【原创】石英提纯颠覆性技术,实现固废高值化应用——专访北京科技大学李素芹教授


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[导读]www.188betkr.com 专访北京科技大学李素芹教授

www.188betkr.com 讯随着生产制造技术和花色设计能力的显著提升,石英石的市场占有率大幅提高,消费需求不断增加。目前,国内石英石行业的产业规模已达到世界级水平。2023年7月19日,由www.188betkr.com 主办的“第三届全国板材用石英砂供需洽谈会”在山东临沂隆重召开,会议期间,我们邀请到了业内专家、学者,优秀企业家代表做客对话栏目,进行访谈交流。本期为您分享的是www.188betkr.com 对北京科技大学李素芹教授的专访。




www.188betkr.com :李教授,请问您近些年的主要科研方向是什么?有哪些研究进展和成果?

李教授:我的科研方向总的是资源循环与工业生态,具体来说有两大方面,一方面是工业水处理与回用,另外一方面是固废有价物提取及资源化利用,涉及高附加值产品的制备。早期,在水处理方面做的比较多;近十年,在固废利用做高附加值产品这方面比较多。

在固废这方面,我们主要是针对冶金生产过程中产生的固废,包括钢渣、烟尘、以及水处理产生的含铁的泥等进行资源化利用。我们用到的技术是超导的高梯度磁分离技术,来分离提取以上固废中的有价物质,主要是把铁富集,富集完了之后,我们再制备高附加值的产品,例如:可以制备氧化铁红,做涂料、颜料;还可以制备铁氧体,也就是磁性材料的前驱体;还可以制备纳米的α-氧化铁和纳米的四氧化三铁,这属于高端应用,用于催化剂、氧化剂,甚至隐身材料的制备。

我们还利用超导的高梯度磁分离技术,重点来分离提取含硅的固废,包括铁尾矿、金尾矿、还有一些低端的石英废料,通过超导的耦合技术处理之后,都可以提纯到SiO2含量99%以上,最高可达99.99%以上。其中,99%以上的石英砂可以做板材、微晶玻璃、阻燃材料等,99.99%以上的应用于高端领域。

www.188betkr.com :是什么原因,让您开始从事石英提纯方面研究的?

李教授:我所在的北京科技大学冶金与生态工程学院,研究方向包括黑色冶金和有色冶金,有色冶金里面本身包括了这个方面。我在冶金与生态工程学院下面的生态系,研究范围是大尺度的环保,它的目标是在保证经济效益的前提下把污染控制住,它的指导思想是利用高新技术的支撑把原来的废物再生回用,延伸产业链从而带来经济效益,我们系的老师们都在做这方面的工作。

www.188betkr.com :冶金技术与石英提纯技术,这两者有什么相同和不同的地方?

李教授:湿法的超导高梯度磁分离技术提纯SiO2,是我们“偶然”发明的一项技术。这个超导高梯度磁分离技术最初是用在水处理上的,已经做得很好了,我们承接了十三五的重大专项,也有较多的专利成果,其中一项刚刚获得了美国的发明专利,处于国际领先的水平。

应用超导的完全磁性,会发生一个磁絮凝现象,这个磁絮凝现象对于水处理是非常好的,应用强大的磁絮凝作用,结合其它技术来实现污染物的脱除。我反过来想,能不能抑制这个磁絮凝,根据固体物质的物性不同,把它们分离提取出来。然后,我们跟企业联合做了这方面的研究,发现效果很好。从那时就开始做固废有价物提取和资源化利用,现在达到了中试规模,工业化应用的设备也做出来了一套,可以达到万吨级的水平。

www.188betkr.com :您所发明的石英提纯技术,有什么特点和应用价值?

李教授:首先,我们这项技术可以达到其它的物理分离技术所不能达到的效果,它不仅能把石英里面强磁性的物质脱除,同时也能把弱磁性的物质脱除出去。比如说,我们这项技术可以非常好地把Al2O3脱除。这样可以简化后面的精提纯的工序,降低成本。

还有一个优势就是,我们拓展了石英原料的取用范围。现在的高端石英产品原料主要依赖于进口,进口矿价格很高,所以成本就大大增加了,而且很大的问题是受制约了,一旦出现断供,就受很大影响。

我们拓展了这个范围之后,就会改变传统的理念,传统的理念认为越纯的石英矿提纯越容易,SiO2固废没有提纯价值,但是我们这项技术就可以从看上去脏乎乎的固废里面提取出SiO2来。石英原料的取用范围就增加了,然后给高端产品的应用提供了一个新的途径。

再一个优势就是它显著的节能效果,虽然它的一次投资比常规电磁高一些,但是它的节能效果是非常显著的,能耗是常规电磁的1/10,也就是说,它可以节能90%。

www.188betkr.com :目前这个技术的产业化进展如何?

李教授:这个技术已经做了十几年了,技术上已经过关了。如何把它转化为工业应用,如何推动产业化应用,是我们近期重点在做的工作。现在我们已经做出了万吨级的、小型规划的设备。是车载式的一套设备,可以直接拉到企业那里做试验。

由于是一项新的技术,它需要一个过程被人所认识和接受。这个过程是比较艰难的,但是我们也得到了国家的支持和一些知名企业的支持。比如,我们和鞍钢合作在做赤铁尾矿的SiO2的提纯,还有巴西的淡水河谷也找到我们,对我们的技术很感兴趣,针对他们的原料做完之后的效果也很不错,印度也有厂家找我们谈合作。关于石英提纯,已经有几家有合作意向的企业在沟通。

一项新技术,如果不落地、不产业化,那么它就在那里悬着,没有达到技术开发的目的,我们希望它能够加快实现产业化,希望有需求的企业可以与我们合作,实现优势互补、合作共赢。

www.188betkr.com :您多次参加www.188betkr.com 主办的“全国石英大会”以及“全国板材用石英砂洽谈会”,请谈谈您的感受和建议。

李教授:我深深地感受到,会议主办方www.188betkr.com 做的工作是非常周到细致的,为技术企业、板材企业等搭建了一个很好的交流平台,而且目标非常明确,让大家都很清楚自己参会的目的,提供了非常高效、便捷的供需交流平台,为今后的合作打下了基础。我个人非常感谢www.188betkr.com 能提供这样一个平台,给我们提供了非常大的支持,利于我们新技术的加速推广。


(www.188betkr.com 采编/平安;经李教授审阅)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!

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作者:平安

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