1.多热源-内热式-电热法冶炼金属镁新技术与新装备

我国为金属镁生产大国，主要采用皮江法炼镁。自主发明的专利技术，可从根本上解决传统皮江法炼镁技术装备落后、劳动强度大、粗镁纯度低、能耗高、资源利用率低及污染大等共性技术问题。推动镁产业技术升级，提升行业综合竞争力。项目历经近20年研发，累计投入研发资金2000多万元，设备投料量从最初的10kg量逐渐改进到130kg、300kg、500kg、1.5T、2T，直至目前的6T。该技术与装备日益成熟稳定，目前已达到世界先进水平。主要创新点:①变外加热为多热源内加热，提高热效率、降低能耗；②变煤、油、气加热为电加热，实现清洁、无污染生产；③变人工、经验式操作为自动化控制、连续式进料、间歇式出镁，提高生产效率；④淘汰昂贵的高镍高铬合金罐。⑤变卧置罐式还原为竖置炉式还原，实现快速炼镁。主要技术指标：还原时间为3-5小时；标准煤用量为2.5-3.5吨；还原率＞88%；料镁比小于6.0；还原渣中的氧化镁残余量为2-5%；吨粗镁生产成本降低3000元以上。

2.煤的超高温转化石墨烯基材关键技术、装备与应用

本技术为自主发明的专利技术，利用高纯煤、石油焦、植物炭为原料，在自行研制的超高温（2800℃～3500℃）石墨化炉内制备高纯度、高密度、高强度、高均匀性石墨。项目研究始于2004年，目前已完成对宁夏宁东羊肠湾烟煤、云南昭通无烟煤、陕北神木和府谷烟煤等煤种的高性能碳材料转化应用研究，重点设计并制造了装料量为100kg、200kg、300kg、500kg、1.5T的超高温石墨化转化炉，先后进行了中小型炉型的100余次石墨化试验，获得了煤制备高纯石墨的方法和炉体结构设计；同时开展利用高纯度、高密度石墨制备立方碳化硅新材料和碳负极材料、利用四高石墨和混合剥离工艺制备石墨烯的应用研究。煤转化石墨的结晶性衍射强度最高可达35万，转化率高达90%-100%，成本仅为天然石墨的1/2。项目产品主要用于制备石墨烯和锂电池用负极材料。自主研发的高温净化和混合剥离技术，可制备出压实密度大于2.0g/cm3、比容量达363~370mAh/g、首放达95%以上，各项微量元素指标符合负极材料要求的超高容量锂电池用负极材料和鳞片状结构的石墨烯前驱体材料。市场规模超过万亿元。