釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室2018年度開放課題申報通知

 為貫徹國家重點實驗室“開放、流動、聯合、競爭”的方針，充分利用國家重點實驗室的平臺資源，鼓勵釩鈦資源綜合利用領域研究人員開展基礎性、原創性、前瞻性科學研究，針對性解決釩鈦資源綜合利用關鍵、共性技術難題，提高平臺的開放和共享程度，特設立實驗室開放課題基金，資助有關人員從事釩鈦資源綜合利用技術的基礎理論研究和應用技術研究?，F將2018年度開放課題申報事項通知如下： 
    一、研究方向 
    (1) 釩鈦磁鐵礦高效采選 
    ?釩鈦磁鐵礦工藝礦物學研究 
    ?釩鈦磁鐵礦選礦新技術、新裝備、新藥劑研究 
    ?釩鈦磁鐵礦中有價元素賦存機理及綜合利用研究 
    ?釩鈦磁鐵礦中深部資源成礦機理及采選工藝研究 
    (2) 釩鈦磁鐵礦冶金分離 
    ?釩鈦磁鐵礦鐵、釩、鈦、鉻全面回收新工藝 
    ?全釩鈦磁鐵礦高爐冶煉基礎和應用研究 
    ?高鉻型釩鈦磁鐵礦綜合利用技術研究 
    (3) 釩鈦產品的開發與應用 
    ?氧化釩清潔生產基礎理論及工程化技術研究 
    ?釩鈦系列新產品開發、新工藝研究及應用 
    ?含釩鈦系列鋼鐵材料開發及應用 
    ?鈦白清潔生產基礎理論、新工藝及工程化研究 
    ?鉻產品清潔生產基礎及應用研究 
    (4) 釩鈦磁鐵礦綜合利用三廢治理與節能減排 
    ?高鈦型高爐渣等大宗工業固廢綜合利用 
    ?釩鈦資源綜合利用廢水處理及資源化利用 
    ?釩鈦資源綜合利用過程高溫冶金余熱利用及節能減排 
    (5) 釩鈦產品技術標準 
    ?釩鈦原料分析標準建立及推廣 
    ?釩鈦中間品及產品分析標準的建立及推廣 
    ?釩鈦標準樣品的研制 
    二、2018年度重點支持方向 
    1.含鈦高爐渣碳熱還原泡沫化機理及液固傳質規律研究 
    針對含鈦高爐渣高溫碳化過程中泡沫化、碳化效率不足、液固兩相傳質過程模糊等難題，基于多相界面理論、液固反應機理模型，借助高溫潤濕系統、高溫熱重-質譜聯用系統及數值模擬，開展含鈦高爐渣高溫碳化過程泡沫化及固體顆粒傳輸調控機理的系統研究，探究含鈦高爐渣還原碳化液固氣多相體系反應過程交互作用，揭示含鈦高爐渣還原碳化的本質規律。 
    2.電爐鈦渣冶煉溫度場及流場數值模擬 
    針對鈦渣電爐溫度場和流場缺失導致電爐關鍵參數設計優選缺乏支撐的問題，系統研究并掌握鈦渣高溫物化特性，開展鈦渣電爐溫度場、流場的靜態模擬和動態模擬，掌握電爐冶金關鍵參數對電爐溫度場、流場的影響規律，為冶煉工藝升級和裝備優化提供支持。 
    3.3 d打印用球形鈦及鈦合金粉末成粉機理及制備技術研究 
    為滿足航空航天、國防、醫療等領域精密復雜零件3d打印用鈦及鈦合金粉末性能要求，針對傳統等離子旋轉電極法存在的電極棒直徑小、轉速低、不能連續生產和粉末粒度粗大、效率低等突出問題，通過設計和優化現有電極結構，研究等離子體電弧功率、電極棒直徑與電極轉速之間相互耦合機制，探索工藝參數對顆粒粒徑分布及球化的影響規律，揭示球化機理，建立顆粒尺寸分布與球化模型。 
    4.金屬釩粉制備過程熱力學基礎研究 
    金屬氣基還原氧化釩制備金屬釩粉的關鍵技術是保證釩氧化物能夠被充分還原，其中金屬釩粉殘氧含量是重要評價指標。目前得到的釩粉殘氧含量達到2%左右。為了明確殘氧的賦存狀態以及來源，需要有可靠的理論計算結果作為支撐，為實驗研究提供有力的參考依據。而目前釩氧化物的熱力學數據較少，無法進行有效計算，需要開展基礎研究，補充相關熱力學數據。 
    5.釩渣鈉化球團焙燒機理與熟料強化浸出機制研究 
    針對釩渣鈉化球團焙燒-熟料浸出工藝存在的球團焙燒過程物料粘結、反應熱調控機制不健全以及高釩熟料浸出過程雜質元素浸出調控不力等問題，以釩渣鈉化球團多膛爐焙燒-熟料浸出為研究對象，系統研究鈉化球團焙燒轉化機理、傳熱機理及多膛爐焙燒放熱機理等，開展鈉化球團多膛爐焙燒靜態模擬計算及動態模擬，研究高釩熟料浸出體系剛柔組合攪拌槳強化浸出的動力學行為，研究鈉化釩渣浸出過程溶液電位、界面張力的變化規律，分析釩渣顆粒zeta電位、球團物相及晶型生長的分形變化規律，研究溶液氧化還原電位和界面水化學耦合調控釩渣低價態釩的溶出與轉化動力學行為，并開展相關裝備研發與驗證，為構建集鈉化球團焙燒過程溫度精準調控、鈉化釩渣球團熟料高效混合與強化溶出于一體的釩渣鈉化球團焙燒浸出新工藝提供支撐。 
    6.高濃度釩電解液儲能機制及影響其電化學活性因素研究 
    針對全釩液流電池用高濃度釩電解液電化學活性不高的問題，研究其添加劑與釩離子的結合機制，研究其在高低溫條件下不同價態釩離子存在形式、擴散系數、自由釩離子與結合后的各自化合物（離子）之間結合和解離能力、結合常數和在不同充放電條件下充放電能力以及支持電解質、穩定劑、溫度、流動速度與其電化學活性之間關系，為大規模制造和應用高濃度高電化學活性的釩電解液提供理論依據，推動全釩液流電池的工業化應用和發展。 
    7.淺層流化床多相耦合高效低成本除氯技術及機理研究 
    針對高鈦型高爐渣提鈦工藝尾渣中氯離子難以高效低成本脫除的難題，研究采用淺層流化床或其他新型流化床，通過低溫蒸汽在較低成本下的高效除氯技術，分析多相耦合作用機制及除氯機理，在不大幅度降低原渣活性的基礎上，形成大規模處理提鈦尾渣的除氯工藝及裝備技術。 
    8.釩微合金化先進高強鋼過冷奧氏體相變與析出耦合機理研究 
    針對釩微合金化先進高強鋼過冷奧氏體在ms點附近到貝氏體轉變區溫度范圍內的相變與析出交互作用難以評價分析的難題，采用熱、動力學分析工具研究在該溫度范圍內過冷奧氏體的相變及析出相的析出機理，應用熱模擬、精細化組織表征、析出及相變理論等方法，揭示過冷奧氏體相變與析出相析出交互作用變化規律。 
    9.v-n微合金化對tempforming鋼組織和性能的影響 
    tempforming工藝是新近開發的一種高強、高韌鋼的熱處理技術，其核心是對馬氏體組織在回火過程中進行溫變形，進一步細化馬氏體、促進第二相析出。通過研究低碳（c≤0.10）v-n微合金鋼的淬火溫度、溫變形量與變形溫度、變形速率等工藝參數對組織和性能的影響，溫變形后的組織與性能表征，探索溫變形過程中v、n質點的形變誘導析出機制，強韌化機理研究等，為開發具有高強塑積的v-n微合金化鋼提供支撐。 
    10.v/ti微合金化高強鋼基于新型tmcp技術的納米析出相調控機制研究 
    在微合金高強度鋼的開發和研究中細晶強化和析出強化作為改善鋼材綜合力學性能的主要途徑已經得到廣泛的應用，因此，如何充分發揮微合金元素在細化晶粒和析出強化方面的作用成為新控軋控冷工藝開發的一個關鍵問題。以v、ti、nb等元素的微合金鋼為研究對象，系統研究奧氏體高溫變形行為、連續冷卻相變行為、鐵素體相變及納米析出行為，深入分析析出形式/形態對鐵素體相微觀力學性能的影響，深入研究新型控軋控冷工藝參數對v/ti微合金鋼力學性能和析出行為的影響，為開發超高強鋼、高耐磨鋼等提供理論基礎支撐。 
    11.釩鈦磁鐵礦球團還原膨脹及粉化的微觀機制研究 
    針對釩鈦磁鐵礦球團還原過程中膨脹和粉化現象嚴重的問題，采用同步輻射技術，結合熱力學和固體物理的理論基礎，精確研究球團還原過程物相轉變和晶格變化規律及釩鈦組分的影響，采用sem、epma等微觀測試技術，結合礦物學理論，重點研究球團還原過程顯微結構演變和裂紋生長規律，建立釩鈦組分、物相轉變、晶胞參數變化、微觀結構與球團還原膨脹和粉化間的關系，揭示釩鈦磁鐵礦球團還原膨脹和粉化微觀機制，查明主要影響因素，為開發低還原膨脹及粉化釩鈦磁鐵礦球團的制備方法提供理論基礎。 
    12.硫酸法鈦白廢酸中鈧等有價組元高效分離回收機理研究 
    針對硫酸法鈦白廢酸中鈧等有價稀散組元因鐵和酸濃度過高導致難以高效回收等問題，研究含鈧高鐵高酸溶液各組元的存在形態及穩定區域，考察萃取過程參數對不同組元的選擇性分離效果，理清萃取過程動力學機制及控制步驟，確定萃取及反萃過程的放大準則，為鈦白廢酸中鈧等有價組元的高效回收利用提供理論支撐。 
    13.焦爐荒煤氣清潔增值及釩鈦磁鐵礦高效還原研究 
    針對傳統焦爐荒煤氣噴淋法脫除焦油存在的余熱未被有效利用、污染環境，以及現有的高爐冶煉釩鈦礦中存在的還原效率低，焦比高、碳排放高等問題，研究基于焦爐荒煤氣自熱的強化重整提質制氫行為及其耦合反應機制，開發適宜的催化劑；同時研究富氫強化還原下的釩鈦礦還原行為機制及co2減排效益，在實現焦爐荒煤氣余熱利用的同時為焦爐荒煤氣清潔增值化利用及釩鈦磁鐵礦高效利用提供理論支撐。 
    14.高溫相轉化法循環利用熔鹽氯化廢渣基礎研究 
    針對熔鹽氯化廢渣生產量巨大、直接堆放填埋污染土地等問題，采用高溫相轉化法，研究熔鹽氯化廢渣主要化學成分、物相組成、熔鹽狀態下熔沸點、粘度、表面張力等基本物化性質，氯化鹽與雜質的熱力學相圖規律，以及添加物對體系組分誘導凝聚的影響規律，建立熔鹽氯化廢渣中固態物聚合基礎理論及調控方法，為氯化熔鹽熔態固液分離及循環利用技術開發奠定理論基礎。 
    15.含鈦爐渣碳氮化過程ti(c,n)晶粒生長與高效分選調控機制研究 
    針對含鈦爐渣碳化過程中碳化鈦晶粒長大困難、分布分散的問題，利用氮化鈦形成溫度低于碳化鈦、能與碳化鈦形成連續固溶體、且氯化性能與碳化鈦相似的特點，采用碳化和氮化協同處理含鈦爐渣，研究碳氮化過程中含鈦組分的碳氮化反應行為、ti(c,n)晶粒生長行為、ti(c,n)分選行為，建立含鈦爐渣碳氮化過程ti(c,n)晶粒生長與高效分選調控機制，為含鈦爐渣碳氮化-分選富集-低溫氯化高效回收鈦資源提供理論基礎。 
    三、資助原則 
    1、研究課題須符合本實驗室的研究方向，或直接從本通知所列2018年度重點支持方向中選取，鼓勵協同、協作研發。 
    2、鼓勵學科交叉以及與本實驗室優勢互補的研究課題。 
    3、鼓勵和支持從事釩鈦資源綜合利用的青年科技工作者、海外留學人員、博士后及博士生申請本實驗室開放課題基金資助，并在本實驗室開展研究。 
    實驗室開放課題基金申請資助原則詳細說明參見附件1：《釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室開放課題管理辦法》。 
    四、申請辦法 
    1、申請人請登錄實驗室網站，下載、填寫《開放課題申請書》，提交電子版申請書（其中“十、申請者工作單位意見”提供簽字蓋章掃描件）報送實驗室綜合辦公室。 
     聯系方式： 
     弓麗霞：0812-3380936；18982340891；glxcqu@163.com 
     苗慶東：0812-3380380；15892561565；mqd2005041@126.com 
     周玉昌：0812-3380486；13982305293；zycjswl@163.com 
    2、申請截止日期：2018年10月10日，逾期提交的申報材料不予受理。 
     
    附件1：《釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室開放課題管理辦法》 
     
     
    釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室 
    二〇一八年九月八日