劉代俊

博士 、四川大學化工學院教授、 博士生導師、四川省磷化學與工程 、 重點實驗室主任、中國化工學會無機酸鹼鹽專委 、 學術與技術委員會委員、中國生態經濟學會工業生態經濟與技術專業委員會常務理事 。

基本介紹

• 中文名：劉代俊
• 國籍：中國
• 民族：漢族
• 出生地：四川
• 職業：常務理事
• 性別：男

受教育經歷

1998 年，四川大學化學工藝專業，博士

1990 年，丹麥技術大學訪問學者

1987 年，成都科技大學化學工程專業，碩士

1982 年，成都科技大學化機專業，學士目前主要研究方向

相互滲透與結合的四個方面

1 ．資源與環境化學工藝 ：研究與開發中國的中低品位磷礦、鈦、釩、鉀等資源

2 ．在外場協同作用下的多相反應與分離過程強化研究

3 ．液膜分離與分子團簇的自組裝

4 ．環境友好新材料的研究與開發

主要研究內容及進展

1．資源與環境化學工藝 ： 目前重點研究與開發我國的中低品位磷礦、鈦、釩、鉀等資源的物理化學過程與新工藝，使工業廢棄物資源化，循環化，以實現可持續發展經濟的綠色化工過程。 ; ■ 低品位磷礦的綜合利用：在國家自然科學基金委員會支持下，研究磷礦多相反應中的奇異現象，針對高含矽、高鐵鋁、高鎂、高稀土含量的不同磷礦，將所含雜質變為副產品回收，同時使磷礦或磷酸獲得相對淨化，該流程可獲得潔淨的磷石膏。流程已進行中試，規模為 2000 噸 P2O5 / 年，可直接採用 11 ～ 17% 的磷礦獲得 20% 的磷酸。（右圖是評價實驗裝置）。目前該工藝又發展成新的半水-二水工藝，在獲得高濃度的磷酸（40%）時，又可以得到潔淨的α-半水石膏作為建築材料。; ■新型熱法磷酸：直接利用中低品位磷礦，採用環型窯快速反應技術,動力波快速反應技術。直接將磷礦轉化為75%磷酸，尾渣為陶粒或水泥熟料。已進入中試階段。; ■直接利用磷礦生產複合肥料的MUSP和ANSP工藝：以磷礦為磷源，利用硫酸尿對磷礦的分解作用，實現了快速轉化，直接生產粒狀複合肥，磷礦轉化率達90%以上。磷石膏在生產中轉化為可溶性硫肥，因此沒有磷石膏對環境的污染。已完成5000噸中試連續運行和大田實驗。具有投資省，肥效高的優點。; ■液膜法分離磷酸的雜質和並實現磷酸淨化：採用乳狀液膜和微乳液膜捕集磷酸中的鐵、鋁、鎂、氟、鈦、稀土等雜質，實現雜質的回收和磷酸淨化。具有能耗低，投資省，資源綜合利用好的特點。正進入中試階段。; ■ MDCP 新工藝： MDCP 即磷酸一鈣和磷酸二鈣的複合產物，兼有二者優點。本工藝採用氣提脫氟，然後再進行反應，並同時實現結晶、造粒與乾燥。流程較短，適合於規模化生產。已中試，規模為 1 萬噸 / 年 MDCP（下左圖為中試系統）; ■ 磷石膏直接轉化生產硫酸鉀： 磷石膏是磷銨工業廢棄物。 作為“九五”國家科委重點攻關項目，採用氨基分子團簇對鈣的絡合作用，實現了磷石膏的直接轉化，已完成中試，規模 5000 噸 / 年硫酸鉀。（下右圖是反應過程中的中間體氨鈣魔方分子團簇模擬圖景）; ■ 攀鋼高爐渣綜合利用： 在國家自然科學基金委的支持下，對攀鋼高爐渣的物質特性和反應過程進行了較為系統的研究，並採用外場對反應與傳遞過程進行強化，使高爐渣中的鈦、鎂、鋁、矽、鈣得到充分利用，並獲得富鈦料和鈦白粉。; ■釩土礦提釩：釩土礦是極難處理的低品位礦。課題組對礦土的焙燒、浸提、富集、結晶、煅燒和環保等各個工藝環節進行了研究開發，產品 V2O5 可達 99% 。; ■鉀長石生產矽鉀複合肥：利用鉀長石以較短的流程生產緩釋複合肥。並可進一步加工成滿足各種作物要求的可控釋放肥，已完成中試。產品經 經盆裁和大田試驗，表明有明顯的增收效果。如大田實驗中水稻穗長增加 3%，有效穗數增加 68.3%，每穗總粒數增加 29.3%，效果良好。; ■其它：金紅石礦的選礦及分離、硫鐵礦及尾礦的綜合利用、硫酸鈣的漂白、磷尾礦熱法和濕法回收鎂和鈣鹽、高矽礦渣製備建築材料等。; 2．在外場協同作用下的多相反應與分離過程強化研究： 採用現代分析測試手段、計算機模擬、理論和實驗研究，揭示 微波等外場對物質的異常效應，研究多相複雜反應過程的微觀現象及機理，並將其轉化為工程套用，形成新的技術手段。採用微波場對磷礦和鈣鈦礦反應過程、硫酸氧鈦的水解誘導結晶過程進行了研究，發現了許多令人感興趣的現象。(下左圖是計算機模擬中氫對鈣鈦礦中氧原子進攻的示意圖)目前正研究高溫狀態下微波對化學反應的作用。; 3． 液膜分離與分子團簇自組裝：利用分子團簇及超分子化合物的修飾與組裝，仿生物膜功能,構建新型液膜以分離化學物質， 同時研究外場下的微泡表面增效作用以強化分離過程。近期研究採用液膜分離磷酸中的鐵、鋁、鎂、稀土以及高爐渣中的鈧和鎵等。(上右圖是在表面活劑作用下形成的三相分離區域,下圖為以植物泡飲機理進行仿生的液膜示意圖); 4．環境友好新材料的研究開發：採用實驗合成、現代測試手段和分子模擬的方式相結合，研究材料結構及合成機理，採用新方法進行材料合成。近期涉及的工作有 稀土光化學材料，如貯光材料、澱粉 - 高分子接枝功能材料、磷石膏建築材料和儲能材料。 以工業廢渣磷石膏合成的高強砌塊已經產業化，標磚強度達到10MPa。 (下左圖是磷石膏材料在強化過程中生成的團簇狀化合物,下右圖澱粉結枝材料膜表面圖景)，最近開展了古代陶瓷分析與功能性陶資材料的研究，有期望獲得高強度、高韌性的結構陶瓷。

主持國家項目

1．國家自然科學基金，微波場對荷電微泡的非線性作用與傳質強化過程研究，負責人，2006

2．國家自然科學基金，微波場對高爐渣固液相反應與傳遞協同效應的研究，負責人，2003

3．國家自然科學基金，分形介質兩相反應過程中的奇異現象-負溫度效應研究，負責人，2001

4．國家科委“九五”攻關項目，磷石膏直接轉化法生產硫酸鉀技術研究，負責人，國家科委鑑定，1998

5．國家計委“八五”攻關項目，新型蒸發器，主研，1996，子課題：

⑴加壓蒸發用於磷銨料漿濃縮研究，負責人，國家驗收委員會驗收，1995.4

⑵磷銨中和濃縮一體化新工藝，主研，化工部鑑定，1993

⑶1 萬噸 / 年磷銨工業裝置上完成一體化開發，主研，化工部鑑定，1993

⑷中和濃縮一體化的計算機模擬，負責人，國家驗收委員會驗收，1995.4

6．國家計委"九五"攻關項目，多效濃縮蒸發及設備研製（15 萬噸/年），負責人之一，國家驗收,1999

7．國家計委"九.五"攻關項目，新型管式反應器研製，主研，化工部鑑定，1998.7

8．國家教育部高校骨幹教師資助計畫項目，酸性料漿濃縮法生產高濃度複合肥，主研，2001

9．國家教委回國人員基金，新型熱能回收系統的研究，項目負責人，1992

⒑四川省套用基礎研究項目，上轉換髮光材料光電特性研究，主研，2006

獎勵

1．化工部科技一等獎，四川硫酸廠年產6萬噸料漿法磷銨國產化裝置，1996

2．國家教委科學技術進步三等獎，料漿法磷銨中和濃縮一體化新工藝，1998.1

⒊ 國家教育部科技進步特等獎，中和料漿濃縮法制磷銨新工藝，1999.10

專利

1. 以磷石膏生產硫酸鉀的反應器,實用新型專利, ZL96232529.52

2. 飼料磷酸二氫鈣的生產方法,發明專利, ZL01107215.63

3. 可生產多種副產品的硫酸鉀生產方法,發明專利,ZL99115058.9

4. 利用中低品位磷礦生產磷酸氫鈣的方法,發明專利, ZL99115057.0

5. 用於濕法磷酸的氣提式脫氟設備,實用新型, ZL02276115.2

6. 高強度磷石膏建築砌塊及期製備方法,發明專利,ZL0213258.5

7.用鉀長石生產緩釋矽鉀複合肥的方法,發明專利,ZL200510022154.1

8.用含鈦高爐渣生產富鈦料工藝方法,發明專利,ZL200510021390.1

9.可同時回收其它資源的以高爐渣生產鈦白粉的方法,發明專利,ZL200610020838.2

10.從高鎂磷礦中回收鎂的工藝方法,發明專利,ZL200610021647.8

11.高溫濕法鹽溶浸取提釩方法,發明專利,200710050310.4

12.液膜法淨化回收磷酸中雜質的工藝方法,發明專利,200710050570.1

13.中低品位磷礦窯法磷酸生產方法及其實施設備,發明專利,200710049838.X

14.尿硫基複合肥製備工藝方法,發明專利,200710048574.6

15.燃燒動力波製備五氧化二磷,發明專利,ZL200810045181.4

16.抑制磷礦鐵鋁雜質酸解浸出的鈍化劑及運用方法,發明專利,200910058574.3

17.廢棄石膏動力波硫酸生產工藝方法及其實施設備,發明專利, 200910059288.9

18.廢棄石膏和二氧化碳生產硫酸的工藝方法及其實施膜耦合反應器,發明專利, 200910058379.0

論文

共發表文章120 余篇，近年來部分文章如下：

[1] 劉代俊,鐘本和,張允湘.磷塊岩的分形特徵和反應活性,化學反應工程與工藝，　1999,15(1)

[2] 劉代俊,鐘本和,張允湘.液相催化下磷石膏直接製備硫酸鉀的新工藝研究進展, 化工進展, 1999, 18(3)

[3] 劉代俊, 鐘本和, 張允湘. 曉峰磷礦反應動力學及表面微結構影響的研究, 硫磷設計, 1999,(3)

[4] 劉代俊, 鐘本和, 張允湘. 磷礦的晶體結構和酸解動力學特性, 磷肥與復肥, 1999, 14(6

[5] 劉代俊, 鐘本和, 張允湘. 磷酸複雜系統固相反應動力學(Ⅰ),分形介質中的擴散與反應機理, 化工學報，2000，51(5)

[6] 劉代俊, 鐘本和, 張允湘. 用 X 射線衍射外推法對幾種磷礦微結構的測定與研究. 四川大學學報(工程科學版),2000,32(2)

[7] 劉代俊, 鐘本和, 張允湘. 金河磷礦中磷鐵、鋁和鎂的酸解動力學研究. 磷肥與復肥, 2000,15(4)

[8] 劉代俊,鐘本和,張允湘.尿基過磷酸鈣複合肥新工藝研究. 磷肥與復肥, 2000, 15(6)

[9] 劉代俊, 鐘本和, 張允湘. 沉積型磷礦酸解過程的介微觀反應機理. 硫磷設計與粉體工程, 2000, 39(6)

[10] 劉代俊,鐘本和,張允湘. 利用低品位磷礦生產優質磷酸的新工藝開發.磷肥與復肥,2001,16(3)

[11] 劉代俊,鐘本和,張允湘.磷酸中鐵鋁雜質對開陽磷礦分解速率的影響. 四川大學學報( 工程科學版), 2001,33(3)

[12] 劉代俊, 鐘本和, 張允湘. 磷酸複雜系統液固相反應動力學(Ⅱ), 磷礦顆粒系統酸解動力學實驗研究. 化工學報, 2001, 52(1)

[13] 蔣煒, 劉代俊. 氨水介質中硫酸鉀結晶生長因素研究及改善, 四川化工與腐蝕控制, 2001, 4(2)

[14] 劉代俊,鐘本和,張允湘.濕法酸生產磷酸二氫鈣的新工藝研究, 化肥工業, 2001, 28(4)

[15] 蔣煒,劉代俊.氨水介質中硫酸鉀結晶界面能對結晶的影響, 四川大學學報(工程科學版),2002,34(1)

[16] 陳國, 劉代俊,梁斌,應建康.使用雷射多譜勒測速儀研究管式反應器中的湍動規律,四川大學學報(工程科學版), 2002, 34(2)

[17] 王雪梅,劉代俊,鐘本和.化工礦物與加工,磷石膏磚塊的研製, 2002, 31(1)

[18] 陳國, 劉代俊,梁斌,應建康. 湍流狀況下管式反應器中的速度時間序列關聯維數分析,高校化學工程學報,2003,17（2）

[19] 劉代俊,鐘本和, 劉玉琨, 王雪梅. 以磷石膏為基礎的複合建築材料新工藝開發研究, 第八屆全國化學工藝學術年會, 2002, 8 , 成都: 四川大學學報(工程科學版)2002，34 增刊

[20]胡湘渝,劉代俊.羧甲基玉米澱粉合成工藝的改進,四川大學學報(工程科學版),2003, 35(1)

[21] 劉代俊, 劉玉琨, 鐘本和, 楊三可, 胡厚美, 姚必新, 番廷飈. 高強度磷石膏砌塊的研製,磷肥與復肥,2004,19（1）

[22] 劉代俊,鐘本和,張允湘.顆粒與液相間的湍流渦旋裂變傳質模型,化工學報,2004, 55(1)

[23] 楊三可，劉代俊，胡厚美. 用磷石膏生產建築材料的新進展, 硫磷設計與粉體工程, 2004, 58（1）

[24] 劉代俊, 鐘本和, 劉玉琨,胡厚美, 楊三可,解田,胡海. 磷石膏新材料的強化新途徑,化工環保，2004，24 增刊

[25] 劉代俊 梁斌,張昭,蔣文偉. 化學過程工藝學的思考，高等工程教育，2003 增刊. 記入化工類專業創新人材、培養模式、教學內容、教改方法和教學改革的研究與實驗項目成果彙編，化工出版社，2004，7

[26] 劉代俊，徐存浩，微波對鈣鈦礦晶體的基本作用，全國第一屆化學工程與生物化工學術會議，南京，2004 年 11 月 66

[27] 劉代俊,蔣紹志,羅洪波,張允湘.我國磷礦資源貧化趨熱與對策, 磷肥與復肥, 2005, 20(1)

[28] 余靜,劉代俊.微波場對磷酸分解低品位磷礦反應的影響研究,四川化工，2005，8（1）

[29] 劉代俊,蔣紹志,羅洪波,張允湘．中國磷礦資源貧化危機與挑戰，無機鹽化工, 2005,37(5)

[30] 劉代俊, 劉玉琨, 鐘本和, 高強磷石膏建材強化機理,化工礦物與加工，2005,34(5)

[31] 劉代俊, 蔣文偉, 張昭, 化學過程工藝學(第二版), 北京: 化工出版社,2007年

[32] 劉代俊, 分形及其在化學工程中的套用, 化學工業出版社,2006.3

[33] 徐程浩，劉代俊，高爐渣製取高鈦渣新工藝研究，四川化工, 2005，8（5）

[34] 毛靜, 劉代俊. 十二烷基苯磺酸鹽萃取分離磷酸所含鎂雜質初步研究，四川化工, 2006，9（1）

[35]余靜,劉代俊,楊德建,陳勤芹，牛喬娟，逆流浸取低品位磷礦的工藝研究，化工礦物與加工，2006，35(6)

[36]劉代俊，攀枝花生態工業園區的突破點，全國循環經濟與生態工業學術會議,清華大學，2006

[37]楊德建，劉代俊，徐程浩，鈦白廢酸浸取攀鋼高爐渣的研究，四川化工,2007， 10(2)

[38]楊軍, 劉代俊, 硝酸混酸酸解低品位磷礦的工藝研究, 河北化工,2007,30(4)

[39]陳勤芹, 劉代俊, 微波輻射對高爐渣浸取影響的研究, 化學工業與工程技術 ,2007,28(3)

[40]陳偉, 劉代俊, 徐程浩, 高鎂邊緣磷礦製取阻燃劑氫氧化鎂的工藝, 硫磷設計與粉體工程,2008,(2)

[41]王春曉,劉代俊,乳狀液膜在濕法磷酸體系中穩定性的研究, 磷肥與復肥 ,2007,22(6)

[42]劉長洪, 劉代俊, 曹來宗，乳狀液膜用表面活性劑的合成及其在液膜體系中的穩定性研究,化學工業與工程技術,2008,29(1)

[43]余雪梅, 劉代俊, 肖永華, 含鈦高爐渣制二氧化鈦水解參數研究, 無機鹽工業 ,2008,40(1)

[44]曹來宗,劉代俊,高麗花,劉長洪,沈倩,亞熔鹽法浸取釩的實驗研究,鋼鐵與釩鈦, 2008, 29(2)

[45]劉代俊,江成發,余靜,楊軍,徐程浩,陳偉，磷資源加工研究進展：1高矽低品位磷礦的濕法浸取流程,磷肥與復肥,2008, 23(5)

[46]Cheng-hao Xu, Dai\jun Liu, Wei Chen.Effects of operating variables and additive on the induction period of MgSO4-NaOH system. Journal of crystal growth,310 (2008)

[47]劉代俊,余靜,王冰,曹艷,分子團簇及液膜對磷酸中雜質離子的捕集行為,第五屆全國化學工程與生物化工年會,2008,10,29

[48]劉代俊,有規分形的分子團簇與微波回響,第五屆全國化學工程與生物化工年會, 2008,10,29

[49]劉代俊,陳偉，徐程浩,余靜，楊軍，江成發，磷資源加工研究進展：2 從高鎂低品位磷礦中回收鎂化學品，磷肥與復肥，2008，23(6)

[50]余靜,劉代俊. 微波場磷酸分解低品位磷礦的研究.河南化工,2005,22(3)

[51]余靜, 劉代俊, 杜懷明等.反膠團萃取磷酸溶液中的鎂.高校化學工程學報 ,2008,22(3)

[52]余靜, 劉代俊, 徐碧.低品位磷礦在變濃度磷酸中酸解動力學. 四川大學學報(工程科學版),2009，41(2）

[53]Yu Jing , Liu Daijun , Du Huaimin.Using Dinonylnaphthalene Sulfonic Acid for Extraction of Magnesium ions form Phosphoric Acid[J].Chemical engineering research and design

[54]陳勤芹，劉代俊微波輻射對硫酸鈣粉末表面能影響的研究，高校化學工程學報， 2009，23(1)

[55]陳偉，劉代俊，徐程浩，邊緣磷礦酸浸液製備氫氧化鎂影響因素探討，化工礦物與加工，2009，38(3)

[56]劉代俊，陳偉, 徐程浩, 余靜, 楊軍, 江成發.磷礦資源加工研究進展:2 從高鎂低品位磷礦回收鎂化學品, 磷肥與復肥,2008,23(6)

[57]劉代俊，楊軍, 江成發, 陳偉, 磷礦資源加工研究進展 :3 對低品位磷礦中高鐵鋁雜質的鈍化, 磷肥與復肥,2009,24(2)

[58]劉代俊，李建明, 張允湘, 余靜, 姚永義, 徐碧, 磷礦資源加工研究進展 :4 濕法磷酸的膜分離淨化與雜質捕集, 磷肥與復肥,2009,24(3)

[59]劉代俊，邱禮友, 蔣紹志, 張允湘, 羅洪波, 杜秉光, 蘭雲飛, 樊成, 谷茂祥 , 磷礦資源加工研究進展 :5利用磷鐵尾礦直接生產複合肥的 MUSP 新工藝, 磷肥與復肥 ,2009,24(4)

[60]劉代俊，劉玉琨，楊廣譜，鐘本和, 磷礦資源加工研究進展 :6 利用磷石膏生產高強度砌塊及儲能砌塊, 磷肥與復肥,2009,24(5)

[61]劉代俊，王辛龍, 蔣文偉, 張志業, 李建明, 戴曉雁, 高麗花, 劉海燕, 磷礦資源加工研究進展 :7 磷石膏生產硫酸及硫酸鹽的研究進展, 磷肥與復肥,2009,24(6)

[62]劉代俊, 蔣文偉, 以加工特點為主線的“大化工”工藝學探索, 第三屆泛珠三角區域高校化學工程與工藝專業本科教學工作會議 ,2009,11,26 吉首大學

[63]Lihua Gao, Daijun Liu, Jun Yang, Modeling of a three-compartment membrane electrodialysis in H2SO4–(NH4)2SO4–NH3·H2O system, Journal of Membrane Science, 344(2009)

[64]余靜，劉代俊，反膠團萃取磷酸溶液中鎂的動力學，高校化學工程學報，2009 ，23(6）

教學內容

本科教學：

· 無機化工工藝學 : 1999-2001

· 化工概論 : 2001-2006

· 化學工藝學： 2002-2010

· 其它選修課：磷化工工藝學

本科教材建設：

. 參加化工類專業創新人材、培養模式、教學內容、教改方法和教學改革的研究與實驗項目 , 編寫 本科生教材：“化學過程工藝學”。 中國工程院院士，清華大學化工系金涌教授為本書作序。已列入教育部創新教材 “十一五” 規劃,已出第二版。

碩士和博士研究生教學：

· 分形理論及其在化學工程中的套用

· 分子模擬導論

· 複合肥料工藝學

· 資源科學導論

研究生教材建設：

. 參加化工類研究生創新人材、培養模式、教學內容、教學方法和技術改革的研究的教育部研究生教育創新計畫專項, 編寫研究生教材："分形理論及其在化學工程中的套用"。中國工程院院士，四川大學校長謝和平教授為本書作序。