创新突破助推锌产业发展

云南有色金属电沉积技术创新团队

云南有色金属电沉积技术团队由昆明理工大学、西安理工大学、云南驰宏锌锗股份有限公司锌电沉积技术骨干组成。团队带头人罗永光，博士，美国Michigan Technological University 访问学者，正高级工程师，云南省高层次人才培养计划-产业技术领军人才。

团队围绕锌冶金行业技术特点，积极开展湿法锌冶炼技术集成创新，对湿法锌冶金开展全流程技术创新，推动锌产业的发展和延伸。

通过云南驰宏锌锗股份有限公司支持和联合高校的共同努力，开展了复杂原料湿法锌冶炼全流程技术研究，实现了由复杂次氧化烟尘和富锗焙烧矿“长周期-大极板-自动剥锌”工艺电积电效突破92%，最好时稳定达到92.6%，达到国际先进水平。

团队研究成果获受权发明专利32 件，其中研发的“加压脱除硫酸锌溶液中有机物和Mg2+平衡”技术，经5 年生产实践表明：流程Mg2+小于16 g/L、流程COD 稳定在30 mg/L 以下，管道使用周期由60 天延长到180 天以上。专家评估“国内首创，国际先进”，工业化成果获中国有色金属学会科学技术进步二等奖。

研发出硫酸锌溶液深度净化-特殊试剂净化法+五元高效合金锌粉净化工艺，实现了As、Sb、Ge 及胶体物质元素深度脱除，净化后硫酸锌溶液中As、Sb 比常规净化法低一个数量级，Ge 比常规净化法低25%-35%，稀散元素控制在2 mg/L 以内。净化所得新液含锌不变，物理质量由传统净化的乳白“牛奶”状变为透明“矿泉水”，溶液透明度由25-30 mm 提高到120 mm 以上。

图1 新液物理质量对比图

表1 净化对比效果表

团队联合西安理工大学开展的“湿法炼锌阴极导电头界面失效原因及其调控机制研究”项目，突破“长周期-大极板-自动剥锌工艺”极板生产关键核心技术国外封锁问题，解决了现有国内工艺焊接接合界面形成高电阻的铜铝化合物和缺陷导致发热、易腐蚀、使用寿命短的难题，应用前景广阔。

团队与昆明理工大学联合开展硫酸锌溶液强化净化研究，以“热锌粉-喷射净化”非常规技术路为主线，积极响应中家“碳中和、碳达峰”战略，研究成果获授权发明专利6 件。

通过系统研究和成果转化，改善了析出锌物理质量，杜绝了锌电积锌片表面出现“疱丁”“碎籽”等状况，工业化生产获得密度为7.10-7.13 g/cm3的锌片，有效提升了锌片致密度，保障了自动剥锌机高效运行，促进湿法锌冶炼自动化升级。

目前，针对湿法锌冶金过程铜的高效利用和硫酸锌溶液深度净化，研发出“空气电池内电解”工艺和自由基分解有机物技术，直接从复杂硫酸锌溶液中选择性非外电场条件下得到金属铜粉、金属铜。成功实现硫酸锌溶液TOC<15 g/L。

目前团队正开展非常规锌冶金工艺技术研-特种场、新氧化还原技术及材料研发，推进新型高级氧化还原技工业化应，依托红河学院化学与资源工程学院-云南省东南亚稀贵金属新材料国际联合实验室，专注于冶金工程领域新技术和配套技术材料研发。

红河学院化学与资源工程学院有色金属与新材料研究团队现有专职研究人员19 人，具有博士学位15 人，其中教授、研究员、正高级工程师5 人，副教授、高级工程师7 人，讲师6 人，省突、省贴2 人、“万人计划”产业领军人才1 人、省学术和技术后备2 人、省技术创新培养对象1 人、兼职博士生导师1 人、硕士研究生导师6 人。 团队一直积极进行实验室建设，目前已有扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、高自动比表面与空隙分析仪、液相色谱/质谱/质谱联用仪、气相色谱/质谱联用仪、电化学工作站、微波消解仪、全自动固相萃取仪、全自动凝胶色谱仪、荧光分光光度仪、红外光谱仪、紫外分光光度计、原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、离子色谱仪、多功能制粒机、实验室升降炉、箱式炉、管式炉、小型真空冶炼炉、中频炉等大型仪器设备、碎磨-筛分-重-磁-浮整套选矿设备等先进的实验表征设备，在贵金属冶金、稀散金属冶金、铜铅锌重金属冶金、有色金属新材料、固废资源综合利用、有色金属选-冶技术等研究领域已形成数项成熟技术亟待推广应用。

团队核心骨干范兴祥研究员荣获云南省有突出贡献优秀专业技术人才、云南省中青年学术和技术带头人后备人才、云南省教育厅优秀教师和高校优秀共产党员等荣誉称号。同时兼任云南省东南亚稀贵金属新材料国际联合实验室、稀贵金属循环利用云南省高校协同创新中心主任、中国再生资源产业技术创新战略联盟“失效贵金属催化剂循环利用联合创新实验室”、云南省本科高校冶金工程新兴专业建设等负责人。

图2 实验产出的铜

图3 自由基净化装备

图4 自由净化析出杂质