該研究成果2020年4月發(fā)表，當(dāng)月就被美國陶瓷協(xié)會推薦授予年度ACerS Spriggs Phase Equilibria Award Spriggs相平衡獎。

近日,美國陶瓷協(xié)會擬授予“Thermodynamics and crystallization kinetics of REEs in CaO–SiO2–Ce2O3 system” Spriggs相平衡獎(ACerS Spriggs Phase Equilibria Award)。該研究成果由北京科技大學(xué)鋼鐵冶金新技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室2016級本科直博研究生蘭茜、青年教師高金濤、指導(dǎo)教師郭占成等合作完成。Spriggs Phase Equilibria Award是美國陶瓷協(xié)會設(shè)立的學(xué)術(shù)獎，授予對陶瓷領(lǐng)域相平衡做出突出學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)的研究成果。

稀土金屬及化合物是高性能材料的重要原料，自然界通常與鐵礦共生，分離提取難度大。傳統(tǒng)上采用酸堿濕法分離萃取，流程長、收率低、污染重。為此，郭占成教授團(tuán)隊以白云鄂博稀土共生鐵礦資源為研究藍(lán)本，著力開發(fā)了高溫還原煉鐵-稀土渣熔析結(jié)晶-超重力分離富集的短流程資源高效利用清潔工藝技術(shù)。

論文鏈接：https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/jace.16946f657d2eda059dbb2a3c040107989a615.png

實現(xiàn)稀土渣中稀土組元的超重力分離富集, 必須明確高溫稀土渣熔析結(jié)晶的礦相重構(gòu)過程，而目前文獻(xiàn)既沒有稀土渣的高溫相圖，也鮮有稀土渣的礦相結(jié)構(gòu)及其形成的熱力學(xué)數(shù)據(jù)報道。為此，研究團(tuán)隊系統(tǒng)地研究了CaO-SiO2-Ce2O3三元基礎(chǔ)渣熔析結(jié)晶過程，明確了稀土結(jié)晶體的礦相結(jié)構(gòu)，建立了稀土渣高溫相平衡圖，填補(bǔ)了該領(lǐng)域熱力學(xué)及相態(tài)結(jié)構(gòu)的空白，為稀土渣分離提取稀土組元、稀土微晶玻璃制備提供了重要科學(xué)基礎(chǔ)。該研究成果2020年4月發(fā)表，當(dāng)月就被推薦授予年度ACerS Spriggs Phase Equilibria Award Spriggs相平衡獎。

在進(jìn)一步研究了Re2O3-CaO-SiO2-CaF2-P2O5-FexOy稀土渣系熔析結(jié)晶礦相重構(gòu)過程的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊以稀土礦為原料，采用超重力梯級分離，實現(xiàn)了實驗室98.38%的Ce元素以氟氧稀土相析出分離（1673K），97.70%的La元素進(jìn)入鐵酸稀土相作為第二相析出分離（1473K），以及殘余Ce、La和Pr、Nd元素進(jìn)入鈰磷灰石中析出分離（1173K），成功實現(xiàn)了稀土精礦中不同稀土元素Ce、La、Pr、Nd的梯級分離富集。該項技術(shù)的成功研發(fā)為多元稀土礦渣體系中稀土資源高效分離提取提出了新的方法。目前，該項研究成果已獲技術(shù)發(fā)明專利。

據(jù)悉，郭占成教授研究團(tuán)隊長期致力于從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的一貫式高溫冶金新技術(shù)研發(fā)，曾于2006年獲得IOM3協(xié)會Billiton Gold Medal學(xué)術(shù)獎。