全球 88%的钒从钒渣中提取，其余则从其它矿物中提取（如石煤，废催化剂）。粗钒渣中 V 2 O 3 和 Cr 2 O 3 含量一般分别为 12-18wt%和 5-8wt%左右。目前攀钢和承钢从钒渣提取钒的方法是将钒渣粉料与 Na 2 CO 3 、 NaCl、Na 2 SO 4 钠盐混合后置于多膛炉或回转窑中在 800℃左右空气气氛中氧化焙烧，然后水浸处理。钒渣中不溶于水的三价钒和三价铬经上述钠盐氧化焙烧分别转化为水溶性的五价和四价钒和六价铬，再经水浸处理就能被提取至浸取液中。目前工业上钒的两次焙烧提取率为 80%，铬的提取率为 5%。大量未被提取的铬和钒留在水浸渣中。水浸渣中未提取的铬和钒有可能在堆放过程中在自然界微生物催化氧化和土壤元素锰等催化氧化作用下被氧化成水溶性的五价钒和六价铬，随雨水浸出，流入周围环境中。因而传统水浸钒渣是一种极危险的有毒固体，不能在自然环境中长期存放。现在国家已明确指出，对于攀枝花另一大型含钒红格矿区（一种铬含量较高的钒钛磁铁矿区），开采企业如不能拿出解决水浸渣中高铬和高钒难题，就严禁开采。传统钒渣提钒过程由于加入了 NaCl 和 Na 2 SO 4 ,这些钠盐焙烧过程产生大量有毒气体，如氯气、氯化氢、二氧化硫、三氧化硫等，严重污染周围环境。

成果与项目的背景及主要用途：钢铁材料的腐蚀现象普遍存在于国民经济的 116天津大学科技成果选编 各部门中，给社会发展带来巨大的经济损失和金属材料资源的消耗。据统计，每 年钢材腐蚀损失占钢材总产量的 10%，经济损失占国民经济总产值的 2%4%。 我国 2003 年对腐蚀最新调查表明，每年为腐蚀支付的直接与间接费用的总和估 计可达 5000 亿人民币，约占国民经济总产值的 5%，2001 年因腐蚀损耗钢材约 1500 万吨。腐蚀也是导致设备失效、造成重大灾难性事故和严重的环境污染的 重要原因之一，这在石油化工及电力能源领域尤为突出。因此，研究和开发先进 的防腐蚀技术对于经济的可持续发展具有重要意义。 目前主要的镀锌工艺有：电镀锌(电镀、离子镀或离子注入等)、冷镀锌(机械 镀、涂刷镀等)、热镀锌(包括热浸镀、热喷涂镀)。纳米复合粉末渗锌工艺是利用 热处理中金属原子相互渗透扩散的原理，在钢铁构件表面形成一种锌/铁合金保 护层，以防止环境腐蚀的一种新型防腐方法。与其它镀锌工艺如热喷涂锌、电镀、 热浸镀锌比较，粉末渗锌工艺具有独特的优势，如工艺过程简单、不污染环境、 耗锌量低及节省能源等。渗锌涂层均匀光滑，属于冶金结合因而其结合强度高， 具有优异的耐腐蚀性和抗磨损特性等。 纳米复合粉末渗锌技术从工艺到设备研制完全采用国产的原料和设备，不需 要进口专用的原料和部件，具有自主的知识产权。该项目属于投资少、生产成本 低和见效快的高新科技成果。经过近二年多的工业化生产探索实践，证明该技术 的先进、合理和实用性，工艺过程稳定、技术成熟可靠。 技术原理与工艺流程简介：纳米复合粉末渗锌技术属于化学热处理范畴，原 理为：将表面清洁的金属构件埋入装有冲击粒子(SiO2)、金属粉末(Zn、Al/Zn)合金 粉末、活化剂(NH4Cl)、促进剂稀土硅铁粉末等组成粉末渗剂的密封容器中，放置 在炉中加热并进行机械旋转滚动；在活化剂与促进剂、以及机械滚动能和热能的 共同作用，将金属原子扩散渗入钢铁构件表面，形成均匀和致密的、具有一定厚 度的金属化合物冶金扩散涂层。为了提高生产效率和降低生产成本，采用机械滚 动辅助加热方式，以运动粒子和活性高的粉末不断冲击构件表面，加速热传导和 扩散速度并提高渗金属效率。 与目前常用防腐工艺比较，其突出特点是：(1)涂层均匀性和致密性好、与 基体为冶金结合附着强度很高；(2)可实现锌、铝及锌铝复合等热扩散涂层，耐 腐蚀能明显高于电镀、热镀与喷涂涂层；(3)将传统化学热处理的热扩散温度由 900-1100oC 高温状态降低到低温 400-600oC 范围、并缩短加热保温时间，生产过 程耗能明显降低；(4)由于加热温度低对钢铁构件力学性能没有影响；(5)设备投 资少、维护简单及使用寿命长，节约能源及原材料，是一种低成本、高效率的绿 色生产技术。 生产工艺流程包括：除油→除锈→水洗→防锈→烘干(凉干)→装加热渗罐→热 117天津大学科技成果选编 扩散过程→构件保温冷却至出炉→分离→钝化→冲洗→干燥包装成品。 技术水平及专利与获奖情况：该项目已于 2004 年 6 月通过天津市科委组织 的鉴定，被认为达到国内领先水平。“纳米复合粉末渗锌防腐技术”是天津市科 委鉴定成果、登记号：津 20040241。 应用前景分析及效益预测：该技术在国内市场具有很强的竞争能力和应用前 景，其主要原因为：1)热扩散涂层综合性能高。与热镀、热喷涂等比较，涂层具 有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和耐磨损冲击性；与物理及气相沉积、离子化学 热处理等比较，工艺简单、设备投资少、成本低效率高，因而具有很好市场竞争 力。2)纳米复合粉末热扩散涂层工艺是自主开发新型技术，目前处于国内领先水 平。该生产工艺先进，能耗低，成本低廉，具有良好的技术和价格优势。3)目前 我国大力促进清洁生产，为绿色表面热扩散涂层生产技术创造很好的市场发展前 景。粉末渗锌涂层与电镀锌和热浸镀锌比较，具有节约原材料、生产过程没有“三 废”排放及涂层耐腐蚀性高的特点，在目前国家积极促进改造传统电镀和热浸镀 加工行业的形势下，粉末热扩散渗锌涂层工艺将是替代上述传统工艺的最有效防 腐技术。 我国 20 世纪 90 年代就进行了粉末渗锌技术的产业化生产研究，但目前在国 内市场真正实现批量化渗锌涂层产品加工的单位很少。利用该技术加工的产品价 格为 1700-2000 元/吨，消耗原料主要为锌粉 1.4-1.5 万元/吨，投资 80 万元可以 建成一条年生产能力为 5000 吨的生产线，可处理工件长度为 4.5m，这样年产值 可达 850-1000 万元，利税可达 255-300 万元。 应用领域：纳米复合粉末渗锌技术在钢铁材料的防腐蚀方面具有广泛的工程 应用前景，其主要应用范围包括：（1）电力输变电设备：电力、电信铁塔构件； （2）邮电通讯工程：线路金具、输线管件及部件防腐处理；（3）船舶制造：各 种紧固标准件、管件和锚链等；（4）建筑领域：马钢脚手架、五金及钢钉等；（5） 航空航天：火箭发射架和飞机制造紧固件等；（6）海洋工程：搭建海上油田各种 构件；（7）石油化工：塔板、浮阀及填料等化工设备塔内各种构件；（8）工程机 械：各种五金标准件、钢结构配件、水暖件等；（9）汽车制造：各种螺钉、螺母、 垫圈及配件等；（10）铁路和高速公路：紧固件和高速公路上的护栏等。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。 9 海洋生物材料——骨水泥

环糊精具有“内疏水外亲水”的独特结构，是制备粉末油脂的常用壁材。然而采用单一种类环糊精包合油脂类物质存在成本较高、载量较低等问题，制约环糊精-油脂包合技术的发展。本技术创造性地将环糊精酶法制备与粉末油脂生产相结合，能在促进环糊精生成的同时对油脂进行包合，形成以油脂为芯材、环糊精产物为壁材的包合产物，包合载量大幅增加(达 40%以上)且制备成本显著降低。利用环糊精与油类产品的动态包合，突破食味提升、包合率提升、油脂缓释、调控靶向释放等关键技术，开发出动物油微胶囊、植物油微胶囊、精油微胶囊等多种食用或饲用粉末油脂产品。此外，该技术通过简化包合工艺，构建绿色、高效的粉末油脂生产体系，实现了产品效益最大化

                    粉末二氧化硅 LK925 补强性好、耐摩擦   橡胶用传统二氧化硅，主要应用于日常生活中橡塑补强剂、鞋业制品、家用电动车轮胎、电线外皮层等领域 LK955-1 分散性高、绝缘性好 LK955-2 绝缘性优异、补强性好 LK975 摩擦性好、补强性优异 LK955-1A 分散性优异、摩擦系数低 造纸、皮革等领域 LK965A 消光性优异、分散性优异、摩擦系数低 高端涂料等领域 LK965B 消光性好、易分散 木器、塑料、皮革等领域 LK955GXJ 透明度高、强度大 硅橡胶专用二氧化硅，可增强其韧性与强度 LK958GXJ 分散性优异、强度大 LKSILM10 流动性好、耐酸、耐碱   抗结块剂专用二氧化硅，主要防止粉末涂料结块、涂层及塑料薄膜粘连，也可在农药可湿性粉剂里的运用，可防止结块及扩散增溶 LKSILM90 摩擦系数低、流动性好 LSILP245 流动性优异、容易扩散、具有一定吸附性 LKSILP300 流动性优异、摩擦系数低、吸附性能优异 LK25 可根据客户需求定制 其它特殊用途二氧化硅

绝缘体-金属相变材料领域。 利用简单易行的方法制备大尺寸高质量二氧化钒单晶体，实现了二氧化钒单晶体电阻的快速温度响应。 

北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种多孔结构的碳化钛-钛金属陶瓷梯度材料，其应用前景极其广阔。 这种金属陶瓷是燃烧合成的多孔碳化钛-钛梯度材料，其多孔结构的孔隙率可达50％多。孔隙率和孔隙大小，分布还可以根据需要在一定范围内设计。由于在高温烧结过程其表面可形成氧化钛膜，使其耐高温的性能好，因此可作为耐高温材料。 碳化钛是一种导电材料，在通电发热时，即使温度升高到1000摄氏度以上，材料特性也不会发生任何变化。因此，此多层多孔碳化钛材料可以作为高温发热源，分解在焚化炉都难以分解的二氧吲哚。 由于这种多层多孔的碳化钛-钛材料空隙率可达50％多，其比重可比最轻的金属镁还要轻。因为这种多层多孔的碳化钛-钛是梯度材料，强度和刚度可以在一定范围内设计。而且碳化钛-钛材料与人体的相容性好，因此很适合用做人造骨骼。人的骨骼是多孔结构的，血管和神经通过骨骼的孔隙提供养分和控制骨骼的活动，因此，这种多孔的碳化钛-钛梯度材料是人造骨骼的极好材料。 由于这种碳化钛新材料的表面有一层氧化钛膜，它具有光催化的机能，同时多孔的碳化钛用来制作过滤器具有很强的吸附能力，可以有效地吸附浮游生物，它可以用来制造更好的水净化装置。 泡沫碳化钛做催化剂，用电催化方法可净化焦碳化学工业的含酚废水。酚对水域的污染仅次于石油产品和重金属，居第三位。 本项目产品的基本工艺为燃烧合成工艺。不用高温烧结炉。可制作复杂形状和较大尺寸的制品。

由于石油中的镍、钒化合物多为油溶性的，因此用一般的电脱盐方法难以脱除。但如果先将其转化为水溶剂的或亲水的化合物，则可以用水洗涤分离而脱除。因此我们采用先在馏分油中加入某些化学药剂，在一定条件下进行反应，使镍钒卟啉和非卟啉油溶性化合物转化为亲水的化合物，再加水混合、加电场分离的办法，将镍钒脱除。 技术特性和技术指标   研制出了适用于各种原油馏分油脱金属的脱金属剂，该药剂无腐蚀性，对催化剂无不良影响。 整套技术所需设备简单，只需在常压塔后加一反应罐及一套电脱盐设备即可实现，操作方便。 对不同的原料油具有广泛的适用性，只需根据原料油性质不同适当调整工艺条件即可实现。 技术指标：镍钒总脱除率70%以上，钙镁铁总脱除率80%以上。 先进性 高效性：选定合适的工艺条件，不但可以脱除原料油中70%以上的 镍钒重金属，而且同时可以脱除其中大部分的钙镁铁。 适用范围广：对于不同种类的原料油均能达到脱除指标。不但可以用于炼油厂常压渣油脱金属，也可以用于电厂燃料油脱金属，防止发电设备的金属腐蚀。工艺简便易行：整套技术工艺流程简单，只需在常压塔后加一反应罐及一套电脱盐设备即可实现，操作方便。 无污染：所用药剂无腐蚀性，对催化剂无不良影响，无污染性有害物质排出。 该项技术是目前原油深加工技术发展的重要领域之一，达到国际先进水平。

成果描述：橄榄石型磷酸铁锂因为其具有环境友好、成本低、来源广以及稳定性和安全性好等优点；但其过低的离子导电率和电子导电率也限制了LiFePO4在动力锂离子电池方面的应用。 单斜结构的磷酸钒锂晶体内部原子排列构成三维网状结构，为锂离子的迁移提供了有利的通道，因而Li3V2(PO4)3具有更好的锂离子导电性。单斜结构的Li3V2(PO4)3具有较好的稳定性和大电流充放电特性，同时其在充放电时有不止一个锂离子参与脱嵌，具有比LiFePO4更高的电压平台。 本研究通过加入高含量钒合成同时包含LiFePO4和Li3V2(PO4)3相的复合正极材料，利用Li3V2(PO4)3快离子导体的特性改善材料的导电性，使材料具更好的电化学性能。市场前景分析：低成本磷酸钒铁锂电池主要应用于（1）动力电源系统市场，主要针对电动自行车、电动汽车、电动观光车、旅游游艇等.（2）储能系统，比如高档住宅小区的太阳能路灯、景观照明灯、移动通讯基站蓄电池、风能发电等储能系统。与同类成果相比的优势分析：克容量(1C)：160mAh/g； 10C/1C＞80%； 常温循环2000次保持85%以上； 振实密度：1.3g/cm3以上 国际先进。

成果描述：采用化学法利用工业级三氧化二钒和五氧化二钒制备全钒氧化还原液流电池电解液，不引入其它金属离子杂质。本制备方法具有工艺流程短、设备简单、耗时短、原料利用率高、成本低、避免二次污染等优点。 用本方法制备的电解液中 V3+、V4+离子浓度比为 1:1，电解液可同时作为电池的正负极电解液，避免了采用硫酸氧钒溶液做电解液时正、负极电解液电荷不匹配问题，简化了电池初始化工序，降低了生产成本，提高了生产效率。市场前景分析：钒电池主要应用于太阳能和风能发电站的稳定供电、电网调峰、集中用电的重要企业和部门以及通讯设备的备用电源，医院、军事上的应急电源等领域。与同类成果相比的优势分析：反应温度75～95℃，反应时间10～20min，制备的电解液中V3+、V4+离子浓度比为1:1。 国际先进

概述：活性粉末混凝土是由超细活性粉末（复合掺合料）、水泥、优质石英砂、高强钢纤维、外加剂等组成。通过最优化级配设计，经高温热合（蒸汽养护）等特定工艺制备而成的高技术复合材料。与普通和高性能混凝土相比具有超高强度、高韧性、高耐久性、高体积稳定性和环保性等特点。在工程中应用可显著减轻结构自重（可减轻自重1/3），可显著提高结构的整体性能。有以下创新点： ①材料创新：采用国产原材料与工业废渣制备出200MPa级活性粉末混凝土，性能达到国际同类材料的指标，造价仅为其50%左右。 ②工艺创新：解决低水胶比高粘度物料的均匀搅拌问题；解决大型构件与小型薄壁构件的浇注、成型与养护问题，形成了成套工艺技术。 ③形成了较为完善的活性粉末混凝土基础理论，提出了结构设计方法。 ④国内第一家在大型桥梁结构与薄型耐久构件得到应用，采用本成果新材料与设计方法设计的超低高度梁，有效降低了截面高度与自重，并提高了耐久性。 同类技术或成果比较：本项目组研发的200MPa级活性粉末混凝土，国内第一家在实际工程中得到应用；国际上美国、加拿大、韩国等国家也相继在实际工程中应用，目前处于试研制阶段；本项目组的相关研究成果达到国内领先、国际先进水平。 该项目现处于产业化阶段。 应用范围： 本项目可应用于道桥主体及附属结构、建筑结构、市政结构、核工业等，具有广阔的应用前景。