固态离子碱熔融钒云母选择性崩解及介观反应行为机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51604197
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0409.矿物工程与物质分离
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The novel roasting theory of short process, high efficiency, low cost, and no pollution for vanadium extraction from stone coal is always the research highlight. The representative mica type stone coal is one of the most main complicated and refractory vanadium resources in China. The key scientific issue to realize the comprehensive utilization of the representative mica type stone coal is to achieve the selective disintegration of roscoelite by roasting so that the vanadium could be released from the constraint of the crystal lattice and the vanadium conversion efficiency could also be improved. According to the universal existing problems due to the vanadium constraint by the crystal lattice, which include the insufficiency of the oxidation and valence transition, the undesirability of the conversion efficiency, the rigorous operation conditions, and the serious environmental pollution problems in the roasting technologies for vanadium extraction from stone coal, the research will focus on the application of the solid-state ion alkali fusion extraction for the selective disintegration of roscoelite from the representative mica type stone coal. Meanwhile, the investigations of the fundamental theories will also be referred. The selective disintegration of roscoelite and mesoscopic reaction mechanisms will be finally obtained by the clarification of the roscoelite reaction kinetics and the disintegration factors, the chemical thermodynamics of the roscoelite and the associate minerals, the discipline of the vanadium migration, and the selective mesoscopic reaction discipline of roscoelite, under the conditions of the study on the main characteristics of stone coal, and the analysis of the quantum chemistry and the crystal structure. The research will explore the novel and green roasting theory for vanadium extraction from stone coal, and provide some portable basis for the efficient utilization of the representative mica type stone coal.
高效率、短流程、低成本、无污染的焙烧新理论一直是石煤提钒的研究热点。典型云母类石煤是我国最主要的复杂难处理钒资源之一,通过焙烧实现钒云母的高效选择性崩解,以有利于钒摆脱晶格束缚,提高钒的转化率,是综合利用典型云母类石煤中钒资源亟待解决的关键科学问题。针对我国现有石煤提钒焙烧工艺由于钒晶格束缚而普遍存在的焙烧氧化转价不充分、焙烧效果不理想、操作条件苛刻及环境污染严重等问题,本项目拟将固态离子碱熔融提取应用于典型云母类含钒石煤中钒云母的选择性崩解过程,并围绕基础理论问题开展研究工作:基于石煤主要特性研究,通过量子化学与晶体结构分析,查明钒云母的反应动力学与崩解影响因素,解明钒云母与共生矿物的化学热力学及钒迁移转化规律,探明钒云母的选择性介观反应影响规律,以全面解析钒云母的选择性崩解及介观反应行为机制。项目的研究,将建立石煤提钒的绿色焙烧新理论,为典型云母类石煤的高效利用提供可移植性依据。

结项摘要

高效率、短流程、低成本、无污染的焙烧新理论一直是石煤提钒的研究热点。典型云母类石煤是我国最主要的复杂难处理钒资源之一。本项目针对我国现有石煤提钒焙烧工艺由于钒晶格束缚而普遍存在的焙烧氧化转价不充分、焙烧效果不理想、操作条件苛刻及环境污染严重等问题,将固态离子碱熔融提取应用于典型云母类含钒石煤中钒云母的选择性崩解过程,并围绕钒云母的反应动力学与崩解影响因素、钒云母与共生矿物的化学热力学及钒迁移转化规律、钒云母的选择性介观反应影响规律等关键科学问题开展了系统的基础性研究工作。.针对典型云母类含钒石煤的固态离子碱熔融提取过程,基于菲克第一定律和化学反应速率的定义,构建了片状结构矿物焙烧的动力学模型,并进行了动力学分析与活化能计算,从而查明了钒发生反应转化的难易程度与影响因素;研究了典型云母类含钒石煤主要组成矿物的∆G-T热力学平衡图,明确了反应体系中物相的稳定存在形式及相应的存在条件,并结合钒云母在体系中的反应行为分析,从而探明了钒迁移转化规律;考察了钒云母与主要共生矿物的物相转变规律,分析了钒云母特征元素的浸出规律及晶体化学键的反应活性特征,并结合钒云母晶体结构参数分析,从而解明了钒云母的选择性崩解及介观反应活性影响规律。.项目形成了钒云母的选择性崩解及介观反应行为机制,建立了石煤提钒的绿色焙烧新理论,为典型云母类石煤的高效利用提供可移植性依据。发表学术期刊论文7篇,其中SCI收录6篇;申请国家发明专利5项;培养硕士研究生2人;主办国内学术会议1次,参加国内学术会议3次。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Vanadium Bioleaching Behavior by Acidithiobacillus ferrooxidans from a Vanadium-Bearing Shale
含钒页岩中氧化亚铁硫杆菌的钒生物浸出行为
  • DOI:
    10.3390/min8010024
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Minerals
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Wei Dunpei;Liu Tao;Zhang Yimin;Cai Zhenlei;He Jingtao;Xu Chengbao
  • 通讯作者:
    Xu Chengbao
Phase transformations of vanadium recovery from refractory stone coal by novel NaOH molten roasting and water leaching technology
新型NaOH熔融焙烧水浸技术从耐火石煤中回收钒的相变
  • DOI:
    10.1039/c7ra04741j
  • 发表时间:
    2017-01-01
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Cai, Zhenlei;Zhang, Yimin
  • 通讯作者:
    Zhang, Yimin
Effects of energy source on bioleaching of vanadium-bearing shale by Acidithiobacillus ferrooxidans
能源对氧化亚铁硫杆菌生物浸出含钒页岩的影响
  • DOI:
    10.1016/j.bej.2019.107355
  • 发表时间:
    2019-11-15
  • 期刊:
    BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    He, Jingtao;Cai, Zhenlei;Zheng, Qiushi
  • 通讯作者:
    Zheng, Qiushi
Influence of metal ions on muscovite and calcite flotation: With respect to the pre-treatment of vanadium bearing stone coal
金属离子对白云母和方解石浮选的影响——以含钒石煤预处理为例
  • DOI:
    10.1016/j.colsurfa.2018.12.036
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang Xingjie;Zhang Yimin;Liu Tao;Cai Zhenlei
  • 通讯作者:
    Cai Zhenlei
Characterization and Separation Studies of a Fine Sedimentary Phosphate Ore Slime
细粒沉积磷矿石泥的表征和分离研究
  • DOI:
    10.3390/min7060094
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    Minerals
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Liu Xin;Zhang Yimin;Liu Tao;Cai Zhenlei;Sun Kun
  • 通讯作者:
    Sun Kun

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    2014
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  • 通讯作者:
    蔡震雷

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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