凝聚团队智慧 矢志科技报国
中南大学重金属污染防治教师团队:
重金属污染防治的“攻坚队”
通讯员 钟南新
在中南大学金贵楼一间办公室的墙上,一张布满小红旗的中国地图格外显眼。每一面红旗,都是一份属于中南大学重金属污染防治教师团队的“荣誉勋章”。
“每实施一个工程,我们就会在地图上画一面红旗。”团队负责人、中国工程院院士柴立元介绍,团队自组建以来,瞄准重金属污染防治这个科技界的“顽瘴痼疾”,研发出一系列先进科技成果,在我国最大的铜、铅、锌、镍、锑、钼冶炼企业大规模推广应用300多项工程。如今,一面面红旗已在全国26个省份飘扬。
向重金属污染宣战
为了服务国家有色工业可持续发展和污染防治、节能减排的重大战略需求,柴立元在全国率先成立了专攻重金属污染防治的“科研敢死队”——重金属污染防治教师团队,开启了与各种工业废气、废水、废渣打交道的日子,一次次向重金属污染宣战。
第一场“硬仗”是攻关重金属废水治理新技术。当时冶金化工企业废水处理的传统方法,是利用石灰中和、沉淀废水中的重金属。但因废水中重金属浓度高、种类杂,此方法很难“抓住”全部重金属离子,废水处理后仍难以达到国家最新排放标准,许多企业面临发展困境。
“为什么不试一试微生物处理方法呢?”柴立元想:一只手,很难同时抓住10个东西。如果有10只手呢?能不能在废水中加入一种微生物代谢产物多配位基团,这样就能同时“抓住”众多重金属离子,从而净化处理废水?通过反复实验,团队发现某种微生物代谢产物具备这种功能,随后通过生物技术和化学方法融合,2009年,“重金属废水生物制剂法深度处理技术”诞生了。
不过,技术从实验室走向企业并不是一件容易的事。扩大、改造、成本考量……柴立元带领团队驻扎在生产厂房、日夜排班、反复实验,又打了一场饱含艰辛的“攻坚战”。在观察和调节药剂流量时,污酸中的二氧化硫常会逸散出来,做实验时只能吸半口气然后屏住呼吸,或者深呼一口气后,再赶紧反身吸气。在这样的条件下,柴立元带领团队成员们一遍遍地尝试,一遍遍地总结调整,愈战愈勇。在经过长期艰苦卓绝的攻关后,“重金属废水生物制剂法深度处理技术”成功应用于我国最大的铅锌联合冶炼企业——株洲冶炼厂。
“废物”翻身成“资源”
与重金属污染“贴身互搏”20多年来,团队围绕矿山、冶金、化工等行业亟须解决的环境污染严重、资源浪费等问题展开研究。在此过程中,柴立元带领团队引领污染防控从末端治理走向源头减排,形成了重金属清洁冶炼源头减污、重金属“三废”污染控制与资源化、重金属污染场地治理三个特色鲜明的研究方向。在整个团队的科研思维里,“废物就是资源”。每一项技术的最终落脚点,不仅要解决重金属的污染问题,更重要的是原料回收,实现资源循环利用。
由于冶炼过程中不可避免地产生大量废渣,这种废渣中常伴有金、银等金属,传统治理方法片面追求金银高价金属回收,忽视废渣中的类金属砷污染防控,容易造成砷污染。多起重大砷污染事件的发生,让重金属污染防治教师团队感到使命在身、责任在肩,技术突破迫在眉睫。
“坚持源头控污,将砷污染扼杀在摇篮里。”团队成员们再次驻扎企业,穿上工作服,冒着酷暑严寒,直面危险,与毒物作战。这一次,团队兵分几路,对有色冶炼过程中砷的流向进行全面掌握,并最终变废为宝。一条“控砷—脱砷—固砷—无砷”的含砷固废无害化与资源化技术体系就此形成。
与此同时,有色冶炼过程中污染负荷最大的“污酸”也引起了团队的重视。团队研发的“冶炼多金属废酸资源化治理关键技术”可将污酸里的有价金属分离出来,将污酸里的酸浓缩回用,实现废酸回收率90%,危废削减90%以上,有效解决了困扰行业的“顽瘴痼疾”。
团队作战“冶”出绿水青山
“对于我们来讲冶金就是金山银山,我们要从资源中提取黄金、白银等金属,又要在开发金山银山的同时保护绿水青山。”重金属污染治理是一场“恶战”,需要团队齐心协作应对。团队的使命,从一开始就嵌在每一个成员的心中。
经过20余年的发展,团队从1999年的2人发展为如今的40人。其中,教授25人,80%的科研人员具有海外研究经历。团队成员的年龄构成从50后到90后。一群志同道合的科研人,奔着“为国治污”的共同目标,在这支团队里创造着“1+1>2”的奇迹。
以团队为主的中南大学环境工程学科2018年进入ESI全球前1%,同时促进冶金工程成为国家“双一流”建设A+学科,有力推动了冶金与环境学科的交叉发展。
大连理工大学化学工程与技术教师团队:
做中国自己的高性能塑料
通讯员 杜佳
“我是中国人,我们的科研能为国家效力,这比什么都重要!”中国工程院院士、大连理工大学化工学院蹇锡高教授字字铿锵。这些年来,在多次面对国外企业试图重金收购他的研究专利时,蹇锡高都这样回绝。
做中国自己的高性能塑料,是蹇锡高40多年科研生涯始终不变的追求。在他获得的30余项发明专利中,有两项专利被评为世界华人重大科技成果。他经常说:“荣誉不是我一个人的,这是团队集体的智慧结晶。”
坚持自主创新
多年来,蹇锡高带领团队瞄准高分子材料科学前沿,坚持自主创新。1990年蹇锡高访学回国时,看到对国家重大工程领域及国防安全有重要保障作用的高性能工程塑料一直受到发达国家垄断,并对我国实行封锁禁运,他马上调整研究方向,带领团队开始研究高性能工程塑料,一做就是30多年。
“想要材料既耐腐蚀、耐高温又质量轻、易加工、可溶解,就要从改变分子结构出发。”蹇锡高说。他带领团队不断尝试,提高材料性能,成功使用国产原材料研制出新型杂环高性能工程塑料,缩减核心单体的合成步骤,合成温度降低到200℃以内,聚合物后处理简单,大幅降低成本,且新型杂环高性能工程塑料的使用温度超过了国际同类产品聚醚醚酮等的使用温度,高温力学性能更优异,实现我国在高性能塑料领域从落后到国际领先的飞跃,一举打破西方国家的长期垄断。
目前,蹇锡高带领团队研发的抽油杆扶正器已在辽河油田、松原油田、克拉玛依油田等广泛投入使用;研发的航空发动机推动器高速止推轴承拥有高耐磨、长寿命的特点,而且重量仅为现用轴承的五分之一;研发的百万千瓦核电站核主泵推力瓦告别了易裂、韧性小、寿命短的问题,解决了我国长期以来核主泵关键材料未实现自主化的“卡脖子”难题。
为国家解决问题
无论是在生活中还是工作中,蹇锡高始终保持乐观的心态,一个实验结果做不出来,就放置几天换换思路,他经常这样对团队说:“不要把科研当作苦差事,我们的科研能为国家解决问题,再辛苦也值得!”
豁达开朗源于他常怀一颗感恩的心。1964年,家境贫寒的蹇锡高穿着一双草鞋来到大连工学院(大连理工大学前身)报到,从学费、饭票到棉衣、棉帽都得到国家的补助。蹇锡高在这里体会到国家对于教育的投入和关怀,立志为解决国家重大需求而不懈努力。
“国家需求很多,我能在哪个领域发挥作用?”1969年,留校任教后,蹇锡高一直从国家需求出发开展科学研究,时常这样向自己发问。他长期从事高分子材料合成、改性及其加工应用新技术研究,既有深入的理论研究,又掌握了丰富的实践经验。在他的时间表上,没有节假日,除大部分时间从事教学科研工作、指导学生外,其余时间都用来从事产学研合作,与企业共谋技术发展。
结合生产搞科研
说到自己的新技术和新材料发明,蹇锡高认为最难的是如何真正把技术转化为产品。他说:“实验室做出来还不算数,要能实现工程化稳定生产才有前途。”结合生产搞科研是蹇锡高的工作准则。他不赞成从纸面到纸面的科研工作,也不单纯追求填补空白,而是更注重将科研转化为国家建设服务的成果。
他要求团队成员:“要走出从实验室到工厂、从工厂到市场的科研路子,为振兴民族工业尽一份力。”他很自信地说:“我们已有年产100吨规模的新型高性能树脂合成中试基地、年产500吨规模的工程化生产装置和高性能树脂及其复合材料深加工应用示范研究中心,年产2000吨规模的生产线正在建设中。实现了从开发、生产到应用的一条龙配套发展,应用领域正迅速扩展。”
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