DOC《中南大学科技成果（部分）一览表》

中南大学科技成果(部分)一览表 序号 项目名称 项目简介 投入产出情况 产业领域 联系人

1 动车组用碳/碳受电弓滑板产业化项目 受电弓滑板是电力机车从电网中直接获取电能的介质,是列车可靠、安全运行的重要保证.

碳/碳(C/C)受电弓滑板制造技术是世界最先进的碳滑板技术,采用该技术生产的受电弓滑板的各项指标显著优于现有纯碳滑板,完全能够替代后者.C/C滑板的机械性能(抗折强度、抗压强度和冲击韧性)是现有标准的4倍以上,电阻率仅为现有标准的1/3~1/2,是下一代受电弓滑板的理想材料,目前,已成功应用于日本新干线. 受电弓滑板是动车组国产化项目的A类部件,属于易损耗件,利润率近300%.目前,我国的动车组保有量已经突破1300列,且还在持续增加.中国在海外的动车组市场也在逐渐开拓,这些都对受电弓滑板提出强大的需求.此外,货运列车、轻轨、有轨电车等也对受电弓滑板的需求强劲.根据国家铁路发展规划,未来3到5年,国内受电弓滑板的市场需求将达到90万条/年,国外受电弓滑板市场需求将超过200万条/年. 中南大学具有完全自主的C/C受电弓滑板制造技术体系,已申请国家发明专利6项,授权2项.C/C受电弓滑板的技术主要包括C/C滑条技术和粘结技术.C/C滑条技术成熟,粘结技术正处于试验验证阶段. 投入产出:该项目投资5000万元,年产值可达近10亿元.目前,C/C受电弓滑板处在小批量试生产阶段,量产前,还需投入约200万的研究试验费用. 新材料 肖鹏

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2 超高强、高抗应力松弛环保型Cu-Ni-Si-Al系合金 超高强、高抗应力松弛铜合金要应用在制造信号及电力两者中的电气接触元件中,如弹簧、开关、接插件、接线端子和连接器替代铍青铜.铍青铜具有高强、高抗疲劳和优良的导电性,碰击时无火花,是目前制造高端电子元器件的关键材料.但由于含剧毒元素铍,每一立方米的空气中含一毫克铍粉尘,就会使人染上急性肺炎,同时能引发癌症.铍铜在200℃环境下应力松弛率达30%以上,导致电子元器件工作失效.美国和欧盟将于2016年在多领域禁止铍青铜的使用.开发出无铍高抗应力松弛的弹性铜合金是国内外研究的重点.美国、日本和中国相继开发了Cu-Ni-Sn、Cu-Ti、Cu-Ni-Mn、Cu-Ni-Al等无铍弹性铜合金[5-8].这些合金具有高强度(≥1100MPa),200℃工作时抗应力松弛性能优异(均小于12%),但合金电导率低,仅16%IACS左右,不能满足现代大功率型电子元器件电导率≥20%IACS(相当于铍青铜QBe2)的基本要求. 本项目开发的超高强、高抗应力松弛Cu-Ni-Si-Al系合金,在保证强度和康盈利松弛的性能的前提下,实现了电导率的大幅提升.突破的关键技术:①超高强、高抗应力松弛Cu-Ni-Si-Al系合金成分设计、铸锭洁净化、均质化和成分稳定化调控技术;

②合金热轧―在线淬火与形变热处理技术;

③合金带材板形控制和加工技术研究;

④合金棒线材加工技术.主要技术性能指标如下:抗拉强度σb≥1100MPa(≥650MPa),电导率g≥20%IACS(≥58%IACS ),200℃/100h下的应力松弛率 R=(σ0-σk)/σ0≤11%.制备技术:半连续铸造.产品形态:板、带、管、棒、丝.知识产权:获授权国家发明专利,拥有自主知识产权.市场前景:仅电气接触元件,如弹簧、开关、接插件、接线端子、连接件和高铁线夹等每年国内市场1.0万吨,以每吨20万元计,每年新增产值20亿元. 工程化制备技术研究投入600-1000万元. 产业化制备投入8000-10000万元. 材新料 李周 Tel:13187215388;

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3 铬盐清洁化生产技术 铬盐是国民经济不可或缺的基础原材料,我国铬盐产量约占世界的40%.目前,国内铬盐生产过程中存在焙烧过程铬转化率低(~80%)、含铬废渣(溶出渣、胶质含铬铝泥、除钒渣等)中铬带损高且资源化利用难等问题,从而导致环境污染重、资源利用率不高,亟待解决.中南大学碱法研究所通过长期系统的理 论和技术研究,成功开发了含铬物料强化氧化焙烧技术、黄卤液中和除铝技术、铝泥综合利用技术、碱性液除钒以及除钒渣综合利用技术等系列铬盐清洁化生产技术,其中废渣资源化利用技术已于 2006~2010年在甘肃锦世化工先后应用于工业生产,目前各项生产技术指标稳定:1)中和铝泥含水率从~85%降至~30%,铬带损由15%降至0.5%以内,并产出国标二级品以上Al(OH)3产品;

2) 除钒渣生产商品级V2O5,钒回收率达80%;

铬铁矿强化氧化技术已完成实验室小试和扩大试验,铬转化率>

98%,溶出渣含铬50%)原料时WO3回收率>

97%,APT产品质量达0级品标准(国标中规定检测的全部杂质含量之和90%,铁精矿品位>

62%. 该项目已申请国家发明专利5项,其中已授权3项. 我国高铁一水硬铝石矿储量丰富,但迄今国内外尚无法经济综合利用其中的铁,导致赤泥量大、综合利用难,且大量高铁高硅铝土矿不能利用.项目提出的短流程低耗高效综合利用高铁一水硬铝石矿中铁的技术原型推广应用前景广阔,市场需求巨大.一个80万吨的氧化铝厂只需增加投资约5000万元,年增产值约1.5亿元. 轻金属 冶金 李小斌

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6 高硫铝土矿生产氧化铝技术 由于硫对氧化铝生产过程存在危害和不利影响,高硫铝土矿至今没有得到大规模工业应用.已有的选矿除硫、湿法除硫、高温焙烧脱硫等多种方案均难以经济利用高硫铝土矿.项目不需要单独设立选矿除硫或焙烧除硫工序,通过对高硫铝土矿生产氧化铝过程中硫、铁元素反应行为的调控,可实现经济高效利用高硫铝土矿.项目对于我国氧化铝工业的可持续发展具有重要意义. 该项目已申请国家发明专利4项,授权2项. 我国高硫铝土矿储量大(~1.5亿吨),主要分布在贵州、重庆、山东等地,其中大多属高品位的铝土矿.项目提出的高硫铝土矿生产氧化铝技术可以结合现有氧化铝生产流程进行,简单、经济,项目推广应用前景广阔,市场需求巨大.年产量80万吨的氧化铝厂只需增加投资约3000万元,年增产值约1亿元以上. 轻金属 冶金 李小斌

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7 低浓度二氧化硫烟气回收制备高值硫产品新技术 二氧化硫是主要的大气污染物的之一,其中低浓度二氧化硫广泛存在燃煤发电、钢铁、有色等国家支柱性行业.2012年12月5日,国家环保部发布《重点区域大气污染防治 十二五 规划》,其中拟定 十二五 期间大气污染防治包括二氧化硫治理等8类重点工程项目,总投资需求多达3500亿元.因此,低浓度二氧化硫治理技术需求巨大. 本技术可适用含0.1~3%二氧化硫的烟气脱硫处理,对烟气来源适应性强,工艺采用碱液吸收,该吸收为化学反应,脱硫率高,无废气生成.脱硫产物为固体硫磺和硫酸氢钠,易于储存,运输便利,经济价值高,回收利用率高,无二次污染,满足清洁生产的要求.还具有反应条件温和(小于100℃)、运行费用低等优点.本技术主要基于含二氧化硫烟气被氢氧化钠溶液吸收生成亚硫酸氢钠溶液,然后向亚硫酸氢钠溶液中加入硒催化剂,在70~100℃下实现催化歧化反应,过滤分离回收催化剂后,得到硫胶体溶液,硫胶体经高效脱稳得到硫磺颗粒和硫酸氢钠溶液,接着采用高效蒸发联合微波加热使硫酸氢钠溶液浓缩结晶,得到一水或无水硫酸氢钠. 本项目在国家科技支撑计划的支持下,已在郴州某有色冶炼企业完成该技术中试规模试验和示范工程运行,结果表明二氧化硫经两级吸收后,可达到99.99%的脱硫率,二氧化硫一级吸收液的有效利用率为83.43%,其中24.08%转化为硫磺,59.4%转化为硫酸氢钠,催化剂硒回收率为98.5%.硫磺含量为99.73%,达到国标《GB/T 2449-2006》一等品水准,硫酸氢钠含量>

90%,也满足一般工业要求. 本项目已完成技术开发、中试及示范工程.目前处于技术推广期.据估计,我国每年的硫磺进口量达1000万吨以上,硫酸氢钠的使用量超过500万吨以上. 该技术可以燃煤发电、钢铁、有色、水泥等多个行业中进行推广,市场规模超过1000亿元. 环境保护 刘恢 E-mail:[email protected]

电话:0731-88830875 传真:0731-88710171 序号 项目名称 项目简介 投入产出情况 产业领域 联系人

8 铬渣堆场污染土壤微生物修复技术 污染土壤修复工作已列入《全国土壤环境保护 十二五 规划》,随着《土地污染防治行动计划》的出台与实施,土壤修复是一个亟待开启的新兴环保市场,规模巨大.目前我国铬渣堆场有63个,受铬(VI)严重污染的土壤达2000多万吨,面积达300万平方米.因缺少治理效果可靠、经济合理的修复技术,铬污染土地修复工程没有得到有效实施.铬污染土壤微生物修复技术是解决我国铬污染土壤修复的创新技术,应用前景十分广阔. 本技术针对铬渣堆场高碱性、高Cr(VI)污染问题,从铬渣堆场土壤中分离筛选出2株高效还原Cr(VI)的菌株,应用于铬渣堆场重污染土壤的治理.铬渣污染堆场微生物修复技术采用 破碎-筑堆-细菌解毒-铬回收 工艺,先将铬渣污染场地简单破碎,筑堆,用高效Cr(VI)还原菌菌液喷淋土堆,土壤中一部分Cr(Ⅵ)随菌液淋洗带出土壤进入溶液,淋洗液中Cr(VI)在铬还原菌的作用下被还原成三价铬,在碱性条件下形成沉淀,沉渣脱水后回收铬;

剩余的菌液重新回灌淋洗土壤,将土壤中的残余的Cr(VI)转化成Cr(III)得以修复.该技术在五矿(湖南)铁合金有限责任公司建立了100M2的中试示范,并在原长沙铬盐厂完成了200M2的工程化试验,修复后的土壤六价铬浸出毒性浓度低于0.5mg/L.本技术已授权5项具有自主知识产权国家专利.技术成果于2010年和2014年通过了省环保厅和省科技厅组织的成果鉴定.技术列入《2009年国家先进污染防治示范技术名录》和国家科技惠民计划先进科技成果.本技术已经得到中试化验证,各项技术经济指标均达到国际先进水平,完全具备实施产业化的条件. 63个铬渣堆场,污染土壤数量20000多万吨,占地面积约300万平方米(折4500亩).修复成本120亿.修复后土地恢复期使用功能,作为房地产开发,按平均地价500万元/亩计,可创造价值225亿元. 环境保护 杨志辉 E-mail:[email protected]

电话:0731-88830875 传真:0731-88710171 序号 项目名称 项目简介 投入产出情况 产业领域 联系人

9 日产5万只高容量圆柱18650型锂离子电芯 目前国内18650电池圆柱电芯生产主要集中在低容2.0Ah,2.2Ah等型号,圆柱低容电芯市场越来越成熟,技术门槛越来越低.经过近20多年的发展目前早已走出了原来的笔记本电脑的使用领域,作为首选电池应用于动力及储能等领域,如美国特斯拉电动车用的电池就是以NCA为正极材料的18650圆柱电池.项目团队历经十余年已开发出具有国际先进水平的锂电池正极材料NCA产业化技术,并成功解决了NCA在锂电池生产中对湿度敏感的关键技术.为开发高容圆柱电芯提供了技术保障. 高容圆柱电芯(2.6Ah,3.0Ah)市场以及E-bike圆柱电芯市场发展快速,目前生产企业主要是日韩厂商以及部分国内厂商.而高容电芯市场利润率高达30%. 国内像NCA这样的高容量正极材料目前还没有量产. E-bike(电动自行车)锂离子动力电池自2011年开始出现爆发式增长,使用传统铅酸电池的E-bike电池会逐渐被锂离子动力电池取代;

2012年国内电动自行车销售超过2000万辆,2013年电动自行车约2600万辆.锂电池动力自行车约占5%(130万组).现阶段国内E-bike电池公司产品品质、产能或者成本控制不能满足客户要求. 本项目圆柱市场定位:以高容体系(2.6Ah,3.0Ah)为基础,........