新晉院士趙中偉：登上世界“鎢”脊

● 余蓉

登頂“鎢”脊，提“鋰”先鋒

鎢被譽為“工業的牙齒”和“戰爭金屬”，一直被列入國家戰略儲備物資。20世紀90年代，我國鎢儲量居世界第一，但鎢儲量中難處理的白鎢約占78%，鎢的提純技術是一個巨大的難題。

當時國外學者普遍認為氫氧化鈉（堿）分解白鎢礦的熱力學驅動力太小而不能進行。中南大學研究團隊經過反復實驗，突破了這一理論禁錮，建立了白鎢礦堿浸出的新理論，實現了用常規的高壓釜分解白鎢礦，浸出率高達98.5%。

白鎢礦能分解了，但白鎢雜質極高，特別是鉬，因其與鎢元素性質極為相似，往往相互伴生，無法分離。

“一定要攻克這個世界難題。”那段時間，趙中偉每天都泡在圖書館和實驗室。有一天，他從一份研究快報中得到靈感：既然不同鎢礦在成礦過程中就有鉬，那么再模擬地球化學成礦的過程重新“成礦”，不就可以將鉬分離嗎？

在中南大學冶金館的實驗室里，他和團隊花了一年多的時間，進行大量的探索實驗，成功研發“高效選擇性分離鎢鉬技術”，可使占我國鎢資源40%以上的鎢鉬共生復雜礦得到有效利用。

此后，研究團隊又發明了多項新工藝，比如針對傳統鎢離子交換過程產生的廢水問題，團隊開發出高濃度離子交換轉型技術，使廢水排放量減少80%—85%。這些技術構成的難冶鎢資源堿法冶煉技術體系，成為當前鎢冶煉的主流技術，顯著提升了中國鎢業技術水平和國際競爭力。

傳統鎢冶金的離子交換工藝是用燒堿處理低濃度鎢溶液，在吸附前必須沖入大量純水稀釋，導致廢水排放量極大。不僅如此，生產過程還會排出含氯氣的廢氣，以及含多種有害物的危險廢棄物廢渣。

“鎢冶金除了用堿還可以用酸，如果用硫酸提取鎢，廢渣不僅不是危險廢棄物，還是制備水泥的原料。”于是，趙中偉又帶領團隊攻堅克難。

他們從基礎理論方面入手，通過冶金與地球化學學科間的交叉，創造性地引入了在過去鎢礦分解過程中被認為是雜質的磷，發明了硫磷混酸協同常壓清潔冶煉新技術，實現了鎢鉬磷的綜合利用、廢水近零排放和浸出渣資源化利用。

“以前，企業需要用燒堿，價格貴的時候高達6000元每噸，處理廢渣廢水廢氣還需要付出高額成本，而新技術用的硫酸磷酸成本低廉，還節省了處理廢渣廢水廢氣的錢。”趙中偉算了一筆賬，這樣一來，企業不僅降低了三分之一的生產成本，還提高了約15個百分點的選冶綜合回收率。

▲ 2003年，趙中偉在進行高濃度離子交換的試驗 （資料照片）

團隊開發的系列技術，在創造出巨大經濟效益和經濟價值的同時，也讓中國的鎢冶煉技術始終領先全球。

登上“鎢”脊后，趙中偉又瞄準提“鋰”技術發起沖鋒。

全球大部分的鋰資源存在于鹽湖鹵水中，我國也是如此。但鋰在湖水中的實際含量較低，且水中還含有較多的鎂、鈉等雜質，這給提取鋰帶來很大困難。10多年的攻關，團隊最終提出了電化學脫嵌法，并研發了相關裝備和工藝，可從高“鎂鋰比”鹽湖鹵水中實現鋰的高效選擇性提取，為占我國鋰資源80%的鹽湖鋰的開發提供了重要支撐。

既有“牛”勁，又有巧思

趙中偉剛開始做科研工作，就參與了一種機械活化（熱球磨）堿分解白鎢礦及黑白鎢混合礦技術研發，為此，他特意從郴州柿竹園國家礦山公園背回來一麻袋鎢中礦做實驗。

每天將重達40公斤的熱球磨反應器搬上搬下，加礦加堿，升溫分解，過濾洗滌……為了便于操作，趙中偉甚至不戴手套，直接用手在燒杯中攪拌含氟的溶液。

機器攪拌的噪聲、礦漿的臭味……辛辛苦苦忙活一整天，測出的數據還不一定令人滿意。但趙中偉并沒有氣餒，反而較上了勁，常常忙到后半夜才從實驗室出來。

就這樣，他一年攪拌了兩麻袋原礦。

每每想到好的法子，他就會到企業去實踐，“好的思路都是在現場出來的”，這是趙中偉堅持的一條科研準則。

多年來，他和團隊深入國內鎢企業，許多個寒暑假或雙休日，他們都是在企業度過的。2004年底，趙中偉帶領課題組在廣東韶關一家企業做“高濃度離子交換”的產業化。“他每天提著幾十斤重的溶液爬梯子，在復雜的管道上來來回回擰閥門，累得一回宿舍倒頭就睡。”中南大學冶環院陳星宇教授回憶。

“多讀書，善巧思。”這是趙中偉屢次突破科研困境的途徑。

趙中偉從小愛讀書，尤其是在他父親到書店工作后，更是如魚得水，《十萬個為什么》《歡樂的海》《化學、細菌武器及其防護》《水滸傳》……無論是科普書還是小說，他都看得津津有味。

讀大學后，趙中偉讀書的數量和范圍更是大得驚人，除了本專業的，化學、物理、地質等方面的書籍他都有涉獵。

“有些當時可能沒用，但不知什么時候就能發揮作用了。”趙中偉說，鎢鉬分離、從白鎢礦中除錫，很多時候遇到難解的瓶頸，他都是在讀書中受到啟發，一步步走出迷霧。

人生路口，正確選擇

回望學術生涯，趙中偉覺得自己在幾個人生路口做出了“正確的選擇”。

1982年，擺在成績優異的趙中偉面前的有讀中專和高中兩個選擇。“當時家里條件艱苦，不少人勸我讀中專，早點參加工作端上‘鐵飯碗’。”

但趙中偉有一種強烈的念頭，他想讀大學走上科研道路，于是堅定地報考了高中。

1985年高考，趙中偉選擇了中南工業大學（今中南大學）冶金系，來到離河北老家1000多公里的湖南長沙。當時，冶金系有陳新民、趙天從、黃培云、劉業翔等多位在國內礦冶界赫赫有名，同時在國際上亦有重要影響的知名教授，趙中偉暗下決心，一定要努力做出一些成績。

趙中偉博士畢業那一年，適逢中國有色金屬工業總公司前來挑人。“去應聘被錄取的可能性極大，這樣離家就近了，但是離科研夢想就遠了。”他躊躇了2個月，最終還是選擇留在了中南大學。

1998年，趙中偉由教育部公派至日本名古屋大學從事博士后研究工作，研究方向是“生物陶瓷膜”。陶瓷膜技術作為一種新型的分離技術，在生物制藥等新興產業中應用廣泛。趙中偉將冶金的思路和方法借鑒到材料制備上，提出了致密化膜制備的新技術路線。

“當時，日方挽留了我，他們的科研條件確實比國內優越很多。但一想到要離開我的祖國，心里就空落落的。”沒有過多猶豫，學成之后，趙中偉選擇了回國。

回國后，有人建議他做新型材料，這樣經濟效益更好。“但我想來想去，還是選擇了鎢。”趙中偉說，因為國家有需要，而且這里也有許多自己未解開的謎。

這些年來，趙中偉和他的科研團隊取得的科技成果獲得國際社會廣泛關注，美國、哈薩克斯坦等國企業的代表多次找到趙中偉尋求技術合作。面對巨額的技術轉讓費用，趙中偉不為所動。

有了更多的資金，就意味著能翻新實驗室，購置更多的儀器設備，研究人員的工作和生活水平也能得到相應提高。

但趙中偉明白，鎢是國家戰略儲備物資，“豈能為了自己和團隊一點利益而讓國家利益受損”。他婉拒技術輸出，只轉讓給國內企業，以保持中國的鎢冶煉技術對國外的控制性優勢。

湖南郴州、江西贛州、福建龍巖、云南麻栗坡、四川成都……趙中偉團隊的技術已在全國多地實現成果轉化，對我國稀有金屬產業的發展提供了重要支撐。

熱愛講臺，用心育才

科研教學“兩手抓”，趙中偉在講臺一站就是31年，至今仍堅持本科、碩士、博士教學。

凡是聽過趙中偉冶金課的學生，幾乎都對他講授的冶金原理課印象深刻。“這是一門純理論性質的課程，有大量枯燥的冶金知識，卻被趙老師講得妙趣橫生！”劉旭恒是趙中偉的學生，受他的影響，開始對冶金產生濃厚的興趣。如今劉旭恒已是中南大學的教授，也是趙中偉團隊的骨干力量。

“趙教授講課生動有趣，深入淺出，讓我對冶金產生了極大的興趣。”北京科技大學的馬鋮佑曾作為交換生到中南大學學習，正是這種興趣讓他發奮學習，成績突飛猛進，最終以專業第一的成績被推薦讀研，完成了從“學渣”到“學霸”的逆襲。

“用高深的語言與學生交流，就落入下乘，學生也聽不懂。”趙中偉講課追求深入淺出，他還會根據學生的反饋，不斷調整授課內容。

趙中偉愛國畫、書法，還自學篆刻和漫畫，可謂多才多藝。很多同學特別愛看趙中偉的板書：僅用一根小小的粉筆頭寫寫畫畫，就能把一個復雜的模型以最簡單、最直觀的方式呈現在學生眼前。上冶金課程強化課時，趙中偉還設計制作了可以互動操作的三維模型，方便學生理解。

講課堪比“相聲專場”，教室里座無虛席，這樣的課堂表現，讓趙中偉多次獲得中南大學“我最喜愛的老師之最佳教學創新獎”“我最喜愛的老師之最佳教學手段老師”，以及“湖南省優秀教師”等榮譽……

趙中偉鼓勵學生博覽群書。他推薦學生讀韋恩·戴爾的《你的誤區》，教導學生“科研要注重‘靈活的大腦’，要解放思想，自己找到解決問題的途徑”；他推薦學生讀伽莫夫的《從一到無窮大》，鼓勵學生從枯燥的研究、日復一日的實驗中，找到創意迸發的樂趣。

“評上院士，并不是說我將來的科研工作就一定能比別人做得好。相反，我得更腳踏實地，為我國有色金屬產業技術發展，為湖南實現‘三高四新’美好藍圖做出更大貢獻。”趙中偉說，我國要從有色金屬大國走向有色金屬強國，依然有很長的路要走，而他也將繼續秉承中南大學老一輩科學家的精神，為學科發展作出自己的貢獻。