2023年，实验室赵宝军教授团队指导的学生连续发表8篇高水平文章，尤其是本科生和硕士研究生作为第一作者发表的文章，系统汇报了他们的研究成果。
本科生徐飞燕和翁涛以他们的毕业论文为基础，发表了“Distribution and control of arsenic during copper converting and refining”。该研究针对含砷铜精矿冶炼过程中砷的控制，从热力学理论出发，论述了铜的吹炼和火法精炼过程中砷在气体、铜和渣中的分布。研究发现，吹炼过程中加入CaO或SiO2均能降低砷在铜中的含量，CaO的脱砷作用比SiO2强的多。火法精炼过程中，CaO或Na2O均可作为脱砷剂降低砷在铜中的含量，Na2O可以单独作用而CaO需要同时加氧才能更好脱砷。这项研究为之前受关注较少的铜吹炼和精炼过程中砷的脱除提供了理论依据，为铜产业处理高砷精矿打下了基础。
图1 铜吹炼过程中助剂对渣和铜中砷的影响
铜生产过程中的熔炼渣含1%以上的铜，需要通过选矿或高温贫化的方法回收其中的铜，尾渣中的0.3-0.7% Cu以及30-40% Fe难以回收利用。硕士研究生瞿毅承担的企业横向项目，研究了利用铜熔炼渣高温还原直接提取Cu-Fe合金，使尾渣中Cu和Fe分别降为0.1%和1%以下，充分回收利用了熔炼渣中的铜、铁资源，为铜熔炼渣的贫化开拓了一条新的工艺路线。Cu-Fe合金经脱硫后可以作为含铜钢如抗菌不锈钢的原料得到高值化利用。在碳热还原回收铜、铁时，熔炼渣中的锌也被还原后进入烟灰得以回收。
图2 还原剂用量对100g铜熔炼渣还原时各主要相的影响
高炉是炼铁的主要工艺，原料中带入的硫和碱金属均是高炉炼铁过程中的有害元素。硫进入铁水中影响后续炼钢工艺及钢的质量，碱金属在高炉风口附近被还原挥发，到块状带后成为氧化物随物料回到高温区造成炉内循环。碱金属在炉壁结瘤，腐蚀耐火材料和焦炭，严重影响高炉正常操作。因此高炉炼铁工艺中渣必需担负从铁水脱硫及从高炉中排碱的任务。硕士研究生徐磊承担的企业横向项目，开发了一种模拟高炉条件研究含硫铁水与含碱金属渣高温反应时的脱硫排碱效果的实验技术，对渣量、渣成分、温度和反应时间的影响进行了系统研究，为高炉炼铁有效进行脱硫排碱提供了理论依据。
图3 渣量对铁水中硫以及冶炼过程中碱金属脱除的影响
此外，博士研究生廖金发、许立强、谢岁也作为第一作者相继在Metals和Metallurgical and Materials Transactions B上就高炉渣相平衡、钨冶炼新工艺以及铜冶炼分别发表5篇高水平文章。
论文链接：
1. https://doi.org/10.3390/met13010085
2. https://doi.org/10.3390/met13020271
3. https://doi.org/10.3390/met13020414
4. https://doi.org/10.3390/met13020312
5. https://doi.org/10.3390/met13020224
6. https://doi.org/10.3390/met13010153
7. https://doi.org/10.3390/met13020217
8. https://link.springer.com/article/10.1007/s11663-023-02726-3
