我校科研成果获2007年度国家科技进步二等奖侧记

记者 袁于飞 通讯员 刘涛

    2007年，由武汉科技大学资源与环境工程学院张一敏教授主持完成的“含铁渣尘高效利用关键技术开发与工业应用”项目荣获2007年度国家科技进步奖二等奖。该项目针对我国含铁渣尘（包括冶金渣尘、化工渣及矿山渣等）现状，历时7年经系统实验研究及工业化应用，形成了集新工艺、新设备、新产品在内的整套含铁渣尘高效循环利用技术。这是我校拥有完全自主知识产权、掌握关键核心技术的科研项目，项目成果达到国际领先水平。

潜心研究 课题组全力攻坚

    工业中产生的各类含铁渣尘，是具有重要利用价值的二次资源，传统意义上的含铁渣尘利用，除部分作为水泥掺合料外，其他利用仅限于部分具备条件的厂矿企业，且多为有限利用；绝大部分含铁渣尘长期废弃堆放，不仅造成资源浪费，且极易形成环境污染。已有的含铁渣尘的利用技术也普遍存在处理工艺复杂、过程控制困难、产品指标不稳、运行成本过高等缺陷。所生产的产品粉化率高，易造成二次污染。这一技术难题，包括全球第五大钢铁生产商——韩国浦项钢铁公司和德国林茨公司在内的众多钢铁企业都未能彻底解决。

    2000年，原国家冶金局将该项目列为冶金重点科学技术研究项目，并确定武汉科技大学为项目主持单位。学校一向高度重视国家和地方经济建设中的科技问题，面对任务，迅速成立了以张一敏教授为项目负责人的科研攻关小组。经过近两年的科研攻关，课题组圆满完成了项目的实验室阶段工作。实验室攻关期间，张一敏教授与课题组成员一同扎根于实验室，共同对每个试验现象进行讨论、分析，制定下一步的试验方案。大家每天考虑的都是试验现象、试验过程，节假日已经成为与大家无关的一个名词，为了节省时间，午餐、晚餐都是请食堂将盒饭送到实验室，晚上十二点以后回家也是常事。

    经过系统的试验研究，课题组积极走出校门，寻求与企业合作，将开发的含铁渣尘高效利用技术应用于工业实际。学校拥有技术，企业存在需求，“双赢”使得双方一拍即合。学校先后与太原钢铁（集团）公司、武汉钢铁（集团）公司、武汉冶金渣环保工程有限责任公司、北京矿冶研究总院等单位合作，并得到武汉市科技局的大力支持。

    由于项目涉及环境、矿物加工、冶金、机械、化工等多个技术领域，一些技术难题需要不同领域的专家共同诊断，提出实施方案。学校调动各方资源，组织科技处等相关部门和机械学院等兄弟学院大力配合项目的推进。先后组织相关专家对项目中出现的难题进行论证，并及时制定可行的解决方案，保证了项目的顺利开展和按时完成。张一敏教授不无感触地说，这个项目能够取得今天的成果，除了课题组成员的不懈断努力外，与学校各方的大力支持是分不开的。

科技创新 填补国内多项空白

    经过长达7年的系统攻关研究及工业生产，“含铁渣尘高效利用关键技术开发与工业应用”项目在工艺、设备、产品均取得重大突破。以我国含铁渣尘（包括冶金渣尘、化工渣及矿山渣等）为研究对象，将处理后的含铁渣尘加工成能满足冶炼需求的产品，循环于冶炼主流程，使渣尘中有用成分得到高效利用，环境得到改善与控制，综合利用效果显著。

    工艺是项目开发的主体，该项目首次提出并开发出由单一超极限h/D螺旋溜槽构成的一粗二精一扫的含铁渣尘分选提纯新工艺。该工艺有效克服了目前国内外传统工艺的过程复杂、分选及脱杂效果差、产率低、运行成本高以及适应性差等缺陷。新工艺能实现无尾生产，不产生二次污染，产品指标稳定先进。与传统工艺相比精矿品位可提高5~7％，金属回收率提高10~15％，S脱除率高达95％，且具有操作简便，运行成本低等突出优点。其形成的氧化球团可循环于冶炼主流程。

    设备是项目成功应用的关键，项目研发过程中，开发出含铁渣尘专门分选新设备——超极限（h/D）螺旋溜槽。根据含铁渣尘密度特点，创造性采用0.36的超极限距径比设计，具有低耗、高效等明显优点；采用复合力场和大直径设计，提高了单机富集比，单机处理能力是传统设备的2倍。超极限（h/D）螺旋溜槽在设计思想提出之初，受到了一些同行的质疑，认为这种设计与传统螺旋溜槽的距径比理论相悖，难以进行实际应用。面对困难和质疑，张一敏教授与课题组成员没有退缩，经严密的实验室工作验证后，设计出超极限（h/D）螺旋溜槽设备图纸，自费委托厂家加工出第一台工业机，工业现场试验证明，设备完全符合课题组的设计构思，对含铁渣尘的分选效果十分理想。

    产品是项目应用推广的基础，课题组开发出冶金粉尘冷态球团技术。首次采用蒸汽对转炉LT干式粉尘及AOD、EAF粉尘进行旋风消解，几十秒内完成均匀消解。经消解的粉尘冷压球团强度高、水分低、长期存放不粉化，远超出目前国外该类球团的存放时限；发明了Wkd系列新型粘结剂，并成功实现工业应用。用其生产的精硫酸渣、钢渣氧化球团及冶金粉尘冷球团等产品，性能稳定，强度高达3000N/个。这项技术弥补了目前国内粘结剂热、冷态不能兼用的空白。在掌握核心技术和进行集成创新前提下，成功解决了含铁渣尘利用的关键技术难题，并取得重大突破，对该领域科学技术进步起到了积极的推进作用。

    正是由于在诸多领域取得重大突破，该项目科研成果斐然。“含铁渣尘高效利用关键技术开发与工业应用”项目研究期间已获国家发明专利5项，实用新型专利4项；获“国家科技成果重点推广计划”和“国家重点新产品”项目各1项；先后获得省科技进步一等奖2项、省部二等奖2项。

走出校门 技术服务经济主战场

    科研成果只有走上生产线才能转化成生产力。学校注重探索产学研合作的新模式，积极促进科技成果与生产需求无缝对接，努力创造条件，保证新技术走出实验室即能走上生产线。“含铁渣尘高效利用关键技术开发与工业应用”项目的技术成果在生产一线，已经显示出旺盛的生命力。目前，该项目的产品在国内已得到规模推广应用，对推动我国含铁渣尘循环利用技术进步起到了重大作用。

    2006年，国际市场铁矿石涨价19%，使国内钢企吨钢成本上升100元，利用该项目技术，不仅可以使企业的成本大幅度降低，而且环境效益和社会效益显著。含铁尘泥经造块后返回冶炼可作为化渣剂使用，以前由于技术不过关，生产的化渣剂强度差、贮存时间短，经常在进入冶炼工序之前就成为了粉末，难以进行有效使用，导致现场环境恶劣。应用我校“含铁渣尘高效利用关键技术开发与工业应用”项目的技术后，化渣剂的质量明显提高，生产过程稳定，使化渣料消耗大幅度下降，并延长了转炉炉龄和氧枪寿命，并有效改善了工厂环境，开辟了企业挖潜降耗增效的新途径。

    目前利用本项目技术已在国内多家企业投入运行，并创造了十几亿元的工业产值，经济社会效益以及环境效益十分显著。

图为张一敏教授（左）在生产一线

(编辑 梅海兵）