為振興鎢業(yè)提供技術(shù)支撐
——記國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎獲得者、中南大學(xué)趙中偉教授及其團(tuán)隊(duì)

本刊記者/王圣媛 吳浪

為振興鎢業(yè)提供技術(shù)支撐
——記國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎獲得者、中南大學(xué)趙中偉教授及其團(tuán)隊(duì)

本刊記者/王圣媛 吳浪

中南大學(xué)冶金學(xué)院趙中偉教授

2012年2月14日，北京人民大會堂。

由中南大學(xué)趙中偉教授領(lǐng)銜的“難冶鎢資源深度開發(fā)與利用關(guān)鍵技術(shù)”，獲2011年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。

團(tuán)隊(duì)的研究，不僅突破了國內(nèi)外長期認(rèn)為白鎢礦不能堿分解的理論禁錮，還為我國鎢資源使用年限由原來的不足5年延長到25年以上提供了支撐。飲水思源，趙中偉教授對于獲獎心中充滿了感恩，他說：“這一獎項(xiàng)是團(tuán)隊(duì)共同努力的結(jié)果，它肯定了中南大學(xué)和企業(yè)通過合作，這些年在科技攻關(guān)方面所取得的成績。成果的取得離不開學(xué)校和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)在科研和產(chǎn)業(yè)化道路上給予的長期支持，離不開老一輩的指導(dǎo)和他們打下的基礎(chǔ)，離不開中南大學(xué)這個(gè)以有色稀有金屬為特色的研究平臺，也離不開團(tuán)隊(duì)全體成員的辛勤工作。特別是中南大學(xué)多年來一直強(qiáng)調(diào)‘凝聚大團(tuán)隊(duì)、構(gòu)筑大平臺、承擔(dān)大項(xiàng)目、培育大成果、做出大貢獻(xiàn)’的思路，為項(xiàng)目和課題組起到了引導(dǎo)作用?！?/p>

與鎢結(jié)緣

鎢是一種稀有金屬，也是軍民兩用的重要戰(zhàn)略物資，小到白熾燈絲，大到地鐵施工盾構(gòu)機(jī)的刀頭，都離不開鎢，它為國家大工業(yè)、大軍工提供全面服務(wù)。碳化鎢刀具削鐵如泥，被稱為“工業(yè)的牙齒”。我國是產(chǎn)鎢大國，鎢資源儲量520萬噸，占世界總儲量的65％，產(chǎn)量及出口量均居世界第一。但是，資源中容易處理的黑鎢不到兩成，幾乎消耗殆盡，其余都是高雜難處理的白鎢。早些年學(xué)術(shù)界甚至認(rèn)為我國的鎢只能用3到5年。

由于過去冶煉和加工技術(shù)相對落后，盡管我國的鎢儲量和產(chǎn)量均居世界第一，但主要出口低端原料。因此，早在1981年，時(shí)任國務(wù)院副總理的方毅親筆題寫“振興鎢業(yè)”，希望中國由“鎢業(yè)大國”變成“鎢業(yè)強(qiáng)國”。趙中偉教授與鎢的結(jié)緣，也源自對我國鎢資源的預(yù)期以及對冶煉和加工技術(shù)不足的關(guān)注。

1989年，趙中偉本科畢業(yè)，報(bào)考研究生時(shí)有多個(gè)選擇，其中之一是跟著李洪桂老師，專注于稀有金屬鎢。李洪桂老先生在鎢冶金方面有重要貢獻(xiàn)，兩度獲國家發(fā)明二等獎，教學(xué)中長期堅(jiān)持“授人以漁”的理念。他選擇跟隨李老師，并在他的帶領(lǐng)下，研究鎢提取冶金。

“人生看起來很長，實(shí)際上很短，能做成一兩件事就很難得了?！眻?jiān)持與專一使得趙中偉獲得了最初的肯定，1997年，他在李洪桂老師領(lǐng)導(dǎo)下參與的“機(jī)械活化(熱球磨)堿分解白鎢礦及黑白鎢混合礦技術(shù)的推廣應(yīng)用”，獲國家教委科技進(jìn)步二等獎。

“鎢是戰(zhàn)略稀有金屬，鎢業(yè)是我國優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。當(dāng)年選擇跟隨導(dǎo)師研究‘稀冶’(鎢冶煉屬稀冶)，如今，我依然選擇將鎢作為我終身的事業(yè)。”趙中偉信念堅(jiān)定。

潛心科研

趙中偉告訴記者，我國鎢資源雖然非常豐富，但是鎢業(yè)也面臨著資源、冶煉和環(huán)保的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：我國鎢儲量中難處理的白鎢約占78％，易處理的黑鎢多年開發(fā)已消耗殆盡；白鎢原料復(fù)雜難冶，鎢鉬礦復(fù)合共生、雜質(zhì)含量高，深度分離、去除困難，嚴(yán)重影響精深加工；提取過程有害廢水排放量大，環(huán)保形勢嚴(yán)峻。

針對這些瓶頸問題，中南大學(xué)與國內(nèi)著名鎢企合作，進(jìn)行了持續(xù)的理論和工藝研究。通過本項(xiàng)目的研究，建立了復(fù)雜鎢礦堿浸出的“贗三元系相圖”理論，突破了國內(nèi)外長期認(rèn)為白鎢礦不能分解的理論禁錮，發(fā)明了基于浸出/結(jié)晶耦合的白鎢礦分解技術(shù)，開發(fā)了高濃度離子交換、宏量鎢鉬分離及短流程深度除雜、自主調(diào)控硬質(zhì)合金組織結(jié)構(gòu)等從資源利用到高端產(chǎn)品生成的整套關(guān)鍵技術(shù)，并在國內(nèi)主要鎢企業(yè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。該項(xiàng)目解決了我國難冶鎢資源的高效利用與清潔生產(chǎn)問題；使我國鎢資源使用年限大幅度延長；使廢水排放大幅度減少；生產(chǎn)的系列高技術(shù)產(chǎn)品解決了我國航空航天等重大工程的亟需，獲得國家發(fā)明專利21項(xiàng)；近三年新增產(chǎn)值118億元，潛在經(jīng)濟(jì)效益達(dá)4100億元。

據(jù)趙中偉教授介紹，該項(xiàng)目主要進(jìn)行了以下工作：針對復(fù)雜難處理的白鎢占我國鎢資源比重大的現(xiàn)狀，理論上突破了國外NaOH 不能分解白鎢的禁錮，建立了復(fù)雜鎢礦堿浸出的新理論，研發(fā)了基于浸出/結(jié)晶耦合機(jī)理的堿浸出技術(shù)，解決了白鎢礦開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)難題；發(fā)明了高濃度離子交換新技術(shù)，解決了高濃度溶液吸附過程交換容量低的問題，使可處理溶液濃度提高了10～15 倍，廢水大幅度減少；發(fā)明了深度除錫技術(shù)，解決了華南高錫高雜鎢原料的高效利用難題；揭示了鎢、鉬酸鹽沉淀的調(diào)控規(guī)律，發(fā)明了分離宏量鎢、鉬的新技術(shù)，解決了高鎢高鉬共生復(fù)雜礦的高效利用難題。

團(tuán)隊(duì)協(xié)作

在中南大學(xué)，趙中偉經(jīng)歷了從學(xué)生到老師的轉(zhuǎn)變，多年來，他對自己教研人員的身份認(rèn)識非常深刻。他認(rèn)為，大學(xué)老師要教好課，必須具有較強(qiáng)的科研能力，教學(xué)和科研是相互影響、相互促進(jìn)的?！爸挥凶约貉芯窟^的東西，講起來才有信心，才有底氣；才能在課堂上講出新東西，才能對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革和創(chuàng)新，才能把學(xué)生領(lǐng)到本學(xué)科的前沿；而且在教學(xué)過程中體現(xiàn)的某些思想或者術(shù)語有時(shí)也對科學(xué)研究起到很好的激發(fā)作用。”他告訴記者，采用相圖分析解決白鎢礦堿分解的理論難題就是在教學(xué)的研究、思索和討論中得到的思路，而講好一門應(yīng)用性強(qiáng)的課程也需要有較多的實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

中南大學(xué)的鎢科研團(tuán)隊(duì)成員來自冶金、材料、化學(xué)等學(xué)科，以及我國骨干鎢企業(yè)。一定程度上打破了原來科研因?qū)W科劃分而相互隔離的現(xiàn)象，有利于研究過程中取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮不同學(xué)科背景的研究人員在理論或應(yīng)用方面的特長，形成創(chuàng)新研究上的合力。并且充分重視老專家、老教授的傳幫帶作用，鼓勵青年科研人員勤于思考、大膽創(chuàng)新，形成了利于青年科技人才成長的有利環(huán)境。

趙中偉認(rèn)為，良好的科研環(huán)境得益于中南大學(xué)在科研管理、學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)方面的靈活機(jī)制和勇于創(chuàng)新。中南大學(xué)多年來結(jié)合國家211、985建設(shè)，以國家重點(diǎn)學(xué)科為基礎(chǔ)，構(gòu)建了國內(nèi)外學(xué)科設(shè)置齊全、整體實(shí)力強(qiáng)的有色金屬資源與材料學(xué)科體系，形成在有色金屬行業(yè)地質(zhì)、采礦、選礦、冶金、材料及其裝備等方面的強(qiáng)勢學(xué)科群。在寬松、有效的管理體制下，可以集合校內(nèi)有色稀有金屬學(xué)科的資源形成有一定優(yōu)勢的研究團(tuán)隊(duì)。學(xué)校大力鼓勵科研服務(wù)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)、鼓勵“有用”的研究、鼓勵校企的緊密合作。在這樣的指導(dǎo)思想下，項(xiàng)目在產(chǎn)業(yè)化過程中研究團(tuán)隊(duì)還吸收了來自企業(yè)的具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)業(yè)化研究人員，從而形成了產(chǎn)學(xué)研用機(jī)密結(jié)合的、既有強(qiáng)的創(chuàng)新能力、又有強(qiáng)的轉(zhuǎn)化能力的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。

采訪中，趙中偉多次提及恩師的作用。除了李洪桂教授以外，趙中偉還有一位恩師——趙天從教授?！摆w老師不但學(xué)問做得好，是國際著名的冶金專家，為人也沒得說，被稱為‘礦冶園里的圣人’?！闭f起這位恩師，趙中偉充滿崇敬，“中南大學(xué)還有一大批院士、專家在有色稀有金屬的冶金和材料制備方面做出系列重要理論和應(yīng)用方面的重要貢獻(xiàn)，在老先生的長期熏陶下形成的學(xué)術(shù)氛圍，激勵后學(xué)對于有色金屬科研的濃厚興趣?！?/p>

他也告訴青年學(xué)生們，每一個(gè)問題的突破，都需要靜下心來思考，一步一個(gè)腳印踏實(shí)工作才能有所收獲?！拔业睦蠋煶３Ｌ嵝盐覀冏⒁饨梃b其他學(xué)科的知識，他山之石可以攻玉。冶金是一個(gè)應(yīng)用學(xué)科，經(jīng)驗(yàn)積累十分重要，因此尊重老專家、老教師的經(jīng)驗(yàn)，聽取先賢的指點(diǎn)也是十分重要的。”趙中偉的寄語依然如同他上課般循循善誘，深入淺出。