资源化工研究部

　　研究部聚焦于发展流态化过程强化及放大新理论与方法，开发流态化强化关键工艺与技术，解决资源与能源高效清洁转化、先进功能粉体规模化制备及储能材料等领域的重大问题。2022年在Nature Catalysis、Advanced Materials等国际重要学术期刊发表SCI论文57篇，申请发明专利33项。

　　重点进展一：基础理论创新

　　针对流化床中非线性非稳态的传质反应过程，建立了直接描述颗粒表面活性组分传递反应关键特性理论方程，有效提高了流态化反应模拟效率；阐明了微/纳颗粒流化粘附-分离强化还原机制，发展了粘性粉体流态化过程强化新方法，丰富了流态化过程强化理论体系；揭示了催化剂与多硫化合物的作用机制，构建了催化剂“多硫离子吸附调控”设计新规律。

　　重点进展二：关键技术研发

　　开发了流态化阳离子缺陷工程新技术，突破了Pt单原子催化剂极易团聚的技术瓶颈，电催化析氢质量活性提升了约190倍；阐明了电极表界面电子输运强化机制，提出了波动电能自平整柔性制铁技术，实现了绿色电能低碳制铁；探明了钛合金粉末烧结后板条晶形成本征原因，发展了强化成分均匀化的钛粉包覆改性技术，解决了粉末冶金钛合金塑性差的问题；构建了火焰合成过程多尺度理论模型，精确模拟雾化湍流火焰场中纳米颗粒生成和长大过程，形成了功能化纳米颗粒材料火焰合成的优化设计策略；厘清了流化床化学气相沉积气相水解反应均相/异相成核竞争机制，提出了爆发均匀形核和复杂流动耦合单晶生长的两步过程强化新工艺。

　　重点进展三：示范工程开发

　　新建1万吨/年流化床绿氢直接还原项目：发展了颗粒设计改性强化技术，突破了还原粘结难题，实现0.1mm以下细铁矿粉流态化高效还原，形成了具有完全自主知识产权的流化床高效氢气直接还原新技术。该项目是全球首套万吨级流化床绿氢直接还原装置，有望为世界氢冶金技术发展提供“中国方案”；

　　新建百吨级亚微米超细金属粉体项目：开发了两段法流态化过程强化新技术，建立了气相流化床方法制备超细金属粉体颠覆性工艺。该项目是全球首套流化床制备亚微米铜粉、纳米镍粉的产业化示范线；

　　此外，45万吨/年磷石膏流态化煅烧示范装置调试成功，该项目是目前国内单套产能最大的磷石膏煅烧装置；50万吨/年铁锰矿定向还原项目获批建设工程规划许可，完成地勘工作并开始标准设备订购，已转入实质性开工建设阶段；3×185万吨/年磁化焙烧项目获得鞍钢集团正式批复，现进入正式实施阶段，目前正紧张开展详细设计与开工准备。

　　图1 1万吨/年流化床绿氢直接还原项目开工

　　图2 百吨级亚微米超细金属粉体项目

　　图3 45万吨/年磷石膏流态化煅烧示范装置调试成功