創新突破助推鋅產業發展

云南有色金屬電沉積技術創新團隊

云南有色金屬電沉積技術團隊由昆明理工大學、西安理工大學、云南馳宏鋅鍺股份有限公司鋅電沉積技術骨干組成。團隊帶頭人羅永光，博士，美國Michigan Technological University 訪問學者，正高級工程師，云南省高層次人才培養計劃-產業技術領軍人才。

團隊圍繞鋅冶金行業技術特點，積極開展濕法鋅冶煉技術集成創新，對濕法鋅冶金開展全流程技術創新，推動鋅產業的發展和延伸。

通過云南馳宏鋅鍺股份有限公司支持和聯合高校的共同努力，開展了復雜原料濕法鋅冶煉全流程技術研究，實現了由復雜次氧化煙塵和富鍺焙燒礦“長周期-大極板-自動剝鋅”工藝電積電效突破92%，最好時穩定達到92.6%，達到國際先進水平。

團隊研究成果獲受權發明專利32 件，其中研發的“加壓脫除硫酸鋅溶液中有機物和Mg2+平衡”技術，經5 年生產實踐表明：流程Mg2+小于16 g/L、流程COD 穩定在30 mg/L 以下，管道使用周期由60 天延長到180 天以上。專家評估“國內首創，國際先進”，工業化成果獲中國有色金屬學會科學技術進步二等獎。

研發出硫酸鋅溶液深度凈化-特殊試劑凈化法+五元高效合金鋅粉凈化工藝，實現了As、Sb、Ge 及膠體物質元素深度脫除，凈化后硫酸鋅溶液中As、Sb 比常規凈化法低一個數量級，Ge 比常規凈化法低25%-35%，稀散元素控制在2 mg/L 以內。凈化所得新液含鋅不變，物理質量由傳統凈化的乳白“牛奶”狀變為透明“礦泉水”，溶液透明度由25-30 mm 提高到120 mm 以上。

圖1 新液物理質量對比圖

表1 凈化對比效果表

團隊聯合西安理工大學開展的“濕法煉鋅陰極導電頭界面失效原因及其調控機制研究”項目，突破“長周期-大極板-自動剝鋅工藝”極板生產關鍵核心技術國外封鎖問題，解決了現有國內工藝焊接接合界面形成高電阻的銅鋁化合物和缺陷導致發熱、易腐蝕、使用壽命短的難題，應用前景廣闊。

團隊與昆明理工大學聯合開展硫酸鋅溶液強化凈化研究，以“熱鋅粉-噴射凈化”非常規技術路為主線，積極響應中家“碳中和、碳達峰”戰略，研究成果獲授權發明專利6 件。

通過系統研究和成果轉化，改善了析出鋅物理質量，杜絕了鋅電積鋅片表面出現“皰丁”“碎籽”等狀況，工業化生產獲得密度為7.10-7.13 g/cm3的鋅片，有效提升了鋅片致密度，保障了自動剝鋅機高效運行，促進濕法鋅冶煉自動化升級。

目前，針對濕法鋅冶金過程銅的高效利用和硫酸鋅溶液深度凈化，研發出“空氣電池內電解”工藝和自由基分解有機物技術，直接從復雜硫酸鋅溶液中選擇性非外電場條件下得到金屬銅粉、金屬銅。成功實現硫酸鋅溶液TOC<15 g/L。

目前團隊正開展非常規鋅冶金工藝技術研-特種場、新氧化還原技術及材料研發，推進新型高級氧化還原技工業化應，依托紅河學院化學與資源工程學院-云南省東南亞稀貴金屬新材料國際聯合實驗室，專注于冶金工程領域新技術和配套技術材料研發。

紅河學院化學與資源工程學院有色金屬與新材料研究團隊現有專職研究人員19 人，具有博士學位15 人，其中教授、研究員、正高級工程師5 人，副教授、高級工程師7 人，講師6 人，省突、省貼2 人、“萬人計劃”產業領軍人才1 人、省學術和技術后備2 人、省技術創新培養對象1 人、兼職博士生導師1 人、碩士研究生導師6 人。 團隊一直積極進行實驗室建設，目前已有掃描電子顯微鏡、X 射線衍射儀、高自動比表面與空隙分析儀、液相色譜/質譜/質譜聯用儀、氣相色譜/質譜聯用儀、電化學工作站、微波消解儀、全自動固相萃取儀、全自動凝膠色譜儀、熒光分光光度儀、紅外光譜儀、紫外分光光度計、原子吸收光譜儀、電感耦合等離子體質譜儀、離子色譜儀、多功能制粒機、實驗室升降爐、箱式爐、管式爐、小型真空冶煉爐、中頻爐等大型儀器設備、碎磨-篩分-重-磁-浮整套選礦設備等先進的實驗表征設備，在貴金屬冶金、稀散金屬冶金、銅鉛鋅重金屬冶金、有色金屬新材料、固廢資源綜合利用、有色金屬選-冶技術等研究領域已形成數項成熟技術亟待推廣應用。

團隊核心骨干范興祥研究員榮獲云南省有突出貢獻優秀專業技術人才、云南省中青年學術和技術帶頭人后備人才、云南省教育廳優秀教師和高校優秀共產黨員等榮譽稱號。同時兼任云南省東南亞稀貴金屬新材料國際聯合實驗室、稀貴金屬循環利用云南省高校協同創新中心主任、中國再生資源產業技術創新戰略聯盟“失效貴金屬催化劑循環利用聯合創新實驗室”、云南省本科高校冶金工程新興專業建設等負責人。

圖2 實驗產出的銅

圖3 自由基凈化裝備

圖4 自由凈化析出雜質