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北京科技大学:郭占成教授团队稀土渣高温相平衡研究成果获国际学术奖

发布日期:2020年04月14日    浏览次数:91

  近日,美国陶瓷协会拟授予“Thermodynamics and crystallization kinetics of REEs in CaO–SiO2–Ce2O3 system” Spriggs相平衡奖(ACerS Spriggs Phase Equilibria Award). 该研究成果由我校钢铁冶金新技术国家重点实验室2016级本科直博研究生兰茜、青年教师高金涛、指导教师郭占成等合作完成。Spriggs Phase Equilibria Award是美国陶瓷协会设立的学术奖,授予对陶瓷领域相平衡做出突出学术贡献的研究成果。


  稀土金属及化合物是高性能材料的重要原料,自然界通常与铁矿共生,分离提取难度大。传统上采用酸碱湿法分离萃取,流程长、收率低、污染重。为此,郭占成教授团队以白云鄂博稀土共生铁矿资源为研究蓝本,着力开发了高温还原炼铁-稀土渣熔析结晶-超重力分离富集的短流程资源高效利用清洁工艺技术。

 

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  实现稀土渣中稀土组元的超重力分离富集, 必须明确高温稀土渣熔析结晶的矿相重构过程,而目前文献既没有稀土渣的高温相图,也鲜有稀土渣的矿相结构及其形成的热力学数据报道。为此,研究团队系统地研究了CaO-SiO2-Ce2O3三元基础渣熔析结晶过程,明确了稀土结晶体的矿相结构,建立了稀土渣高温相平衡图,填补了该领域热力学及相态结构的空白,为稀土渣分离提取稀土组元、稀土微晶玻璃制备提供了重要科学基础。该研究成果2020年4月发表,当月就被推荐授予年度ACerS Spriggs Phase Equilibria Award Spriggs相平衡奖。


  在进一步研究了Re2O3-CaO-SiO2-CaF2-P2O5-FexOy稀土渣系熔析结晶矿相重构过程的基础上,研究团队以稀土矿为原料,采用超重力梯级分离,实现了实验室98.38%的Ce元素以氟氧稀土相析出分离(1673K),97.70%的La元素进入铁酸稀土相作为第二相析出分离(1473K),以及残余Ce、La和Pr、Nd元素进入铈磷灰石中析出分离(1173K),成功实现了稀土精矿中不同稀土元素Ce、La、Pr、Nd的梯级分离富集。该项技术的成功研发为多元稀土矿渣体系中稀土资源高效分离提取提出了新的方法。目前,该项研究成果已获技术发明专利。


  据悉,郭占成教授研究团队长期致力于从基础研究到产业化应用的一贯式高温冶金新技术研发,曾于2006年获得IOM3协会Billiton Gold Medal学术奖。