课题组长：卢旭晨 研究员
学历/学位: 研究生学历/博士学位
邮箱: xclu@ipe.ac.cn
地址: 北京市海淀区中关村北二街1号
邮编: 100190
本组概况
资源高效利用课题组主要针对我国青海盐湖氯化钾生产副产的大量卤水和我国煤炭开采、加工过程废弃的巨量煤矸石这两种资源高效利用问题，开展研究工作。目前，我们拥有以卤水为原料电解法生产金属镁与镁合金技术、以卤水为原料流态化热解法生产高纯氧化镁联产工业浓盐酸技术、以普通煤矸石为原料生产净水剂、冶金级氧化铝和白炭黑技术等多项具有自主知识产权的卤水资源和煤矸石资源高效利用创新技术。课题组承担着多项国家自然科学基金、国家“863”项目、中科院知识创新工程项目、国家重点实验室自主项目和企业横向合作等项目。
研究方向
利用卤水制备镁与镁合金、高纯氧化镁与氢氧化镁等技术研发；
利用煤矸石制备填料/颜料、净水剂/氧化铝/白炭黑、分子筛等技术研发
科研进展
１、金属镁及高性能合金制备技术
利用卤水（或者菱镁矿）为原料，采取“絮凝除杂-流态化预脱水-复盐固溶深度脱水-共电沉积”工艺直接制备得到金属镁及各种应用镁合金，包括AZ系列镁合金 (包括AZ31、AZ91)、AM系列镁合金 (包括AM20、AM50、AM60、AM100)、WE系列镁合金 (包括WE54、WE43) 及各种稀土镁合金(包括Mg-La-X合金、Mg-Ce-X合金、Mg-Nd-X合金、Mg-Y-X合金、Mg-Gd-X合金、Mg-Zr-X合金)。在此基础上，建立了的“介尺度合金化”平台，可实现镁合金第二相尺寸和晶粒尺寸的调控，增强合金的综合力学性能和耐腐蚀性能。金属镁与镁合金电解过程电流效率大于80%，能耗可控制在12000kW/h以下，将镁合金制备工艺由现在的3-5个环节缩减为1个环节，大大降低了生产成本；产品具有成分均匀、性能稳定的优点，解决了目前市场上镁合金产品存在的成分偏析、批次稳定性差的问题。新技术已完成工业中试研究，目前正推进产业示范工程。已申请15项专利，包含3项国际专利PCT。
2、高纯氧化镁与片状氢氧化镁阻燃剂制备技术
以盐湖钾光卤石生产氯化钾副产的卤水液（或者菱镁矿）为原料，开发了低水合氯化镁流态化热解生产高纯氧化镁联产工业浓盐酸技术。卤水原料在除杂精制、造粒基础上，经高温流态化热解，得到纯度为99.2-99.5%的高纯氧化镁产品，联产31%的工业浓盐酸。同时开展了以卤水（或菱镁矿）为原料，经催化水热处理，调控氢氧化镁的形貌和粒度，制备阻燃级氢氧化镁技术研究，实现卤水和菱镁矿的高值化利用和氢氧化镁阻燃剂的低成本、短流程、绿色制备。已申请9项专利。
3、煤矸石煅烧生产高档填料/颜料技术
以含铁量低的高品质天然或煤系高岭土为原料，采取高温流态化焙烧技术，生产高档填料、纳米片状硅酸铝、纳米高岭土、白炭黑、氧化铝、去油污剂和含硅铝分子筛材料等。现已成功完成“煤系高岭土制备高档颜/填料”产业化示范工程。已申请23项专利。
4、煤矸石制备净水剂、氧化铝和白炭黑技术
以煤炭开采和加工过程废弃的普通煤矸石为基础原料，采取无焙烧活化处理和强化盐酸酸浸技术，煤矸石中的铝元素浸取率大于96%。酸浸溶液经聚合、干燥生产净水剂，同时酸浸液经除杂精制、蒸发结晶、流态化热解生产氧化铝；酸浸硅渣经强化碱溶、滴酸沉硅工艺生产纯度大于99wt%的白炭黑产品。新技术具有生产成本低、资源利用率高、产品质量具有市场竞争力等显著优点。目前已申请4项发明专利，正全力推进五千吨煤矸石生产净水剂和白炭黑技术工业中试。
5、多种分子筛和干燥剂制备技术
采用无模板和微模板方法，可调控制备亚微米、纳米级的ZSM-5晶体，产品结晶度高，形貌规则，比表面积大，酸性可调，成分可控，可实现HZSM-5的快速可控制备。该技术不产生含酸、含氨和有机模板剂废水，流程短，绿色无污染，产品通过改性可制备甲醇制烯烃、甲醇制丙烯、甲醇制对二甲苯、甲醇制汽油、乙烯丁烯制丙烯、环己烯制环己酮、芳烃烷基化等催化剂，以及脱硝催化剂和油品脱硫脱氮催化剂。已申请6项专利。
采用化工原料和活化高岭土制备高吸水率4A原粉，并开发了含粘结剂分子筛干燥剂和无粘结分子筛干燥剂制备技术。所开发干燥剂对天然气脱水、制冷剂深度脱水、中空玻璃去湿、各种烃类深度制冷分离干燥、乙醇精制等具有良好的使用效果。已申请5项专利。
以化工原料和矿物（高岭土、膨润土、硅酸铝等）原料，开发出制备出SAPO-n分子筛的通用技术，一步调控合成产物的物相结构、形貌结构、元素组成、表面性质和孔性质、以及分子筛产物的酸性性质。所合成SAPO分子筛可用作甲醇制烯烃、甲醇制丙烯、烷烃异构化等催化剂，催化使用效果优异。已申请6项专利。
