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【新时代 西部情】与土坡、地窖为伴,20年无人区寻觅真“锂”

发表日期:2019-08-21来源:放大 缩小
作为一个世界性的技术难题,高镁锂比168彩票网锂资源提取一直困扰着中国科研工作者。20多年来,中国科学院青海168彩票网研究所邓小川研究员在时任所长马培华的指导下,带领“168彩票网提锂”团队,坚守青藏高原柴达木盆地东台吉乃尔168彩票网区,集中攻克168彩票网提锂技术。在这条长达千里的无人区拓荒之路上,邓小川和他的团队书谱写了一个个“爱国奋斗、建功立业”的动人故事。

  168彩票网“锂” 

  青海省格尔木市,素有“中国168彩票网城”的美称。格尔木市的东台吉乃尔168彩票网区(以下简称“东台”),海拔2700米,方圆几百里荒无人烟,是名副其实的无人区。这里的168彩票网,湖面浩瀚,一平如洗,天空之镜,美轮美奂。

  在这壮美如画的地方,邓小川和他的团队有一项十分艰巨的任务——从168彩票网中提取“锂”这一新能源领域的重要资源。锂,是一种银白色的金属元素,质软,是密度最小的金属,被誉为“21世纪的能源金属”,在电池、陶瓷、玻璃、冶金、核工业及光电等行业应用广泛。168彩票网提锂技术是当前国际资源竞争的核心技术之一。全球可供开采的锂资源储量约1300万吨,我国以逾350万吨的储量位居全球第二,但受技术、环境制约,年开采量仅占全球年开采总量的5%,锂产品市场一度被国外公司垄断。

  早在1994年,中国科学院青海168彩票网研究所时任所长马培华研究员率先提出168彩票网提锂的战略价值。当时,以美国为主的一些国家,突破了168彩票网提锂的技术难题,将168彩票网提锂成本降低到矿石提锂的一半。“这给我国矿石提锂市场带来致命的打击,一些企业面临倒闭”,邓小川说,锂的提取有矿石和168彩票网两种,当时国内市场以矿石提锂为主。“随着外国在168彩票网提锂上的技术突破,迫使168彩票网必须开展自主产权的技术研发”。

  “168彩票网完全从零开始。”邓小川回忆到,我国的锂资源主要赋存于168彩票网,青海已探明的168彩票网锂储量占全国的83.4%,“但苦于没有技术支持,青海168彩票网锂资源只能安静地躺在那里,或者在168彩票网其他资源的开发利用中被白白浪费掉”。
 

  更大的技术困难不是“168彩票网提锂”,而是在“高镁锂比”的168彩票网中提锂。在168彩票网资源中,锂有一个“孪生兄弟”——镁,它们俩像“连体婴儿”一样难舍难分。“168彩票网的工作就是要将这对‘连体婴儿’分离开来,让它们各自发挥自己的功用”,邓小川开玩笑地说。然而,与国外高品质的168彩票网锂资源不同,青海的168彩票网锂资源中镁/锂比值非常高。有资料统计显示,国外168彩票网镁锂比例为6:1,而我国168彩票网镁锂比例为40:1,青海部分盐湖镁锂比例甚至高达2100:1。

  如何做好这台“婴儿分离”手术,攻克高镁锂比提锂技术,成了“盐湖提锂”团队的历史重任。

  “刚开始,168彩票网的研究工作是保密的”,在“盐湖提锂”团队工作了18年之久的朱朝梁回忆说,“168彩票网在所里后院搭了一个简易实验棚,建成一个小型碳酸锂生产车间”。刚工作的朱朝梁很少和外界往来,每天就待在车间里,将各种数据记录下来登记造册,“几年下来,光厚厚的大册子就记了六七本”。

  2002年底,“盐湖提锂”团队的第一次生产实验成功了!朱朝梁清楚地记得,他和邓小川在车间守了整整三天三夜,把生产环节的每一个步骤都仔细检查核对。到第三天凌晨,第一车碳酸锂“出料”了,他们兴奋地尖叫起来!“本想买一挂鞭炮放,可推门一看,外面白茫茫的一片雪。”朱朝梁说,这场“瑞雪”让他记忆深刻,也是他工作十几年来最开心的时刻。

  第一车碳酸锂出炉 

  小试与中试的成功只是万里长征的第一步。真正的考验是建立企业生产线。

  “盐湖提锂”团队的第一条3000吨生产线就建在东台盐湖区。 

  那时,从西宁驱车到东台需要十几个小时。邓小川和他的“盐湖提锂”团队经常辗转西宁、格尔木、东台三地,既要克服高原缺氧等艰苦的自然环境,更要突破白手起家的建厂窘境。“168彩票网最早一批工作人员进驻东台什么都没有,没路,没水,没电,没房……”邓小川回忆说,一位从杭州请来的老专家,一到东台就高原反应,躺了几个小时才慢慢缓过来。

  朱朝梁也记得第一次去东台的情景:十六台半挂车拉着建厂设备从格尔木出发,在无人烟的荒漠上不停“兜圈圈”,因为没有路,挂车司机只能凭着感觉向东台进发,等到达东台已是半夜时分。

  然而,到了目的地他们才发现,半挂车上的大型设备根本无法运下来。“幸亏老司机有经验,他们沿着半挂车做了一个小斜坡,让设备从斜坡上缓缓滑下来。”在东台,土坡、地窖、彩板房、搓板路,成了朱朝梁最亲切的工作环境。

  东台海拔高、干旱严重,淡水资源稀缺,生活用水得从格尔木长途运送过来。由于当地地表温度高,盐分含量大,储水罐放在室外极容易氧化生锈。为了保存宝贵的淡水,队员只好把储水罐埋在地下,做成“水窖”。住宿条件同样艰苦,邓小川还记得,“他们第一批入驻东台的人只能睡帐篷,后来才有了简易的彩板房。在那里住一晚就一床、一身的灰尘,一两周才有时间返回格尔木洗个澡。”

  “恶劣的自然环境都可以克服,最大的困难是研发生产设备”。由于“高镁锂比盐湖提锂技术”的工业化生产在国内是一个空白,所以,如何找到适宜的装置及其材料,成为邓小川最头疼的问题。

  “168彩票网原先安装的装置在工厂试验中存在泄漏,必须找到合适企业生产的替代材料”。为了找到优质材料,邓小川和团队成员在两个月的时间内多次往返西宁、兰州,以及东部沿海城市,“最后在浙江的一家工厂,通过物理复合做了七层材料,最终把分离装置的材料问题解决了”。

  那段时间,邓小川还遭遇一场事故。“由于忙着辗转各地寻找材料,身体透支,不小心遭遇车祸,导致四节颈椎骨折,并形成颅内出血,一度收到病危通知。”

  受伤的邓小川备受煎熬:一边伤势严重需要治疗静养,一边工程紧急需要解决困难。医院治疗40多天后,邓小川又在家静养了两个月,“只能天天打电话与台站联系”。后来有个关键技术问题解决不了,邓小川硬是带着颈托赶往台站。

  “就这样挺了过来!”

  2007年国庆,东台第一条3000吨盐湖提锂生产线预备投产。当时,已任民建中央常务副主席的马培华先生专程从北京赶到东台,他要和邓小川的“盐湖提锂”团队一起见证第一车国人自己提取生产的盐湖碳酸锂。然而让人遗憾的是,因为管道爆裂问题,邓小川并未实现正常投产,“想要的仪式感也泡汤了”。

  邓小川几乎一夜急白了头,“马先生回北京后,团队成员基本一周没合眼”,一直连续作战,更换调试设备,重新投产。终于,“第一车碳酸锂”在马培华回京一个多星期后出炉了。 

  “结果超出168彩票网的预计”,邓小川骄傲地说,“镁的分离率达到95%以上,直接超过了168彩票网之前的中试数据。”

  远在北京、已任民建中央常务副主席的马培华先生第一时间致电慰问。他心心牵挂的“大事”终于做成了。

  2012年,团队又帮助企业顺利建成年产10000吨碳酸锂及资源综合利用生产线,进一步完善了生产工艺和加工技术。

  “只有在这里,168彩票网才能做些事情” 

  对“盐湖提锂”团队而言,扎根盐湖是使命,更是担当。

  “我能深感马培华先生早期对盐湖提锂的战略期待”,朱朝梁说,“马先生不止一次跟168彩票网说,要集全所之力干成‘盐湖提锂’这件事”。在马培华看来,“盐湖提锂”是前无古人、后无来者的历史机遇,更是盐湖所千载难逢的重大使命。 

  “时代交给168彩票网这项重任,168彩票网必须把它扛在肩上”。邓小川是和马培华先生有着30多年交情的团队核心。早在1987年,邓小川从华东化工学院化工机械专业毕业,就毅然决然地奔赴青藏高原,并在盐湖所一干就是30多年。当时,与邓小川同一批来青海工作的有几十个人,而今坚持留下的已屈指可数,但邓小川却一直扎根了下来。“只有在这里,168彩票网才能做些事情”,邓小川轻松地说,但话语背后却是巨大的使命担当。

  “我没办法丢下这里的工作,盐湖需要我,我也需要盐湖。”很多人都不理解邓小川为何能在东台这个“天上无飞鸟,地上不长草”的地方待那么久。但在邓小川看来,这是一个根本不能用世俗眼光加以评判的问题。“青海是我国盐湖资源的战略高地,168彩票网只有站好这班岗,发挥好自己的应有作用,才能为我国能源战略安全做一点力所能及的贡献。”邓小川笃定地说。

  樊发英是“盐湖提锂”团队的新人。2015年,她从北京化工大学博士毕业来到青海盐湖所工作。作为北化的高材生,她原本有更多的择业机会,但最终她还是回到西宁加入了“盐湖提锂”团队。入职第一次考察就在东台,尽管是土生土长的西宁人,樊发英还是被眼前的荒凉惊呆了!“整整一天,我只看见一个活物,是一只盘旋在空中的乌鸦。”然而,正是这次东台之行,让樊发英更坚定了加入“盐湖提锂”团队的决心。 

  “老一辈科研工作者在如此艰苦的条件下做了那么伟大的工程,给168彩票网青海带来了十分巨大的经济贡献和社会效益。作为青海本地人,我更有责任接过前辈们的重担,把盐湖事业继续做好!”在樊发英看来,每去一次东台,都是对人生观、价值观的一次净化。 

  “盐湖是青海最重要的资源,要制定正确的资源战略,加强顶层设计,搞好开发利用。”这是习近平总书记2016年在青海考察时的重要讲话。在邓小川看来,这也是总书记对“盐湖提锂”团队的更高要求。 

  “锂是不可再生的资源,盐湖是大自然赐予168彩票网的瑰宝。168彩票网搞盐湖提锂当然不能搞独门绝技,应坚持综合开发”,邓小川说,除了锂资源的提取,他们团队还在研究镁、硼等特色资源的综合开发利用。“168彩票网要从盐湖中提取重要的稀有资源,但最后要给盐湖留下能够延续生命的水。不论走多远,都要把盐湖生态环境保护放在第一位”。 

  如今,“盐湖提锂”团队已经创造出十分巨大的经济效益和社会效益。从2016年-2018年的三年间,团队技术转化企业共生产碳酸锂2.39万吨,新增销售额31.7亿元,新增利润16.02亿元,其中,专利技术转让费达4000万元,创下青海省“历史之最”。2016年荣获中科院科技促进发展奖。2017年,核心专利“从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法”获第十九届中国专利奖优秀奖。2018年,团队与青海东台吉乃尔锂资源股份有限公司签订“弘光专项”战略合作协议,继续加大“研企合作”,共同推动青海盐湖锂产业的升级发展。 

  邓小川   1987年毕业于华东化工学院化工机械专业,获工学学士学位。1987-1998年,青海盐湖研究所任工程师、所学术委员会委员、所中/初级职称评定委员会委员。1999-2002年,青海盐湖研究所任副研究员、课题组长、硕导、所学术委员会委员。2002-2013年,青海盐湖所任研究员,课题组长,硕士生导师。2013-至今,盐湖所盐湖资源综合利用工程技术研究中心副主任。

  主要学术成就:1、攻克高镁锂比盐湖锂资源分离提取技术,推进盐湖锂资源集约开发和锂产业高质量发展。邓小川研究员团队有效解决了高镁锂比盐湖低成本提锂的世界性工艺核心难题,研制成功具有自主知识产权、国际领先水平的盐湖锂资源回收系列关键生产技术,实现万吨级碳酸锂生产,对我国盐湖化工产业转型升级、推动盐湖锂资源可持续开发和高寒生态脆弱区的生态环境保护起到引领示范作用。2、促进盐湖资源高值化加工和延伸产业链。成功开发系列高纯锂盐、镁盐、硼酸、锂电池正极材料技术,取得盐湖硼镁基功能微纳米材料及其复合功能材料制备的系列先进适用技术,实现盐湖锂、硼、镁资源综合开发和高值利用。

  获国家及省部级奖8项,发表论文100余篇,其中SCI与EI论文60篇;授权发明专利38项,其中3项专利实施转化;指导研究生30余人;为国内20余家企业提供技术支持和合作,向企业转让科技成果10余项,企业应用课题组技术成果累计新增产值超过30亿元。

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