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刘会洲
刘会洲,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所学位委员会主任,绿 详细>>


张锁江
张锁江,博士,博士、研究员。绿色过程与工程院重点实验室副主任,现任中科 详细>>


齐涛
齐涛,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所,所长助理。湿法冶金 详细>>


杨超
杨超,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所、中科院绿色过程与工 详细>>


杨传芳
杨传芳,研究员,博士,博士生导师,课题组长,千人计划专家。纳米工程污染 详细>>


李志宝
李志宝,研究员,博士生导师,中科院过程所“百人计划&rdq 详细>>


张光晋
张光晋,研究员,博士生导师,中科院过程所“百人计划&rdq 详细>>


李会泉
李会泉,研究员,博士生导师。现任中国可持续发展研究会理事,中国生态学会 详细>>


曹宏斌
曹宏斌,研究员,博士生导师,过程污染控制环境工程研究中心主任,重点从事 详细>>


郑诗礼
郑诗礼,研究员,博士生导师,现任湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室副主 详细>>


张香平
张香平,研究员,博士生导师、中国化工学会信息技术应用专业委员会委员、中 详细>>


朱廷钰
朱廷钰,研究员,博士生导师,现任中科院过程污染控制环境工程研究中心副主 详细>>


张亦飞
中国科学院过程工程研究所研究员,博士生导师,复杂资源利用先进技术课题组 详细>>


郭晨
郭晨研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所研究员,发表SCI期刊 详细>>


刘庆芬
刘庆芬,研究员,在中国科学院过程工程研究所获博士学位,中国科学院过程工 详细>>


吕兴梅
吕兴梅,研究员,硕士生导师,主要研究方向:基于离子液体的生物质利用与高 详细>>


张海涛
张海涛,研究员,博士,2011年入选中国科学院过程工程研究所&ldqu 详细>>


段东平
段东平,研究员,中国科学院绿色过程与工程重点实验室资源利用及装备优化集 详细>>


阮仁满
阮仁满,研究员,2011年获得中南大学生物工程专业博士学位,在北京有色 详细>>


张广积
张广积,博士,研究员,硕士生导师,博士生期间参与完成国家自然科学基金重 详细>>
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郑诗礼组

课题组名称:                亚熔盐清洁化工冶金课题组

课题组简介
 

亚熔盐清洁化工冶金课题组是一支年轻、充满活力的科研创新团队。亚熔盐课题组面向我国化工冶金工业中现有传统工艺资源能源利用率低、环境污染严重、急待转型升级的重大需求,以亚熔盐非常规介质冶金过程化学场强化为核心,开展两性金属矿物资源亚熔盐清洁化工冶金的基础和应用研究,突破资源亚熔盐非常规介质高效反应分离及产品转化关键技术,建立亚熔盐非常规介质的全新化学体系和集成技术,大幅度提高资源和能源利用率,从源头削减废弃物,实现资源高效、清洁和综合利用。
课题组由张懿院士担任学术指导,郑诗礼研究员担任组长,课题组现有研究员2人,副研2人,助研3人,项目人员6人,博士研究生7人,硕士研究生9人,已形成一支多学科交叉结合、梯队合理的研究队伍。课题组以从国外引进的优秀人才以及从事本领域研究有博士学位的年轻研究人员为主体,有较强的创新突破能力,能完成基础-应用-工程开发全过程研究。
课题组重点从事亚熔盐非常规介质清洁化工冶金应用基础研究以及钒、铬、铝、钽/铌的亚熔盐清洁工艺研究。在亚熔盐非常规介质基础研究方面,通过相平衡与相图构建、反应热力学评价与优化、及热力学模型建立与相平衡预测等研究,提出了亚熔盐体系高效节能相分离方法,并发现了水分压的动力学调控作用,提出了亚熔盐反应过程调控规律。在亚熔盐非常规介质全新化学理论体系构建方面,电化学和分子动力学研究证实亚熔盐介质中产生的高活性氧负离子在处理难分解两性金属矿物过程中起关键作用,阐明了亚熔盐非常规介质催化活化矿物分解的多相反应机理,为亚熔盐介质强化矿物分解提供了重要的理论依据。
在万吨级铬盐清洁生产技术研发中,突破强碱体系多元多相分离难点,建立了伴生组分组合相分离方法,完成万吨级铬盐清洁生产示范工程相分离工序的产业化实施,获2005年度国家技术发明二等奖。在钒钛磁铁矿钒铬资源利用方面,与河北钢铁股份有限公司承德分公司合作开发亚熔盐法钒渣钒铬高效提取分离的清洁生产技术,在反应温度比传统工艺降低400℃条件下,钒渣中钒回收率较传统工艺提高15%以上,铬回收率由不足5%提高至80%以上,目前已完成公斤级验收,正在进行千吨级示范工程的建设,该项目同时获得国家863、国家自然科学基金重大项目、院地合作等资金的支持。在粉煤灰综合利用方面,研发了亚熔盐法粉煤灰综合利用技术,可实现氧化铝回收率大于90%,硅产品用于制备新型建筑材料,与中煤集团金海洋北京化工技术研究院合作建设万吨级示范,目前正处扩大试验阶段。在难分解低品位钽铌矿利用方面,建立了外场与介质协同强化的亚熔盐法钽铌清洁冶金工艺,对难处理钽铌矿的分解率由现行工艺的不足85%提高至95%,并可实现氟污染源头削减,该项目获国家863课题及国家自然科学基金面上项目支持,863结题验收为优,获滚动支持。针对我国大宗高碱拜耳法赤泥,建立了亚熔盐法氧化铝高效提取与尾渣综合利用新技术,可实现氧化铝回收率大于80%,尾渣碱含量小于1%,易于实现规模化综合利用,行业和企业极为关注。
 目前,除了将已有技术进行工程放大与产业化推广外,课题组正在不断加快先进、前沿技术的突破,包括两性金属产品电化学短流程制备、NaOH/KOH反应萃取分离技术、锂离子电池中高性能含钒电极材料研发等,以为课题组的可持续发展提供重要技术保障。
课题组还积极进行研发平台与基地建设,与承钢公司合作共建了“钒钛资源高效清洁利用与产品工程”联合实验室,是中国钢铁工业协会钒业分会理事单位代表。2011年7月,课题组加入了钒钛资源综合利用产业技术创新战略联盟。
研究背景:
课题组将围绕我国金属矿产资源高效、清洁、综合利用与节能减排的国家重大需求,以亚熔盐非常规介质化学场强化为核心,以钒、铬、铝、铌、钽等重大特色两性金属资源为重点研究对象,开展亚熔盐非常规介质物理化学基础、亚熔盐高效反应、多元系相分离与介质循环、碱金属解离与产品转化、废弃物资源化利用等共性关键技术研究,完成工程示范,形成具有自主知识产权的原创性成果,推进亚熔盐清洁化工冶金技术的产业化应用。
研究方向:
亚熔盐非常规介质物理化学基础研究
钒钛磁铁矿钒铬资源高效提取分离技术
铬盐清洁生产工艺优化与工程放大
粉煤灰铝硅综合利用技术
钽铌湿法冶金清洁生产工艺技术
两性金属产品绿色制备与高值化技术
大宗工业固废(拜耳法赤泥、提钒尾渣、钨渣等)资源化利用技术

课题组长简介

郑诗礼
研究员,博士
博士生导师
郑诗礼,男,1974年5月生。中科院过程工程研究所研究员,博士生导师。1994年本科毕业于中南工业大学(现中南大学)冶金物理化学专业,同年保送攻读该专业的硕士学位,1997年在中科院过程所攻读工学博士学位,2000年博士毕业后留所工作。期间于2007年作为高级访问学者在美国犹他大学冶金工程系留学进修一年。现任湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室副主任,国际期刊Hydrometallurgy编委。长期从事铬、铝、钒、钽、铌等战略两性金属复杂矿物高效清洁利用的应用基础研究与新技术研发,以实现两性金属资源高效清洁利用和污染源头控制,并取得基于亚熔盐介质化学场强化为核心的多项原创性成果,部分技术成果已建成万吨级工程示范。获2005年国家技术发明二等奖1项,验收成果1项。先后负责和参加国家863计划、科技支撑计划课题、国家973计划、国家自然科学基金、中科院知识创新工程等十多项国家级项目(课题)及地方政府、企业合作课题多项。

课题组成员简介

杜浩,博士,副研究员,硕士生导师
1974年生。留美博士,中科院引进杰出技术人才。一直从事矿物加工和湿法冶金清洁生产技术及应用基础研究,承担多项国家和地方科研项目。负责钒渣亚熔盐法钒铬高效提取分离清洁生产技术研发及产业化实施,该项目同时获国家高技术研究发展计划、中国科学院院地合作、过程所产业发展基金及承钢公司支持;作为主要骨干参加973和重大基金项目,研究亚熔盐非常规介质的物理化学特性,建立了亚熔盐基础研究平台,为亚熔盐介质高效-清洁处理两性金属类矿物资源提供了理论基础;负责―亚熔盐介质强化矿物资源转化原位检测与过程控制系统‖科研设备平台构建,获得院科研装备研制项目支持。负责矿物浮选工艺基础研究,项目获得国家自然科学基金支持。近五年共发表期刊论文30篇, SCI收录26篇,均发表在冶金化工领域顶级期刊,如Advances in Colloid and Interface Science,Journal of Physical Chemistry, Langumir,Hydrometallrugy等,他引过百次。合作出版英文专著一部,申请专利10项,承担及参加国家、地方科研任务10项。
马淑花,博士,副研究员,硕士生导师
1970年生,研究方向为含铝工业固废资源化利用和产业发展战略咨询。自2007年博士毕业后,先后作为项目负责人和项目骨干参与多项国家科技支撑、863计划、环保公益和企业或地方联合研发等科研项目,具有较为扎实的科研基础。发表论文近20篇,其中SCI收录7篇,申请专利6项,授权2项。
王少娜,博士,助理研究员
1979年生。2004年在中国科学院过程工程研究所张懿院士和郑诗礼研究员指导下攻读化学工艺专业博士学位,博士期间主要从事亚熔盐铬盐清洁工艺多元体系分离应用基础及应用研究,2008年博士毕业后留所工作至今。现主要从事亚熔盐复杂多元体系的分离应用基础研究。在国内外核心期刊已发表论文10余篇,其中SCI收录8篇,申请发明专利4项。现作为主要骨干参加国家863课题、中科院知识创新工程重要方向项目、国家自然科学基金委重大基金各一项,并参加多项横向课题。
王晓辉,博士,助理研究员
1980年生。2003年7月毕业于中国矿业大学化工学院矿物加工工程专业,并进入中国科学院过程工程研究所进行硕博连读,2009年获博士学位后留所工作至今。现主要从事两性有色金属矿产资源清洁冶炼新工艺及外场强化技术的基础与应用研究。先后作为主要人员参加了国家自然科学基金面上项目“亚熔盐液相法钽铌清洁冶金新过程的基础研究”、国家863计划课题“钽铌湿法冶金清洁生产工艺技术研究”及863滚动课题“钽铌低碱分解短流程清洁节能新技术研究”的研究工作。已发表论文9篇,其中SCI收录5篇,申请国家发明专利5项。
张盈,博士,助理研究员
1984年生。2006年7月毕业于中南大学冶金科学与工程学院环境工程专业,师从柴立元教授;同年推荐免试至中国科学院过程工程研究所攻读硕博连读,师从张懿院士和郑诗礼研究员,2011年6月获博士学位后留所工作至今。硕博期间主要从事铝土矿生产氧化铝工艺中铝酸钠溶液钠铝高效分离的应用基础研究。先后作为主要人员参与了国家自然科学基金面上项目“醇介质强化分解铝酸钠溶液的基础研究”、973项目“大规模化工冶金过程节能的关键科学问题研究”中子课题的研究工作。已在国内外核心刊物发表论文7篇,申请中国发明专利5项。

近年来的研究成果

主要科研成果:
(1)Ran Zhang, Shili Zheng, Shuhua Ma, Yi Zhang, Recovery of alumina and alkali in Bayer red mud by the formation of andradite-grossular hydrogarnet in hydrothermal process, Journal of Hazardous Materials, 2011,189(3): 827-835
(2)Ran Zhang, Shuhua Ma, Quancheng Yang, Shili Zheng, Yi Zhang, Namsoo Kim, Sungik Hon, Research on NaCaHSiO4 decomposition in sodium hydroxide solution, Hydrometallurgy, 2011, 108(3-4): 205-213
(3) Wei Jin, Michael S. Moats, Shili Zheng, Hao Du, Yi Zhang, Jan D. Miller. Modulated Cr(III) oxidation in KOH solutions at a gold electrode: Competition between disproportionation and stepwise electron transfer, Electrochimica Acta, 2011, 56: 8311-8318
(4)Lanjie Li,Hao Du,Na Yang,Shaona Wang, Shili Zheng,Yi Zhang.Solubility in the Quaternary Na2O -V2O5- CaO- H2O System at (40 and 80) °C. Journal of Chemical and Engineering Data. 2011, 56, 3920-3924
(5)李兰杰,陈东辉,郑诗礼,等. 含钒尾渣NaOH亚熔盐浸出提钒,过程工程学报,2011,11(5):86-93
(6)李兰杰,张力,郑诗礼,等. 钒钛磁铁矿钙化被烧及其酸浸提钒,过程工程学报,2011,11(4):573-578
(7)Ying Zhang, Shili Zheng, Hao Du, Shaona Wang, and Yi Zhang. Solubility of Al2O3 in the Na2O-Al2O3-H2O-CH3OH System at (30 and 60) ℃. Journal of Chemical and Engineering Data. 2010, 55:1237-1240(通信联系人)
(8)Wei Jin, Hao Du, Shili Zheng, Hongbin Xu, and Yi Zhang. Comparison of the Oxygen Reduction Reaction between NaOH and KOH solutions on a Pt Electrode: the Electrolyte-Dependent Effect. The Journal of Physical Chemistry. B. 2010, 114, 6542-6548(通信联系人)
(9)Yang Zhang, Shili Zheng, Hongbin Xu, Hao Du ,Yi Zhang. Decomposition of chromite ore by oxygen in molten NaOH -NaNO3. International Journal of Mineral Processing, 2010, 95: 10-17(通信联系人)
(10)张洋, 郑诗礼, 徐红彬, 王晓辉, 张懿. ICP-AES法对铬铁矿中的多种元素进行定性与定量分析. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(1): 1-4(通信联系人)
(11)Zhi Sun, Yi Zhang, Shi-Li Zheng, Yang Zhang. A new method of potassium chromate production from chromite and KOH-KNO3-H2O binary sub-molten salt system. AIChE Journal, 2009, 55(10): 2646-2656
(12)Xiaohui Wang, Shili Zheng, Hongbin Xu, Yi Zhang. Leaching of niobium and tantalum from a low-grade ore using a KOH roast–water leach system. Hydrometallurgy. 2009, 98(通信联系人)
(13)Ying Zhang, Shili Zheng, Hao Du, Hongbin Xu, Shaona Wang, Yi Zhang. Improved precipitation of gibbsite from sodium aluminate solution by adding methanol. Hydrometallurgy, 2009: 98: 38-44(通信联系人)
(14)Ying Zhang, Shili Zheng, Yifei Zhang, Hongbin Xu, Yi Zhang. Additives effects on crystallization and morphology in a novel caustic aluminate solution decomposition process. Frontiers of Chemical Engineering in China, 2009, 3(1): 88-92(通信联系人)
(15)Ping Li, Hong-Bin Xu, Shi-Li Zheng, Yi Zhang, Zuo-Hu Li, Yu-Lan Bai. A green process to prepare chromic oxide green pigment. Environmental Science and Technology, 2008, 42: 7231-7235
(16)张盈,郑诗礼,徐红彬,王少娜,张懿. 甲醇分解铝酸钠溶液制备大颗粒氢氧化铝的工艺与表征. 过程工程学报, 2009, 9(2): 300-306(通信联系人)
(17)洪涛,郑诗礼,张懿,孟令媛. 新型脱硅剂水合碳铁酸钙合成过程的光谱学研究. 光谱学与光谱分析, 2009, 29(2): 418-422(通信联系人)
(18)王晓辉,郑诗礼,徐红彬,张懿. ICP-AES法测定难分解钽铌矿渣中多种金属元素. 光谱学与光谱分析, 2009, 29(3): 805-808(通信联系人)
(19)洪涛,郑诗礼,张懿,孟令媛. 新型脱硅剂水合碳铁酸钙合成过程的光谱学研究. 光谱学与光谱分析, 2009, 29(2): 418-422
(20)Xiaohui Wang, Shili Zheng, Yi Zhang, A novel method to prepare ultrafine potassium tantalate powders, Materials Letters, 2008, 62(8~9):1212~1214(通信联系人)
(21)Shaona Wang, Shili Zheng, and Yi Zhang, Investigation on the behavior of 3CaO.Al2O3.6H2O in KOH+K2CO3+H2O system, Hydrometallurgy, 2008, 90(2): 201-206(通信联系人)
(22)孙旺,郑诗礼,张亦飞,徐红彬,张懿. NaOH亚熔盐法处理拜尔法赤泥的铝硅行为. 过程工程学报, 2008, 8(6): 1148-1152(通信联系人)
(23)马淑花,郑诗礼,张懿. 赤泥中氧化钠和氧化铝的回收,矿产综合利用,2008,1:27~30(通信联系人)
(24)马淑花,郑诗礼,张懿. 硅铁杂质对铝酸钠结晶的影响,材料与冶金学报,2008, 7(1): 21-25(通信联系人)
(25)王雪, 郑诗礼, 张懿. 甲醇溶析铝酸钠制备氢氧化铝,过程工程学报, 2008, 8 (1): 72~77(通信联系人)
(26)王雪, 郑诗礼, 张懿,溶析法分解铝酸钠溶液制备氢氧化铝,有色金属(冶炼部分), 2008, 1: 18-21(通信联系人)
(27)张洋, 孙峙, 郑诗礼, 张懿,KOH-KNO3二元亚熔盐分解铬铁矿的实验研究,化工进展,2008, 27(7): 1042-1047(通信联系人)
(28)洪涛, 郑诗礼, 张懿. 新型脱硅剂合成及脱硅反应的热力学研究. 有色金属(冶炼部分), 2008, 5: 18-22
(29)王晓辉, 郑诗礼, 徐红彬, 张懿. KOH熔盐法处理低品位难处理铌钽矿的实验研究. 中国稀土学报, 2008, 26: 512-516(通信联系人)
(30)Ma Shu-hua, Zheng Shi-li, Xu Hong-bin, Zhang Yi, Spectra of Sodium Aluminate Solutions, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2007, 17: 853-857(通信联系人)
(31)Zhi Sun, Shi-li Zheng, Hong-bin Xu, Yi Zhang, Oxidation decomposition of chromite ore in molten potassium hydroxide, International Journal of Mineral Processing, 2007, 83: 60-67(通信联系人)
(32)Shuhua Ma, Shili Zheng, Yifei Zhang and Yi Zhang, Phase Diagram for the Na2O-Al2O3-H2O System at 130, Journal of Chemical and Engineering Data, 2007, 52: 77-79(通信联系人)
(33)Sun, Zhi; Zheng, Shi-Li; Zhang, Yi, Investigation of efficient conditions for oxidative roasting of chromite ore to produce potassium chromate with KOH additive, Steel Research International, 2007, 78(7): 574-576(通信联系人)
(34)Z. Sun, S.L. Zheng, and Y. Zhang, Thermodynamics Study on the Decomposition of Chromite with KOH, Acta Metallurgical Sinica, 2007, 20(3): 187-192(通信联系人)
(35)Ge, Xinlei; Wang, Xidong; Zheng, Shili; Zhang, Mei; Zhang, Yi, Phase relationship of complex multi-component system in chromate cleaner production, Progress in Natural Science, 2007, 17(7): 845-850
(36)王少娜, 郑诗礼, 张懿, 铬盐清洁生产工艺中铝硅的脱除, 中国有色金属学报, 2007, 17(7): 1188-1194(通信联系人)
(37)王少娜, 郑诗礼, 张懿, NaOH亚熔盐溶出一水硬铝石型铝土矿的赤泥行为研究, 过程工程学报, 2007, 17(5): 967-972(通信联系人)
(38)洪涛,郑诗礼,张懿,中低品位铝土矿硅溶出抑制研究,有色金属(冶炼部分),2007, 6: 24-27(通信联系人)
(39)杜春华,张懿,郑诗礼,洪涛,铬酸钾-碳酸钾高效分离研究(Ⅱ.结晶工艺实验研究),化工科技,2007, 15(6): 5~8
(40)杜春华,张懿,郑诗礼,洪涛,铬酸钾-碳酸钾高效分离研究(.相图分析与溶解度计算),化工科技,2007, 15(5): 1~5

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