镓是一种重要的稀有金属矿产, 镓和镓化合物广泛应用于太阳能、半导体、生物、化工和合金等领域。随着镓需求量的不断增长, 镓资源已成为一种重要的战略资源。镓以极为稀少的含量分散于铝土矿、磷灰石、霞石和明矾石等矿物中, 世界90%以上的原生镓来自于氧化铝生产的副产品。目前, 从拜耳母液回收镓的方法有沉淀法、电化学法、萃取法和树脂吸附法等, 然而提升镓的回收效率和降低其回收成本仍是业内关注的重点。阐述了铝土矿镓的赋存形式、镓在拜耳循环过程中的迁移规律、镓的分离提取方法和回收工艺的研究成果, 重点介绍了铝土矿中镓资源回收现状, 总结了现有技术的优缺点, 并展望了从铝土矿中提镓的研究发展方向。

烧结工序是高炉炼铁工艺中的一个重要环节，同时也伴随着大量污染物的产生。在超低排放背景下，钢铁企业亟须对脱硫脱硝工艺进行升级改造，以应对现有脱硫脱硝工艺在实际应用中存在的问题。结合目前钢铁企业烧结工艺烟气脱硫脱硝的总体情况，介绍了国内烧结烟气治理领域应用的主流脱硫脱硝工艺技术，并对各种组合的技术路线根据不同烟气特性及应用场景进行对比分析，同时对目前钢铁企业应用较为广泛的烧结烟气中二氧化硫和氮氧化物的脱除技术进行了展望。按照烟气特性选择技术成熟的脱硫脱硝工艺将成为钢铁行业完成超低排放改造的主要路径，半干法脱硫技术需积极研发脱硫灰的无害化和资源化技术，同时将自动化、智能化技术应用其中，以应对工况变化条件下的脱硫效率不稳定的问题；SCR脱硝方面的研究重点是低温SCR技术，尤其是开发具有抗水抗硫中毒能力的低温催化剂；活性焦同时脱硫脱硝工艺应在预防结晶堵塞、系统腐蚀以及标准化操作方面进行深入研究。

氢能作为未来能源结构中的关键组成部分，其高效输运方式对能源转型至关重要。目前，管道运输因具安全性和经济性，成为氢气长距离输送的首选方式。然而，输氢管线钢的氢脆现象是影响运输安全的主要因素之一，其涉及氢原子行为、位错运动等多尺度机制，现有的表征技术难以全面揭示其机理。本文综述了输氢管线钢中几种常见的氢脆机理，主要介绍了氢增强脱聚、氢促进局部塑性变形、氢吸附诱导位错发射等理论及其之间的相互作用，从化学成分、微观组织、析出相、夹杂和偏析等角度探讨了氢脆的影响因素。同时，针对氢在输氢管线钢中的跨尺度行为，总结了从宏观力学测试到微观结构表征的多维度表征方法。随着能源转型的需要，提高输氢管线钢的抗氢脆性能已成为氢能规模化输送领域的关键和研究焦点，针对这一问题，介绍了机器学习和跨尺度研究在开发抗氢脆材料设计中的创新应用，这种逆向设计思路为开发高强韧抗氢脆输氢管线钢提供了解决方案。最后，结合输氢管线钢现阶段研究现状，对未来输氢管线钢研究的重点进行了总结和展望。

泡沫渣技术是超高功率电炉炼钢的核心工艺，对提升热效率、保护炉衬及优化钢水质量至关重要。以生物质炭为研究对象，系统分析了其作为发泡剂的性能及影响因素，并与传统化石类发泡剂(焦炭、石墨、无烟煤)进行对比。试验选用废木块炭、玉米秸秆炭、废竹子炭及工业木炭，结合化学配制的电炉渣，通过高温发泡试验与综合发泡指数(K)评价其发泡能力。结果表明，废木块炭因固定碳高、灰分低，展现出最优综合性能；玉米秸秆炭因灰分高及碱金属含量过高，显著降低炉渣黏度，导致发泡面积和持续时间均最差；废竹子炭虽固定碳最高，但灰分中高钾元素加剧了泡沫稳定性劣化，综合性能次于废木块炭。与化石类发泡剂相比，石墨的最大发泡面积和综合发泡指数最高，但工业木炭凭借较长的发泡时间和低碳环保特性，展现出替代潜力。研究进一步揭示了炉渣碱度、黏度及表面张力对发泡性能的协同影响，指出生物质炭灰分中的碱金属(如钾、钠)通过破坏硅氧网络降低黏度，但过量会缩短泡沫寿命。本研究契合“双碳”战略下绿色冶金的发展需求，为生物质炭在电炉炼钢中的规模化应用提供了理论依据。

中国工业的快速发展对铁路轨道高速重载、机械轴承稳定安全、矿山开采高效环保，都提出了更高的要求。同时，也导致相应领域材料在磨损失效方面的消耗量迅速增加，造成了巨大的经济损失。贝氏体耐磨钢作为一种重要的工程材料，可通过添加低成本合金元素配合简单的热处理工艺获得优异的强韧性和耐磨性，在矿山、铁路、机械等领域有着广泛的应用前景。从成分设计、热处理工艺、微观组织对耐磨性的影响等方面综述了国内贝氏体耐磨钢的研究成果，以期通过分析总结各方面的研究现状，为贝氏体耐磨钢的设计、制备和应用提供参考。最后结合现阶段研究成果，探讨了贝氏体耐磨钢的发展趋势和未来需要关注的研究方向。

热轧带肋钢筋是中国钢材消费占比最大的钢种, 低成本、高强度、多功能、长寿命是其发展的趋势。微合金化技术作为钢筋性能强化的主要手段, 被国内钢铁企业应用于热轧带肋钢筋生产。大量研究表明微合金化元素的强化机理主要是固溶强化和碳氮化物的析出强化。V、Nb、Ti是常用的微合金强化元素, 随着强化机理的深入研究和生产设备的更新换代, 稀土以强化力学性能、耐腐蚀性能和焊接性能以及降低成本等作用成为抗震钢筋研制新方向。对抗震钢筋的微合金化研究现状进行介绍和评述, 以期为制备性能更加优异的微合金化抗震钢筋提供参考。

随着铝冶炼、煤炭利用及矿山开采等工业活动的增加，铝灰、煤渣和赤泥等固体废物的产生量逐年攀升，严重影响了生态环境和资源的可持续利用。本研究致力于探索并评价二次铝灰、煤渣和赤泥3种工业废渣在高温焙烧过程中的协同处理效果，旨在实现废弃物资源化、无害化并副产有价值的氧化铝粉。采用高温焙烧方法，考察不同焙烧温度、保温时间、液固比因素对氧化铝粉浸出率的影响，并通过正交试验优化三相焙烧条件。结果表明，在焙烧温度、保温时间、液固比分别为1 100 ℃、40 min、11∶1的条件下，3种固废能够有效互相促进氧化铝的生成，且焙烧后的产物中氧化铝的回收率可达89.88%；温度过低有害物质难以挥发，过高会导致熟料出现液相，影响氧化铝回收率。在最佳工艺条件下，每消耗1 g二次铝灰、1 g煤渣、2 g赤泥，可回收89.88%的氧化铝粉。在整个工艺流程中，有害物质挥发进入废气，而浸出渣中形成了MgO、SiO₂、CaSiO₃等硅酸盐相物质，这一过程实现了将危废转变为一般固废，从而达到了以废治废的目的，为固废的资源化、减量化奠定了基础。

钢铁行业是碳排放的主要源头之一，发展球团技术是实现“双碳”目标的有效措施之一。球团还原膨胀过高会导致反应器透气性恶化，甚至引发生产事故。本文系统综述了铁矿球团还原膨胀的主要机理，包括物相转变引起的晶格膨胀、气体压力导致的铁层破裂、碳沉积引发的结构破坏、还原应力不均导致的裂纹以及新生铁的析出形态。研究表明，调控铁晶须的生成是抑制恶性膨胀的关键突破口，还原膨胀受预热焙烧制度、孔隙度、脉石组分及还原条件的显著影响。通过优化配矿、合理控制碱度、优化预热焙烧制度及限制有害元素摄入，可有效抑制铁矿球团还原膨胀。本研究为球团性能优化及低碳炼铁技术发展提供了理论依据与技术路径。

“双碳”时代背景下，电炉短流程炼钢工艺被视为一种有效的降碳技术路线，全球范围内已开始进一步扩大电炉炼钢产能。对全球电炉钢生产力布局进行研究发现，根据主要国家电炉钢产量高低，可划分为5个梯队；生产力布局受到贸易流通、能源条件、经济发展、技术创新、环保政策和市场需求6个因素影响。对中国现有210余家具有电炉装备的企业进行分析发现，接近200家企业布局在“胡焕庸线”东侧，生产力布局主要呈现资源供给、能源依托、绿色导向和集团模式4个特点，存在同一区域内短流程企业与长流程企业相比成本竞争力弱、区域内企业产品同质化严重、绿色环保优势不足等问题。基于中国电炉钢生产力布局现状，提出对现有生产力布局的4个优化方向，给出未来生产力布局的2个发展趋势，从区位、产能和时间对电炉钢生产力布局进行了展望，需做好存量和增量电炉钢的管理，充分发挥电炉钢在钢铁行业绿色低碳转型发展过程中的关键作用。建议适度发展电炉短流程炼钢时，不能孤立地做决策，需综合判断不同时期发展电炉钢生产力布局的策略。

低合金高强度钢以其优异的综合性能和成本优势等被广泛应用于建筑桥梁、油气输送管线、船舶及海洋平台等领域。屈强比是低合金高强度钢开发应用过程中的关键指标。首先，概述了铁素体钢、珠光体钢、马氏体钢等单相组织钢及含铁素体/奥氏体复相组织钢不同强度水平下的屈强比；不同显微组织钢的屈服强度较高时，屈强比也较高，钢中铁素体或奥氏体相的引入有利于其屈强比的降低。随后，讨论了高强度低屈强比钢多相显微组织设计及轧制与热处理工艺控制研究现状。最后，介绍了机器学习和人工智能辅助研究低合金高强度钢力学性能的进展。实现低屈强比、高韧性及高塑性的优异匹配是低合金高强度钢的重要发展趋势，构建多相、亚稳、多尺度及多形态的显微组织为高强韧、低屈强比钢的开发提供了有效手段，物理冶金学与数据科学融合正成为实现该类钢种显微组织设计的关键路径。

在“双碳”战略目标驱动下，钢铁工业作为重点碳排放领域，低碳炼铁化技术革新已成为实现碳中和的关键路径。由此研发了熔剂性球团与高炉大球团比冶炼、复合铁焦、富氢碳循环高炉、氢基竖炉短流程等关键技术。其中, 使用熔剂性球团及高炉大球团比冶炼可优化高炉炉料结构，以球团部分替代烧结矿；复合铁焦作为高反应性铁焦可代替部分焦炭；高炉富氢喷吹低碳炼铁技术核心为将氢气或富氢还原气从风口注入高炉，替代部分传统碳基燃料；而氢基竖炉短流程是一种以氢气为还原剂的非高炉冶炼工艺，具有高效、环保和节能的特点。以上低碳炼铁工艺均可降低碳排放。未来应进一步系统研究低碳炼铁技术体系，通过深化改革高炉炼铁工艺以及研发攻关非高炉炼铁技术，从中选择合适的低碳炼铁技术路线，有望实现中国钢铁行业碳中和目标。

氢脆是材料科学与工程中的一种复杂现象，会导致高强度时效强化铝合金的力学性能下降，严重影响铝合金产品的服役寿命。首先介绍了氢进入材料的形式，包括制造过程引入的吸氢、氢气暴露、腐蚀引起的吸氢以及人工充氢；其次综述了氢与微观组织的相互作用，重点关注不同时效状态合金内部析出相、位错和晶界状态对氢脆的影响；最后探讨了氢脆的相关机理，包括氢增强脱粘机制、氢增强局部塑性机制、吸附诱导位错发射机制以及混合机制，并对未来该领域研究工作进行了展望，以期为抗氢脆铝合金以及储氢铝合金设计提供理论参考。

湿法炼锌系统为锌冶炼主流工艺, 生产过程中形成的含钴上清液和钴渣蕴含可观资源, 高效回收利用可推动固废资源化, 缓解中国钴资源短缺。首先, 深入分析了硫酸锌浸出液除钴工艺的研究进展, 全面对比了锌粉置换法(包括砷盐与锑盐活化)、有机试剂除钴法和氧化还原除钴法在除钴原理、效率、经济性与安全环保方面的不同; 其次, 系统梳理了净化钴渣先浸出后多金属离子分离的流程, 综述了不同浸出方法(选择性浸出法、酸浸法、碱浸法与联合浸出法)、不同分离方法(氧化沉淀法、化学沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法与膜电解法)的技术优势与不足之处; 最后, 结合宝徽集团湿法炼锌厂的钴回收工艺流程, 揭示钴在氧化焙烧、酸浸、三段净化与钴渣处理全流程中的迁移与转化行为。湿法炼锌工厂宜根据冶炼技术、生产成本和节能环保等方面设计合适的工艺路线, 优化浸出-沉淀工艺参数, 开发新型除钴剂, 建立钴锌联产体系, 在保障电解锌质量前提下提升钴回收经济效益。