富氢气基还原钛精粉过程的物相转变规律基础研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51074105
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    38.0万
  • 负责人：
    鲁雄刚
  • 依托单位：
    上海大学
  • 学科分类：
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

钛精粉的现有处理工艺不能满足国家的低碳经济、节能减排的发展要求，因此必须开发全新的对钛精粉的高效利用新路径。课题以国内特色矿产资源钛精粉为研究对象，工业含能气体的综合利用为目标，探索H2-CO相互促进的耦合反应机理，寻求钛精矿相在还原过程中的质能转变规律及还原过程中的内在联系。. 课题通过研究钛精矿中铁、钛不同金属还原析出特性与还原气体浓度、压力、流量、温度以及颗粒大小、空隙度、比表面积等一系列物理量的定量关系，观察原料颗粒物性变化在不同还原气体条件下的微观结构全貌；评价富氢气体还原效率, 构建氢气和一氧化碳的耦合机理，推导不同H2/CO浓度气体强化还原反应的机理，从而建立以冶金过程含能气体重整为富氢还原气直接还原钛精粉的控制理论体系。为最终实现难处理矿产资源的短流程高效低耗利用，形成节能减排、绿色环保的工艺提供坚实的理论基础。

结项摘要

钛精矿的现有处理工艺已不能满足国家的低碳经济、节能减排的发展要求，“十二五”计划明确提出，力争在2015年彻底淘汰开放式电炉冶炼钛渣等落后产能，因此必须开发全新的钛精粉高效利用新路径。本课题针对国内特色矿产资源攀枝花钛精矿，以工业含能气体的综合利用为目标，提出富氢气基直接还原的新方法，探索了H2-CO相互促进的耦合反应机制。通过热力学计算，钛铁矿的还原路径符合“叉状机理”，在低于1150 oC时，钛铁矿(FeTiO3)直接还原为金属铁(Fe)和金红石(TiO2)，高于此温度，FeTiO3会首先还原为亚铁板钛矿(FeTi2O5)而后再还原为Fe和TiO2。而在实际还原过程中，由于攀枝花钛铁矿中固溶的杂质镁使得还原历程偏离这一规律。通过对富氢气体还原动力学模型的建立和求解得出，还原过程的动力学参数 (包括反应速率常数和扩散系数) 随着H2含量和CO含量的变化而变化，还原过程的活化能随着H2含量的降低而增加。当H2体积浓度为60%时，富氢气体中的主要气体组分(H2和CO)表现出了良好的协同耦合作用，其反应的动力学性质接近单一H2，同时又减弱了H2还原过程中的杂质元素的迁移和聚集。为阐述杂质元素 (主要为镁元素) 的迁移规律，建立了还原过程的物理模型并对该模型进行了探讨。此外，应用短流程固体透氧膜方法对钛铁矿及还原产物进行了非融态电脱氧实验，结果表明经过富氢气基预还原的矿物能够更加快速的制备金属钛及其合金。

项目成果

期刊论文数量（19）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（1）
Green Electrochemical Process Solid-Oxide Oxygen-Ion-Conducting Membrane (SOM): Direct Extraction of Ti-Fe Alloys from Natural Ilmenite
绿色电化学工艺固体氧化物氧离子导电膜（SOM）：从天然钛铁矿中直接提取钛铁合金
  • DOI：
    10.1007/s11663-012-9633-7
  • 发表时间：
    2012-02
  • 期刊：
    Metallurgical and Materials Transactions B-Process Metallurgy and Materials Processing Science
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    XIONGGANG LU;XINGLI ZOU;CHONGHE LI;QINGDONG ZHOng
  • 通讯作者：
    QINGDONG ZHOng
以钛精粉为载体由CO歧化反应制备纳米碳管
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    材料科学与工艺
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    司新国;鲁雄刚;肖玮;危雪梅
  • 通讯作者：
    危雪梅
透氧膜法由SiO_2直接制备Si
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    材料科学与工艺
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵炳建;鲁雄刚;邹星礼;谷山林;陶伟
  • 通讯作者：
    陶伟
Direct electrosynthesis of Ti5Si3/TiC composites from their oxides/C precursors in molten calcium chloride
在熔融氯化钙中从氧化物/C前体直接电合成 Ti5Si3/TiC 复合材料
  • DOI：
    10.1016/j.elecom.2012.05.008
  • 发表时间：
    2012-07
  • 期刊：
    Electrochemistry Communications
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Xingli Zou;Xionggang Lu;Zhongfu Zhou;Zhongfu Zhou
  • 通讯作者：
    Zhongfu Zhou
攀枝花铁精矿粉氧化过程的实验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    司新国;鲁雄刚;李传维;郭曙强;丁伟中
  • 通讯作者：
    丁伟中

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  • 通讯作者：
    鲁雄刚

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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