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稀散多金属采选冶废弃物减量化、资源化与污染控制及环境 管理研究
一、研发背景
我国是有色及稀散金属资源大国，产量更是在全球具有绝对控制地位。稀散有色金属矿的开发利用给我国带来巨大的经济效益，与此同时也带来了严重的环境重金属污染。稀散有色金属矿经开采、选、冶加工后，会遗留下大量的尾矿、冶炼渣和各种尘泥。从环保和安全上来说，稀散多金属采选冶废弃物是重大的污染源和危险源，控制固体废弃物污染特别是矿业固体废弃物成为中国环境保护领域的重要问题之一。
二、技术内容
（1）新型深部充填减量化技术。开发一种价格低廉、材料来源广泛且固化重金属效果优良的地下采矿胶结充填料，能够降低充填采矿成本，并可以安全处置危险废物；（2）尾矿库微生物原位成矿修复技术。利用微生物（硫酸盐还原菌、寡营养铁还原菌）控制环境中 Fe3+ 浓度、降低环境电位、降低环境中游离镉、锑等重金属离子，实现现役尾矿库的微生物生态修复。（3）五层覆盖强还原原位成矿修复技术。基于矿物学--生物地球化学协同作用，开发已闭库或无主尾矿库的重度污染区的五层（无污染客土层、膨润土密封层、有机质深度还原密封层、含高风险稀散多金属及砷和重金属尾矿生物法控制污染主反应层、原始尾矿层）覆盖强还原稳定成矿修复技术。
三、作用原理
针对我国含稀散多金属硫化矿采选冶废物易引起氧化淋溶、存在溃坝风险和对周边及重大流域构成的严重环境威胁等问题，首先研究采选冶废物处置环境风险评估方法，建立稀散多金属采选冶废物处理处置污染控制技术评估方法；利用冶炼废渣及尾矿库内堆存尾矿，研发新型膏体充填减量化、资源化技术；针对现役尾矿库，利用硫酸盐还原菌及寡营养铁还原菌研发尾矿微生物原位成矿修复技术；针对已闭库及无主尾矿库，基于矿物学--生物地球化学协同作用，研发重度污染区的五层覆盖强还原稳定原位成矿修复技术；组合应用上述技术，在典型稀散多金属采选冶集中区开展技术示范；最终形成“基于风险控制的稀散多金属采选冶废物减量化、资源化处理处置与污染控制方案和环境管理导则”，为我国稀散金属多金属污染防控和环境管理提供技术支撑。
北京科技大学
2021-04-13
基于高效聚光与金属网基波纹管相变蓄热的太阳能锅炉节能成套技术研发
成功开发出了在正常太阳能辐射强度条件下能满足全天供热的锅炉-太阳能耦合工作的技术，保证了系统连续稳定运行；开发出了高效太阳能集热阵列（增加基于涂料分解反射聚光效应的高效集热器技术）；研发出一套具有一定生产能力和深入实验、改造能力的金属网基波纹管结构的相变蓄热样机；提高系统单位安装面积的集热量，保证全天候预热软水出水温度80-95℃并可产生不同温度蒸汽；开发出相应的锅炉结构、管线改造技术，精简锅炉结构；设备使用寿命20年。
首次将太阳能光热技术全天候昼夜应用于高能耗、高污染行业，例如：石化行业、皮革行业、印染行业；开发基于涂料分解反射的聚光技术及相关高效集热器技术高效太阳能集热装置，强化提高单位面积的产热量，适应工业化安装需求；将太阳能装置与锅炉耦合，不需要对厂区原来的设备进行大面积改装；使用自然对流+强制循环系统，满足部分行业（如石化行业）的生产要求；国内外首次开发就金属网基波纹管相变储热、换热装置，提高系统效率，改善太阳能的不稳定性，保证装置连续运作，符合大型工业的需求；可连续自动运行，节省人力，提高效率具有较好的经济性，前期投入可在5-8年内回收
南京工业大学
2021-01-12
一种纳米纤维修饰电极的制备方法及应用
本发明涉及一种纳米纤维修饰电极的制备方法包括以下步骤：利用4?羟乙基哌嗪乙磺酸、聚乙烯吡咯烷酮、氯金酸溶液制备纳米金微粒；将聚醚砜树脂、二甲基甲酰胺、邻苯二甲酸二甲酯、纳米金微粒混合均匀，制得均匀的纺丝液；将S2中制备的纺丝液经过高压电场拉伸，在掺硼金刚石电极表面形成纳米纤维膜；将S3中制备的电极采用甲醇洗脱，获得具有分子印迹识别功能的纳米纤维修饰电极。本发明结合静电纺丝技术，得到稳定性好、生物相容性良好、具有识别特异性、有效比表面积大的复合纳米纤维电极修饰材料。
东南大学
2021-04-11
煤基可降解地膜的制备及精确时控降解技术
西安科技大学自 20 世纪 90 年代以来，西安科技大学等在以煤为原料，制备高性能功能性复合功能材料方面开展了大量研究工作，系统研究了煤的聚集态结构和玻璃态转变特性，用掺杂试剂、溶胀剂等小分子物质探明了煤中大分子之间的非化学键相互作用，揭示了煤大分子交联网络结构特性。在此基础上，开发成功了煤基聚合物互穿网络（ IPN ）合金材料制备技术及工艺（ ZL94104380.0 ）以及以改性煤为光催化剂的多功能全降解薄膜制备技术（ ZL00113989.4 ）。该成果获中国煤炭工业协会二等奖 1 项，陕西省科学技术三等奖 1 项，陕西省教育厅二等奖 2 项，发明专利 2 项，实用新型专利 3 项，发表论文 62 篇；这些研发工作在西部开发、西部经济发展和环境保护等方面具有良好的发展前景，对开拓煤化工和新材料学科新的研究领域也有重要的促进作用，具有重要的理论价值和实际意义，其成套技术在陕西和新疆等地棉田推广，经济与社会效益显著。
西安科技大学
2021-04-11
一种新型高倍甜味剂—双甜的生产制备
阿斯巴甜作为低热量、高甜度、非营养性甜味剂，却具有热不稳定性和在水溶液中的稳定 性受溶液的pH影响大等缺点，使其在应用上受到一定的限制。通过把阿斯巴甜和其他化合物 反应转化成盐，以改善其物理性质和稳定性，从而得到一种新型甜味剂——双甜 (Twinsweet) 。双甜在美国被批准为安全物质 (GRAS) ，欧洲部分国家已允许使用。我国卫生部目前还未批 准。双甜是一种新型高倍甜味剂。双甜是安赛蜜的阿斯巴甜盐，它在溶液中能完全离解成阿 斯甜和安赛蜜，不吸湿，易溶。在70℃—80℃下或较高的温度下具有比阿斯巴甜更好的热稳定 性；由于是盐，使其具有更加优越的溶解速率。由于双甜是由阿斯巴甜和AK糖两种非营养型 甜味剂反应而合成的盐，所以具有两者共同的优点，无热量，无龋齿性，单位甜度几乎增加一 倍，如果工艺成熟，将会有很好的经济效益。 双甜，即为天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯的双氧嗯噻嗪盐，在欧洲专利中，通过将其转化成 盐，可以改善包括阿斯巴甜在内的肽类物质的物理性质和稳定性。一般研究报道的方法产率较 低，但是其中有残留盐，有研究者用中间体参与反应，避免了残留盐的产生，可是产率却降 低，另外所需的中间体也不易得到，如果能将此工艺的产率提高，应该可以大量生产。由于盐 的甜味组分之间产生的协同作用，使得双甜比各个甜味剂组分本身具有更高的甜度，而且至少 比通过简单混合各个组分制得的相同量的产品高10％—15％，双甜的甜度约为蔗糖的340倍左 右；该项目对合成工艺进行了专门研究，双甜产率已可达到90%以上，甜度和稳定性都比阿斯 巴甜有了显著提高，附加值有了明显提高，具有较高的市场开发和应用价值。
华东理工大学
2021-04-11
粉煤灰等工业固废制备生态透水砖新技术
北京大学工学院科研团队通过多年的研究，开发了具有自主知识产权的粉煤灰等工业固废制备生态透水砖新技术。此技术旨在以粉煤灰等固废作为粘结剂粉料，以煤矸石、陶瓷渣等作为骨料进行级配，级配后的原料进行陈腐、压摸成型，丕体烧结，制备出结构、性能优良的新型生态透水砖。目前，该项目正在进行中试示范。
北京大学
2021-02-01
甘氨酸螯合铁的制备关键技术及产品开发
成果描述：甘氨酸螯合铁是一种新型的铁强化剂，具有稳定性适中，吸收率高，生物效价高，双重营养，安全性高等特点。但是目前我国对氨基酸螯合铁的研究不深入，合成、检测技术不成熟。国内用于营养素补充剂的螯合铁一般是从国外进口，成本高，并且无法获得国外生产厂家的合成及检测技术，给生产、加工、贮藏过程中产品的质量控制带来了许多困难。我们研究了甘氨酸螯合铁的合成工艺。通过单因素和正交实验，以产物的重量，产物中铁和亚铁含量，铁和亚铁的得率为指标，确定了下面合成条件适宜值：配位比（甘氨酸:：铁），反应物浓度、反应溶液，pH值，反应温度，反应时间，乙醇用量倍，抗氧化剂（铁粉）用量。我们对用最优工艺制备出的产物进行了分析，并与SKP, CMC, Albion, 地奥四家公司的甘氨酸螯合铁商品进行了对比，结果显示，自制的甘氨酸螯合铁的总铁含量和亚铁含量基本达到商品氨基酸螯合铁的水平，达到了功能性食品添加剂原料的标准。市场前景分析：保健食品市场。与同类成果相比的优势分析：符合中国卫生部关于保健食品的原料要求，产品的卫生指标、理化指标、功效成分指标和安全性指标等均符合卫生部关于保健食品的相关要求。
四川大学
2021-04-10
纳米晶氮碳化钛陶瓷超细粉的高温碳氮化制备法
一种纳米晶氮碳化钛陶瓷超细粉的高温碳氮化反应制备法,以纳米氧化钛和纳米碳黑为原料,工艺步骤依次为配料、混料、干燥、装料、高温碳氮化、球磨、过筛。此法工艺简单,成本较低,较一般碳热还原法节约能源,容易实现规模化工业生产。通过控制反应温度、保温时间、氮气压力(或流量)、碳钛配比等工艺因素可以合成各种氮含量的氮碳化钛纳米晶超细粉。用此法制备的氮碳化钛粉末为球形,分散性较好,平均粒度为100～200NM,平均晶粒度为20～50NM,纯度达99%以上。
四川大学
2021-04-11
一种有机/无机复合纳米线过滤膜的制备方法
本发明公开了一种有机/无机复合纳米线过滤膜的制备方法。包括如下步骤：将金属盐溶解在乙醇胺的水溶液中制备金属氢氧化物纳米线；将肝素溶液加入到金属氢氧化物纳米线溶液中，制备核壳结构复合纳米线溶液；将聚合物多孔膜固定在过滤容器中，膜面朝上，过滤容器中加入核壳结构复合纳米线溶液，减压过滤；干燥。本发明将荷负电的肝素通过静电作用固定在荷正电的金属氢氧化物纳米线表面，形成以纳米线为核，以肝素为壳的核壳结构复合纳米线，再通过动态制膜法，将复合纳米线沉积在聚合物多孔膜表面，形成具有抗菌性和血液相容性双重功效的有机/无机复合纳米线滤膜。纳米线直径小，负载时形成的孔径小，孔密度高，制备工艺简单、成本低。
浙江大学
2021-04-11
由软锰矿直接制备化学二氧化锰
化学二氧化锰又称活性二氧化锰，主要用于高性能，大容量，长寿命的新型锂铝电池的去极化材料及阴极材料。活性二氧化锰为黑色正交晶格晶体或棕黑色粉末，相对密度5.026。其用途较广泛，除用于干电池生产之外，还用于玻璃工业作良好的脱色剂，电子工业中制锰锌铁氧化体及磁性材料，炼钢工业中作锰铁合金材料，浇铸工业中作增热剂，防毒面具中作CO气体吸附剂，化学工业作氧化剂，有机合成作催化剂，油漆和油墨的干燥剂，火柴生产中作助燃剂，陶瓷搪瓷的釉药及高级锰盐的原料；此外，还用于烟花，水的净化除铁，医药，肥料及纺织印染等生产中。 活性二氧化锰的生产方法较多，传统的方法有硝酸锰法，碳酸锰法及天然锰矿活化法等，他们各有一定的优缺点，但有一个共同的不足之处，就是制成的干电池连续放电时间较短，松装密度较小，因而限制了它的应用价值。制备高活性二氧化锰，必须是制备出优质的二价锰盐溶液，再用强氧化剂将它迅速氧化为四价的锰，并转化为Mn（OH）4，将后者进行调节酸度，煮沸，漂洗，在合适的温度下进行干燥，并缩聚为块状产物，即得到活性二氧化锰产品。 年产5000吨的生产规模，建设总投资约为600万元，年产值约7500万元，生产成本约为5000万元，年利税为2500万元。
武汉工程大学
2021-04-11