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金属硼化物超细粉体生产新技术获有色金属工业科学技术发明一等奖

发布时间：2015/1/27 0:09:58

      中国有色金属工业协会公布了2014年度中国有色金属工业科学技术奖评选结果，张廷安团队主持完成的“自蔓延冶金法制备金属硼化物超细粉体清洁生产技术”荣获2014年度中国有色金属工业科学技术发明一等奖。

   金属硼化物及无定形硼粉等高端硼化物是重要的战略物质，在国民经济与国家安全等领域具有重要应用。但我国高端硼化物无论是产品种类和产品质量均与美国等西方国家均有较大差距。如，无定形硼粉（火箭燃料助推剂、汽车安全气囊触发剂）；CaB6（防弹材料、核屏蔽材料、无氧铜脱氧剂、碳质耐火材料的添加剂）、TiB2（高熔点导电陶瓷）、LaB6、CeB6（阴极发射材料）等*应用价值，几乎全部依赖进口。且现有的工业化生产过程中会产生大量酸性金属氯化物溶液而限制了其规模化生产。为此，张廷安教授带领团队，经过20年的系统研究，发明了自蔓延冶金法制备金属硼化物超细粉体清洁生产技术，即将自蔓延高温合成—冶金强化浸出分离—酸性氯化镁溶液热解技术进行耦合集成创新，实现了自蔓延冶金法制备超细金属硼化物粉体的规模化清洁生产。项目于2013年8月通过了中国有色金属工业协会组织的专家技术鉴定，一致认为：该项目技术适合工业化推广应用，整体技术达到国际先进水平。项目核心成果已形成发明专利12项，发表论文40多篇，培养研究生20余名。

   项目创新成果：（1）发明了以氧化硼和相应金属氧化物为原料，镁为还原剂，经高能球磨预混处理，不同压力制坯，制坯自蔓延反应等步骤得到合成产物弥散分布于泡沫状MgO基体中；燃烧产物经密闭强化酸浸溶出去MgO基体，经过滤、洗涤、除杂和干燥得高纯超细粉体；酸浸得的氯化镁浸出液热解得高纯MgO粉，热解尾气吸收制盐酸循环。实现酸、水的循化利用，实现规模化清洁生产。（2）针对自蔓延冶金过程大量酸性氯化镁废液无法处理的难题，发明了氯化镁溶液热解技术，不仅解决了酸与水的循环利用，还“变废为宝”得到高纯氧化镁，实现了生产的“无废”排放。（3）发明了带搅拌强化浸出分离反应器与射流热解系统，突破自蔓延反应规模放大的设备局限，建成百吨级的生产线。（4）发现了金属硼化物颗粒在颗粒间和颗粒内生长的规律，提出了双区长大机制，形成了通过控制坯样压力和加入添加剂调控产物粒度的技术。

   项目成果已在辽宁、江西等地推广应用，已生产出纯度>99.0%的稀土硼化物（LaB6、CeB6）；纯度>98.5%、粒度为0.41μm的TiB2；纯度>98.0%，粒度为1.65μm的CaB6以及纯度为92.0-97.0%，粒度<0.30μm高活性无定形硼粉。累计新增产值6亿多元，纯利润近 4亿元。其中，无定形硼粉已被列为*重点新产品，打破了美国对高端无定形硼粉等产品及制备技术的垄断，解决了我国高端硼化物依赖进口的局面，为我国国家安全和社会经济建设提供了物质保障。

   据悉，该项目成果还获得了2014年度辽宁省科学技术发明二等奖和2012-2014年度无机化工科技奖-科技进步奖，以及2013年度中国产学研创新成果奖。