合界面结构；2）荧光强度可达到理论极值和近红外波段响应（795～832 nm）。对于氨基酸/多肽介导矿物界面sp2d轨道杂化机制研究，团队亮点研究工作二是查明了水溶液中氨基酸（甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸等）/多肽（谷胱甘肽、RGD等）-矿物（赤铁矿/磁铁矿、钙钛矿等）表/界面电子转移转方式由短程spd轨道杂化转变为其与特征官能团（氨基酸羧基、谷胱甘肽巯基等）间长程sp2d轨道杂化。对于重金属和有机官能团协同介导矿物界面sp2d2轨道杂化机制研究，团队亮点工作是1）发展了重金属/核素与有机官能团协同调控spdf或spd轨道杂化（U磷酸盐矿物-La.punctata细胞、Mn-苯-1,3,5-三羧酸酯）的调控方法，克服了原位生物修复技术中变价元素（U⁶⁺/U⁴⁺、Mn⁴⁺/Mn³⁺、Fe³⁺/Fe²⁺等）的控制问题；2）阐明了重金属离子和有机官能团（Pb-CH3NH3+）协同调控钙钛矿表面sp2d2轨道的杂化方式，发现Pb-d和O/N-p协同杂化Fe/Mn/Ti-spd轨道可同步调控钙钛矿表面的导带和价带。该方法奠定了元素变价调控spd2轨道杂化、有机官能团调控sp2d轨道杂化等研究基础。对于矿物表/界面与铀酰/重金属离子间spd2(df)杂化轨道的光电响应特性的研究，亮点研究工作一是查明了水溶液中矿物界面间电子-空穴对的电子转移转方式由短程spd轨道杂化转变为其与铀酰-重金属离子间长程spd2（spdf）轨道杂化。对于矿物表/界面与铀酰/重金属离子间spd2(df)杂化轨道的光电响应特性可应用内容是多重金属离子存在状态下，XFe₂O₄(311)/(111)-TiO₂界面上铀酰-铬的最大去除量为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），此过程为不可逆反应。并发现明显的U⁶⁺→U⁵⁺价态转变。对于矿物表/界面与铀酰/重金属离子间spd2(df)杂化轨道的光电响应特性可应用内容是多重金属离子存在状态下，MMT-XFe₂O₄(311)/(111)-TiO₂双界面协同效应促使铀酰的最大去除量为109.11 mg·g^-1和明显的U⁶⁺→U⁵⁺价态转变，此过程为化学 吸附反应。

报告提到的文献及专利：

• 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; 发明专利：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

山西大学资源与环境工程研究所廖洪强教授——固废资源化利用新技术。团队利用固废颗粒制备复合耐磨路面材料，通过破碎、球磨、筛分固废颗粒来制备高性能彩砂，与市售彩砂性能比较，具有如下特点：（1）钢渣胶凝彩砂耐磨性和抗压性能最优；（2）耐酸碱性能最优；（3）原料成本最低（约为烧结法和有机染色法的50%）；（4）加工能耗和环境影响最低。同时，团队利用固废超微粉用于免烧生态水泥，用于海绵城市建设（固废基透蓄水材料）。攀枝花学院侯亚辉讲师——高钛高炉渣综合利用现状分析。侯亚辉老师报告中提到，高钛渣中TiO2含量较高，是合适的光催化剂，在紫外光下，亚甲基蓝的降解率达到纯TiO2的降解率的27%，利用紫外-可见光光催化还原铬；以含钛高炉渣为主要原料制备了抗菌陶瓷材料，实验结果显示该陶瓷材料对大肠杆菌具有良好的抗菌性能，其抑菌圈宽度可以达到3mm，可用作抗菌材料。制取钛合金方面，重庆大学和攀钢研究院团队开发了冶金硅钛铁复合合金工艺。该工艺以硅铁作为高炉渣的还原剂，工业石灰作溶剂，获得含硅42％～44％、含钛19％-23％的硅钛铁合金，钛回收率为76.70％。可用于代替钛铁生产出的低钛合金钢。攀枝花学院张士举副教授——高钛型高炉渣熔化特性及黏度影响因素的研究。张教授团队经过研究，发现高钛型高炉渣其半球点温度影响的大小顺序为：R2＞TiO2＞MgO＞Al2O3；流动温度的影响顺序为：Al2O3＞R2＞MgO＞TiO2；对黏度的影响顺序为：R2＞Al2O3＞TiO2＞MgO；随碱度增加，半球点温度、流动温度及黏度将逐渐升高；碱度继续增大后，半球点温度、流动温度及黏度将逐渐减小；随着TiO2含量的增加，炉渣的半球点温度及流动温度均呈先升高后略有降低Al2O3对炉渣的半球点温度影响较小，对流动温度及黏度影响均较大；随着Al2O3含量增加；随着MgO含量的增加，高钛型高炉渣的半球点温度和流动温度都有一定的降低，其中流动温度变化明显；黏度呈先 升高后降低的趋势。

武汉工程大学肖文丁教授——提纯磷石膏及将其转化为β型建筑石膏并副产微生物硅钙土壤调理剂的工业化研究。肖文丁教授的报告很特别，分六个问题进行汇报。肖教授在报告中提及关于磷石膏的用途可做建筑材料，例如水泥缓凝剂及其系列石膏建材产品水泥混凝土筑路和高档石膏制品，例如石膏纤维，石膏模具粉料，但是肖教授也说道磷石膏要走这条路首先需要提纯，不提纯则祸害无穷，另外建材还有个运输半径的问题。肖教授对于磷石膏的处理思路是先提纯，然后1.做高品质高附加值的建材，2.做硫磺。肖文丁教授的团队实验证明，使用填充柱跳汰重力选矿技术和设备，完全可以取代目前的重介质旋流器分离，不需要再磁选脱介。对于提纯磷石膏及将其转化为β型建筑石膏并副产微生物硅钙土壤调理剂的工业化研究，肖教授利用团队开发的新型选矿设备将磷石膏中石膏（CaSO₄·2H₂O）与其他杂质进行有效分离，经过处理的磷石膏精矿中二水硫酸钙品位为95%、可溶磷含量降到0.04%、拘溶磷为0.63%，产率为80%左右，石膏白度大于87。所得石膏产品均超过脱硫石膏国家标准JC/T-2074-2011，也符合国家建筑材料行业标准JC/T-700-1998规定的各项指标。在此基础上，团队用改造建成的石膏煅烧设备，将所提纯的二水石膏煅烧成β型建筑石膏，另有产率约20%的硅渣可以制成微生物菌硅钙土壤调理剂，做到了磷石膏处置和资源化利用零排放。若羌县圣地石棉尾料再利用科技有限公司慕湧常务副总——石棉尾矿全量循环利用技术的研究与实践。在报告中，慕总说道从石棉尾料中间选铁，选取的铁品位难以达到钢铁企业铁精粉的品位要求；石棉尾料球磨选铁后的尾矿，具有整体磁性，从其中分离有价金属的难度很大。而蛇纹石是一种含有硅、镁、铁、镍、钴、铬等有价元素的矿产资源，具有可观的综合利用前景。生产一吨石棉，产生20余吨尾料，新疆依吞布拉克镇已经堆积了5亿吨以上的蛇纹石尾料；利用蛇纹石生产肥料，是前人做的工作，如果不继续，石棉产业的负面影响很大，数亿吨的尾料潜在价值无法得到利用。在介绍了一系列工作后，慕总提到嘉恒渣处理设备，一个神奇的设备，它能够使液态熔渣进入粒化器粒化，其作用是将熔融的炉渣粒化破碎，回收其中的金属，破碎的蛇 纹石渣进入球磨制肥，然后筛选耐磨相。

此外，西南科技大学谭宏斌教授，合肥工业大学的崔鹏教授，清华大学的胡瑾教授，四川大学的罗冬梅教授，中国科学院扬州产业化中心牛强院长，桂林理工大学刘荣进教授，西南科技大学代群威教授，攀枝花学院李亮副教授，昆明理工大学李雪副教授等以及行业内专家都带来了精彩报告。

第四分会场：三稀资源综合利用专题分会场（主持人：广东省矿产应用研究所李亚平副所长、中国地质科学院矿产综合利用研究所高级工程师邓杰）

攀枝花学院钟璨宇助理研究员——水热法制备锂离子电池阳极材料：钼氧化物及其改性研究。钟老师及其团队通过简便的一步水热+后退火的方法成功合成了MoO₃@CoMoO₄ 复合物锂离子电池阳极，该复合物阳极表现出显著增强的电化学储锂性能，包括增强的倍率容量和优异的循环能力，而其电化学性质的增强，可归因于MoO₃和CoMoO₄纳米结构协同效应导致的较低的电荷转移电阻（R_ct），较高的交换电流密度（i₀）和Li⁺扩散系数。广东省稀有金属研究院冶金工艺研发中心曹洪杨主任——冶金渣中低品位稀散金属资源化提取与高值化利用。曹主任在报告中指出改性纳米Al2O3在pH 2~3.5对小于20 mg/L的铼可定量吸附，吸附率达 90%以上，饱和吸附容量 1.94 mg/g，用0.5 mol/L NaOH洗脱，洗脱率达99%以上；纤维素类生物质废弃物如秸秆，经修饰可吸附铼，容量达84-160mg/g；改性沸石材料对于 Tl 浓度不超过 0. 25 μg/L 的水，吸附10 min 后进行混凝沉淀处理，可满足标准限值要求；pH为4的溶液中多孔型水合铁锰氧化物对Se(IV)的饱和吸附容量达41.02mg/g；在pH 0.5~2.0范围内，金红石型纳米TiO2对Te(IV)的吸附率达到98%，用0.5mol/L的NaOH溶液对Te的洗脱率可达到98%。昆明理工大学李世伟老师——低品位含金尾渣的微波氯化焙烧。在报告里，李老师团队工作中，氰化尾渣的常规氯化焙烧的已实现工业生产，该工艺显示出提取率高、成本相对低的优势，微波氯化焙烧氰化尾渣的优势更加显著，氯化焙烧在难处理矿物、稀（散）贵金属的高效提取等方面优势明显。例如在相同粒度下，微波氯化焙烧的效果显著优于常规氯化焙烧；金挥发率随矿物粒度减小缓慢降低（矿物粒度小，透气性降低）。中国地质科学院矿产矿产综合利用研究所沈明伟高级工程师——钪元素选冶研究进展。沈工的报告指出钪在铝合金的应用广泛，目前国内铝钪中间合金需求量100t/年，年需求增长速度20%。对铝合金具有迄今为止最有效晶粒细化作用和抑制再结晶作用，采用Al-Sc中间合金的形式加入Al合金中只需加入0.2~0.8%Sc，其性能便可改善。而对于铝钪合金应用，产品在重庆大学进行了7系材料制备应用试验，效果良好。重庆大学材料学院贾志宏教授课题组采用项目组生产Al-2%Sc中间合金，研究了7系铝合金添加Sc和Zr元素的新型铝合金材料的热处理制度，制备了屈服强度、抗拉强度均大于700Mpa的高强铝合金材料。

同时，昆明理工大学许磊博士对微波在冶金固废资源化处理中的应用进展进行介绍，重庆科技学院秦跃林副教授对基于生物质快速热解的高炉渣余热梯级利用研究进行介绍，中国矿业大学沙杰副教授、攀枝花学院吴恩辉副教授、东北大学张波副教授等也为大家带来了精彩的报告，由于篇幅限制，抱歉不能一一介绍。

综上，全国冶金矿产固废资源化第二届学术会议为专家学者和学生提供了一个高水平的研究成果交流平台，进一步加快我国金属矿产资源在固体废弃物处理与资源化领域成功经验的推广应用，了解相关重大关键性理论和技术难题，为我们献上又一份“五光十色，精彩荟萃”的固废材料化、资源化的学术盛宴。

本文由材料人专栏科技顾问莫元纶供稿，材料牛编辑整理.

投稿以及内容合作可加编辑微信：cailiaorenvip。

欢迎大家到材料人宣传科技成果并对文献进行深入解读，投稿邮箱tougao@cailiaoren.com。