中南大学石雷获国家专利权
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龙图腾网获悉中南大学申请的专利一种基于氢冶金原理的可移动式钨资源回收装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120536754B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510469264.X,技术领域涉及:C22B34/36;该发明授权一种基于氢冶金原理的可移动式钨资源回收装置是由石雷;文爽;乐健荣;王熠麟;唐鹤群;李雨橙;谷依琴;彭采芹;周天设计研发完成,并于2025-04-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于氢冶金原理的可移动式钨资源回收装置在说明书摘要公布了:本发明是一种集光制氢、氢冶金、钨运输于一体的可移动式钨资源回收装置,属于清洁能源与低碳冶金技术领域。它旨在解决传统回收方法处理高稳定性含钨废料时存在的环境污染、能耗高、工艺复杂等问题。装置构建于移动平台之上,包括核心反应模块、光催化甲醇重整制氢模块、精密气体管理与供应模块、能量与水回收模块、氢气再生与循环模块、废料预处理模块、产物处理与分离模块、集成化过程控制与安全监控模块等。其通过优化设计的氧化‑还原工艺和氢冶金原理,实现了钨及伴生金属的高效回收,同时集成了能量回收与氢气内循环系统,显著提升了能源效率,增强了可持续性,且具有移动作业、清洁环保、高安全性和资源回收率高等优点。
本发明授权一种基于氢冶金原理的可移动式钨资源回收装置在权利要求书中公布了:1.一种基于氢冶金原理的可移动式钨资源回收装置,其特征在于:包括电解制氢模块13为装置提供氢能,高温冶金区5放置充分氧化、充分粉碎后的原料,并设有各管路使各部件联动相通,在高温还原过程中,原料发生还原反应,产生的废料和废气分别进入电磁分选区11和废气处理腔1; 包括五个核心部件,即混气部件、高温冶炼部件、电磁分选部件、废气回收部件、电解制氢部件,内部包含废气处理腔1、混气罐2、产出炉3、加压罐4、高温冶金区5、中控电脑6、装置支架部分7、出气管二8、出气管一9、进气管10、电磁分选区11、余热回收区12、电解制氢模块13; 冶炼具体实施方式如下: 步骤一、原料预处理;取100kg氧化钨矿,将其投入破碎机,粗碎至粒径10-20mm,接着用圆锥破碎机进行中碎,使粒径达到5-10mm,最后使用振动磨研磨,直至粒径小于0.074mm,随后把研磨后的矿石放入焙烧设备中,在800℃的高温下焙烧2小时,以此去除矿石中的杂质,并优化其晶体结构,为后续的冶炼过程做准备; 步骤二、装置调试:启动本装置,对各系统进行全面调试,在混气罐2处,通过精确调节氢气、氮气流量阀门,确保两种气体按3:2的比例稳定混合;仔细检查电解制氢模块13的设备,包括电解池、电极,保证其处于正常运行状态,同时,对高温冶金区5的加热元件、温度传感器以及炉膛的密封性能进行检查,保障反应环境稳定; 步骤三、还原反应;把预处理后的矿石装入高温冶金区5,关闭炉门并做好密封措施,从进气管10通入按3:2混合的氢气、氮气,流量设定为10Lmin,启动加热系统,以120℃min的升温速率将温度提升至1050℃,并保持3小时,在此过程中,氢气与氧化钨发生反应,直接将氧化钨还原为钨和水蒸气;反应产生的尾气经出气管一9进入废气处理腔1; 步骤四、钨产品精加工;反应结束后,将高温冶金区5内的产物冷却至300℃左右,然后取出,先通过初步筛分,去除其中的大颗粒杂质,再利用重选和磁选工艺进一步提纯,得到高纯度的钨粉;将钨粉压制成特定形状后,放入真空烧结炉,在1600℃的高温下烧结2小时,制成纯度达99%以上的钨锭; 步骤五、废气处理;尾气进入废气处理腔1后,先经过冷凝装置,水蒸气在冷凝装置的作用下冷凝成液态水,流入专门设置的储水罐中;残余的氢气则通过回流管道返回混气罐2的进气口,实现氢气的循环利用;余热回收区12的热交换器连接出气管一9和进气管10,回收尾气中的显热用于预热进气,经过实际测算,这一操作可使能源利用率提高约15%; 步骤六、将储水罐中的水输送至电解制氢模块13的高温固体氧化物电解池;利用废气回收过程中余热回收区12回收的余热来驱动电解反应,生成的氢气输送至混气罐2,参与后续反应,产生的氧气则作为助燃气收集起来加以利用;经统计,该电解制氢过程所产生的氢气能够满足25%的反应氢气需求,有效降低了对外部氢气的依赖,实现了资源和能源的高效循环利用。
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