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工业电解锰高效提纯的研究及应用示范

成果类型:: 新技术

发布时间: 2025-12-24 17:28:01

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”宁夏(新材料)区域科技服务团| 武金龙 | 2026-01-19 09:24:33
工业电解锰高效提纯的研究及应用示范技术服务成果紧密围绕行业痛点,依托湿法冶金与工业固废资源化交叉技术路径,系统开展了电解锰溶液深度除杂、高效电解精炼及副产物协同利用的全链条研究。团队针对传统电解锰工艺纯度不足、杂质去除不彻底、能耗高且污染大的问题,研发出基于工业固废改性的高效除杂吸附剂制备技术,通过粉煤灰与碱木质素复合改性构建高选择性吸附体系,精准去除硫酸锰溶液中的重金属杂质与微量有害离子;同时优化双膜三室电解工艺参数,开发耐腐高效复合电极材料,形成集“深度净化-低耗电解-纯度调控”于一体的高效提纯技术体系。
该技术服务的核心成果亮点充分彰显了多维度技术创新与产业赋能价值。其一,创新采用工业固废基复合吸附剂替代传统化学除杂剂,既有效降低生产运营成本,又实现工业固废的资源化再利用,构建起“以废治废”的绿色低碳产业发展路径,契合行业绿色转型发展趋势;其二,研发的双膜三室电解技术成功突破传统工艺瓶颈,优化了电解反应过程的协同性,显著提升电解过程的稳定性与经济性,有效降低环境风险,筑牢产业安全环保生产基础;其三,技术成果的成功落地实现了高品质锰产品的稳定产出,填补了相关领域技术应用空白,适配高端产业发展需求,同时形成可复制、可推广的“校企协同”技术应用示范模式,为推动行业技术升级、促进产业高质量发展提供有力支撑。

本项目开发的工业电解锰高效提纯技术,不仅适用于传统电解锰生产企业(全国产能约150万吨/年)的节能降耗与品质升级改造,还可拓展应用于以下新兴关键领域:

高性能电池材料领域:为磷酸锰铁锂(LMFP)、锰酸锂等下一代锂离子电池正极材料提供稳定、低成本的高纯锰源,直接服务于新能源汽车和储能产业。

高端合金制造领域:为生产特种不锈钢、高强度合金钢、铝锰合金等提供优质添加剂,提升下游材料的强度和耐腐蚀性能。

资源循环利用领域:配套的锰回收与净化技术可推广至废旧锂电池黑粉中锰的湿法回收、矿山含锰废水深度处理等环保与城市矿山开发项目。

国际产能合作:本技术具有显著的节能环保优势,适合在“一带一路”沿线锰资源丰富的国家(如南非、加蓬、印尼等)进行技术输出与产能合作,提升我国在绿色冶金领域的国际影响力与市场份额。

该技术符合国家产业升级与绿色发展的战略方向,不仅能够重塑电解锰这一传统产业的竞争力,更将在新能源、新材料等万亿级战略性新兴产业中扮演关键的原材料保障角色,市场应用前景极为广阔。

韩凤兰教授团队隶属于北方民族大学材料科学与工程学院,是专注于工业固废资源化利用和盐碱地改良领域的创新科研团队。团队主要致力于两大核心领域:工业固废资源化利用和盐碱地生态治理。

(1)研发投入与经济效益:已投入经费:本项目累计投入研发经费约 800万元人民币,主要用于关键技术攻关、小型试验与中试生产线建设、专用设备研发与优化、人才引进及国际合作等。已取得收益:通过技术应用示范,已实现电解锰单位产品能耗降低20%,阴极锰产品纯度稳定达到99.9%以上,提纯效率提升25%。在一条年产1万吨的示范线上,年节约生产成本约1200万元,减少含锰、氨氮危废产生量约500吨/年,初步实现了经济效益与环境效益的统一。未来投入计划:为完成全流程智能化控制、副产品高值化利用技术集成及规模化应用稳定性验证,预计需再投入经费500万元,计划在2年(2025-2026年)内完成,主要用于智能控制系统开发、第二条万吨级示范线关键设备升级及长期运行数据监测与分析。

(2)社会与综合效益:推动科技进步:本项目发展了基于新型电极材料和优化电流密度分布的电解锰高效提纯新工艺,突破了传统工艺在能耗、纯度与稳定性方面的瓶颈,为有色金属电解精炼提供了创新性解决方案,促进了冶金工程、材料科学与自动控制技术的交叉融合。保护资源与环境:技术应用可实现吨产品综合电耗降低800-1000度,锰金属回收率提高至92%以上,显著减少新水消耗和废渣排放。推广后,有望每年为行业节约标煤数十万吨,减少废水排放数百万吨,有力支撑“双碳”目标与循环经济发展。保障国家与社会安全:提升我国高纯锰材料的自给率与质量稳定性,降低对进口高纯锰的依赖,保障新能源汽车电池材料、特种钢等战略产业链的供应安全;通过源头减排,有效降低传统电解锰产区环境污染风险,促进区域生态环境安全与社会稳定。改善民生与健康:技术推广有助于增强锰加工企业盈利能力与竞争力,稳定和创造就业岗位;通过大幅减少重金属与氨氮污染物排放,直接改善项目所在地及周边居民的生活环境与饮用水安全,提升公众健康水平。

1.技术转让:可向电解锰生产企业提供涵盖工艺、设备与控制的完整技术解决方案(工艺包),技术转让费用预计为800-1500万元(视生产规模与授权范围而定),或采取“一次性入门费+按产品销售额提成(如1%-3%)”的组合模式。

2.技术入股:愿以本技术成果作价评估(估值可协商,例如1500-2000万元),与具备生产基础、场地及市场渠道的优质企业共同成立合资公司,我方占股20%-30%,深度参与产业化运营,共享长期收益。

3.技术合作:欢迎与大型冶金集团、环保工程公司或地方政府工业园区合作,共同申请国家级/省级绿色制造、节能降碳专项,合作共建年产3-5万吨的行业标杆示范工程,或对现有产线进行技术总承包改造。

4.资金需求:期望引入产业战略投资或政府成果转化专项资金500-800万元,主要用于首条商业化规模(年产3万吨)生产线的建设或改造、中心化验室升级及初期市场推广。

5.转化方向与要求:希望优先在湖南、贵州、宁夏、广西等锰矿资源集中且环保要求高的重点区域开展应用。目标在3年内合作建成3-5条技术标杆示范线,形成可复制、可推广的成熟商业模式。合作方应具备良好的工程实施能力、稳健的财务状况和明确的绿色发展理念。