2012冶金工程学科发展动态概述

两次（四节课）的内容冶金工程学科发展动态概述；铝电解工业及技术发展动态。冶金工程学科发展动态概述李劼2012.10我院冶金学科布局发展规划——“冶金—材料—环境”学科交叉、一体化发展。本科（学士）专业：冶金工程环境工程新能源材料与器件研究生（硕、博）专业：有色金属冶金冶金物理化学钢铁冶金材料冶金冶金环境工程新能源材料与器件我院冶金学科的发展与繁衍有色金属冶金材料学院粉末冶金研究院化学化工学院能源学院冶金学院环境工程新能源材料与器件冶金工程国家特色专业，一级学科博士点，博士后流动站电化学工程材料冶金冶金环境工程冶化／分化／化工金属学／金属工艺／粉末冶金热能工程国家重点学科，全国排名第一广西大学湖南大学武汉大学北京工学院南昌大学1952年：原中南矿冶学院成立时的主干学科之一。重金属污染防治国家工程技术研究中心难冶有色金属资源高效利用国家工程实验室先进储能材料国家工程研究中心先进电池材料教育部工程研究中心水污染控制技术省重点实验室重金属污染防治省工程技术研究中心有色金属工业污染控制国家环保部工程研究中心稀有金属冶金与材料制备省重点实验室分离科学与工程行业重点实验室国家特色专业，国家战略性新兴产业所需专业生态学博士点隆平分院生物科技学院资源加工与生物工程学院团矿本科本科本科1952年：依托我院学科的研发基地国家环境保护有色金属工业污染控制工程技术中心先进电池材料教育部工程研究中心水污染控制技术湖南省重点实验室稀有金属冶金及材料制备湖南省重点实验室难冶有色金属资源高效利用国家工程实验室湖南省重金属污染综合治理工程技术研究中心先进储能材料国家工程研究中心（与企业共建）国家重金属污染防治工程技术研究中心全国冶金分离科学与工程行业重点实验室全国重金属污染防治行业重点实验室学院机构设置院党委、院行政院学生工作办公室轻金属及工业电化学研究所重金属冶金及材料研究所氧化铝及陶瓷研究所稀有金属冶金研究所冶金物理化学与材料化学研究所环境工程研究所钢铁冶金研究所院综合办公室院研究生思政办公室院科研办公室学科队伍教职工133人，其中专职教师103人（85%具有博士学位）60%以上具有国外学习进修经历。教职工中博士和教授的比例为全校最高的学院之一。中国工程院院士：3人(兼职2人）长江学者：3人教授、研究员等（正高）：41人（其中博导：37人）副教授、高工等（副高）：28人学科队伍刘业翔院士，教授，博士生导师。本学科学术带头人。曾担任中南工业大学党委书记兼校长。曾获国家科技进步一等奖等多项奖励。1997年当选中国工程院院士。主要研究方向：1.冶金过程强化与节能2.轻金属冶金3.新能源材料与器件科研简介承担各类国家项目200余项、省部级项目160多项、横向科研项目1000余项。先后获国家科技成果奖25项，其中国家科学大会奖4项，科技“三大奖”21项（其中一等奖4项）、省部级奖125项；获得授权发明专利327项；2000年以来发表SCI检索论文593篇、EI检索论文1072篇；在研科研经费6000多万元；大量科技成果转化为高科技产业，学科性公司快速发展。研究所研发方向简介•主要研究方向:–轻金属（铝、镁）冶金过程强化与节能;–工业电化学（高温熔盐电解、功能电极材料等）–新能源材料与器件（锂离子电池、超级电容器、超级电容电池、太阳能电池等）;–工业过程计算机仿真与智能控制轻金属及工业电化学研究所碱法冶金冶金研究所（原氧化铝及陶瓷研究所）•主要研究方向:–碱法冶金基础理论与新工艺；–氧化铝生产基础理论与技术;–先进陶瓷材料制备。研究所研发方向简介重金属冶金及材料研究所•主要研究方向:–重、贵金属清洁冶金基础理论与技术;–精细冶金理论与技术;–超细粉体制备理论与技术；–重金属冶金资源高效与清洁利用；–冶金过程强化与节能研究所研发方向简介稀有金属冶金研究所•主要研究方向:–冶金分离（尤其是稀有金属分离）基础理论与技术;–真空冶金基础理论与技术（W,WC,Ta,Nb等粉体材料制备）；–机械与化学冶金；–高纯金属制备技术及应用研究所研发方向简介冶金物理化学及化学新材料研究所•主要研究方向:–冶金基础理论与新技术;–电化学工程（化学电源、电解、电镀、电化学防腐等）；–材料化学与工程（功能材料、新能源材料、阻燃材料、超细粉体材料等）；–新能源材料与器件研究所研发方向简介环境工程研究所•主要研究方向:–工业固体废弃物资源化利用；–废水治理（尤其是重金属污染废水治理）；–空气污染治理；–重金属污染土壤的修复与评价研究所研发方向简介钢铁冶金研究所•主要研究方向:–钢铁二次资源的综合利用；–先进连铸关键技术；–钢材的表面处理技术；–新钢种耐腐蚀性评价；–洁净钢生产关键技术及氧化物冶金研究所研发方向简介高新技术和交叉学科的渗透，使基础研究（尤其是应用基础研究）向纵深发展——为本学科前沿问题探索拓宽了基础研究范畴；使本学科与矿业工程、材料工程、化学化工的明确界限逐步消失；与环境工程、热能工程、信息与控制工程等学科的结合更加紧密；形成了愈来愈多的交叉学科特色十分明显的学科分支（事实上，一些学科分支已很难界定它们仅为本学科的分支）。冶金学科的发展特点研究领域从传统的提取冶金扩展到涉及冶金工程的资源、能源、环境、监控、新材料等广阔领域。冶金学科的发展特点与现代材料与化学化工等学科的交叉融合，使材料冶金成为冶金学科中的一个最具活力的发展方向，也是冶金学科融入“大材料”学科的主要标志（在我院促进了新能源材料与器件专业的发展）。材料冶金——使冶金不一定再象过去那样多以金属锭为最终产品，而是：或集冶金与材料于一体，实现从冶金流程中直接制备材料（一步成材）；或借鉴冶金在化学和物理化学以及方法设备方面的优势，进行新材料开发及其制备过程精细控制；或用冶金的方法再生二次材料。冶金学科的发展特点与现代材料与化学等学科的交叉融合，还在我院冶金学科中形成了电化学工程成这一交叉学科，它已成为冶金学科领域的一种重要提取金属、制备新材料的方法，又是冶金过程中金属及其化合物材料的重要应用领域（在我院还促进了新能源材料与器件专业的发展）。电化学工程——分为基础和应用两大部分，基础部分：包括电化学热力学、电极过程动力学、离子传输理论、电流和电位分布理论等；应用部分：包括电化学反应器的理论分析与设计、电化学过程的检测与控制、新型电化学体系（包括新型化学电源、电池及其材料）、材料的电化学合成与制备等。冶金学科的发展特点与现代系统科学、信息科学、计算机科学与计算科学等学科的交叉融合、加速了冶金信息工程（包括冶金反应工程、冶金系统工程、冶金控制工程等）的发展。冶金信息工程——冶金过程的计算机仿真与优化（在冶金反应器的优化设计，特别是大型高效能反应器的开发应用方面发挥着愈来愈大的作用）。冶金新技术和新流程的大量重组；从冶金单元到大系统的优化组合；冶金企业的柔性制造能力的增强；冶金企业的综合自动化与信息化。冶金学科的发展特点与环境工程、矿业工程的交叉融合、加速了冶金资源与环境工程的发展，使无污染冶金、冶金环保等概念及其相关研究成果更加受到人们的关注。冶金资源与环境工程——冶金“三废”的资源化；二次资源的再生和综合利用；环境评价与规划。冶金学科的发展特点冶金学科的发展机遇冶金材料工业是各国的战略产业，并且是现代高科技发展的支撑产业，航天、军工、信息等领域的突破都依赖于金属及其化合物新材料的突破。从冶金与材料工业的发展来看：Al，Mg，Ti，Cu，Pb，Zn，Ni，Sn，Sb，Hg冶金学科的发展机遇中国正在成为“世界制造中心”，对金属及其材料和相关科技人才需求剧增；我国钢铁、有色金属产量均位列世界第一，并继续快速增长；相关材料产业也正在快速发展。2011年我国十种常用有色金属总产量3400万吨，超过全球1/4，连续10年世界第一2011年我国生铁产量6.3亿吨，粗钢产量6.8亿吨约占全球1/2，连续15年世界第一冶金学科的发展机遇全球（含中国）冶金企业以特大型（跨国）集团为主体，生产流程高度自动化，工作环境满足现代环保要求。中国制造业500强中与冶金相关的企业占了约1/3。冶金学科的发展机遇一方面传统优质金属矿产资源枯竭；另一方面随着人口增长与社会发展，对金属及其材料的需求急剧增长！从冶金学科面临的新形势与新任务来看：而与此同时，全球因社会发展，特别是中国的发展，出现了金属矿石资源供应缺乏的恐慌！——需要新的冶金理论与技术，解决非传统的、难冶炼的金属资源的高效利用问题，和资源循环利用问题！冶金学科的发展机遇从冶金学科在高新技术中的作用来看：海洋技术信息技术新能源技术表面技术生物技术超导技术空间技术新材料技术用冶金方法直接制备新材料成为冶金工程重要发展方向——正是我们的优势！——“点石成金”的新途径！冶金工业对新技术的需求：一.扩展我国紧缺金属资源的冶金新技术二．实现金属资源循环利用的冶金新技术三.冶炼过程的强化节能技术四．清洁生产的关键技术五．增值冶金技术（新型材料制备的冶金—材料一体化技术）六．金属及材料高纯化技术七.高效、节能、环保型多功能反应噐的制造技术八．大型冶炼企业综合自动化与信息化的关键技术冶金学科的发展机遇我校冶金学科的优势与地位历经50年的发展，成为了一个综合实力强大、特色十分鲜明且具有不断增长的新内涵和活力的学科，其研究的有色金属种类覆盖了重、轻、稀、贵等各类有色金属（按所研究的金属种类划分，是国际上学科分支最齐全的学科点），研究领域已扩展到涉及有色冶金的资源、能源、环境、监控、新材料等广阔领域，在高效、无污染有色金属冶金新技术方面取得了公认的成就，尤其是针对我国资源及工业特点在电化学冶金、湿法冶金等领域研究开发的新工艺与新技术达到了国际先进水平。与国际同类学科相比的不足与国际同类学科相比，我院冶金学科的不足主要体现在：与技术开发相比，基础理论研究相对较弱；工科“气味”太浓。