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【新時(shí)代 西部情】與土坡、地窖為伴,20年無人區(qū)尋覓真“鋰”

發(fā)表日期:2019-08-21來源:放大 縮小
作為一個(gè)世界性的技術(shù)難題,高鎂鋰比鹽湖鋰資源提取一直困擾著中國科研工作者。20多年來,中國科學(xué)院青海鹽湖研究所鄧小川研究員在時(shí)任所長馬培華的指導(dǎo)下,帶領(lǐng)“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì),堅(jiān)守青藏高原柴達(dá)木盆地東臺(tái)吉乃爾鹽湖區(qū),集中攻克鹽湖提鋰技術(shù)。在這條長達(dá)千里的無人區(qū)拓荒之路上,鄧小川和他的團(tuán)隊(duì)書譜寫了一個(gè)個(gè)“愛國奮斗、建功立業(yè)”的動(dòng)人故事。

  從零開始探尋“鋰” 

  青海省格爾木市,素有“中國鹽湖城”的美稱。格爾木市的東臺(tái)吉乃爾鹽湖區(qū)(以下簡稱“東臺(tái)”),海拔2700米,方圓幾百里荒無人煙,是名副其實(shí)的無人區(qū)。這里的鹽湖,湖面浩瀚,一平如洗,天空之鏡,美輪美奐。

  在這壯美如畫的地方,鄧小川和他的團(tuán)隊(duì)有一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)——從鹽湖中提取“鋰”這一新能源領(lǐng)域的重要資源。鋰,是一種銀白色的金屬元素,質(zhì)軟,是密度最小的金屬,被譽(yù)為“21世紀(jì)的能源金屬”,在電池、陶瓷、玻璃、冶金、核工業(yè)及光電等行業(yè)應(yīng)用廣泛。鹽湖提鋰技術(shù)是當(dāng)前國際資源競爭的核心技術(shù)之一。全球可供開采的鋰資源儲(chǔ)量約1300萬噸,我國以逾350萬噸的儲(chǔ)量位居全球第二,但受技術(shù)、環(huán)境制約,年開采量僅占全球年開采總量的5%,鋰產(chǎn)品市場一度被國外公司壟斷。

  早在1994年,中國科學(xué)院青海鹽湖研究所時(shí)任所長馬培華研究員率先提出鹽湖提鋰的戰(zhàn)略價(jià)值。當(dāng)時(shí),以美國為主的一些國家,突破了鹽湖提鋰的技術(shù)難題,將鹽湖提鋰成本降低到礦石提鋰的一半?!斑@給我國礦石提鋰市場帶來致命的打擊,一些企業(yè)面臨倒閉”,鄧小川說,鋰的提取有礦石和鹽湖兩種,當(dāng)時(shí)國內(nèi)市場以礦石提鋰為主?!半S著外國在鹽湖提鋰上的技術(shù)突破,迫使我們必須開展自主產(chǎn)權(quán)的技術(shù)研發(fā)”。

  “我們完全從零開始?!编囆〈ɑ貞浀剑覈匿囐Y源主要賦存于鹽湖,青海已探明的鹽湖鋰儲(chǔ)量占全國的83.4%,“但苦于沒有技術(shù)支持,青海鹽湖鋰資源只能安靜地躺在那里,或者在鹽湖其他資源的開發(fā)利用中被白白浪費(fèi)掉”。
 

  更大的技術(shù)困難不是“鹽湖提鋰”,而是在“高鎂鋰比”的鹽湖中提鋰。在鹽湖資源中,鋰有一個(gè)“孿生兄弟”——鎂,它們倆像“連體嬰兒”一樣難舍難分。“我們的工作就是要將這對(duì)‘連體嬰兒’分離開來,讓它們各自發(fā)揮自己的功用”,鄧小川開玩笑地說。然而,與國外高品質(zhì)的鹽湖鋰資源不同,青海的鹽湖鋰資源中鎂/鋰比值非常高。有資料統(tǒng)計(jì)顯示,國外鹽湖鎂鋰比例為6:1,而我國鹽湖鎂鋰比例為40:1,青海部分鹽湖鎂鋰比例甚至高達(dá)2100:1。

  如何做好這臺(tái)“嬰兒分離”手術(shù),攻克高鎂鋰比提鋰技術(shù),成了“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)的歷史重任。

  “剛開始,我們的研究工作是保密的”,在“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)工作了18年之久的朱朝梁回憶說,“我們在所里后院搭了一個(gè)簡易實(shí)驗(yàn)棚,建成一個(gè)小型碳酸鋰生產(chǎn)車間”。剛工作的朱朝梁很少和外界往來,每天就待在車間里,將各種數(shù)據(jù)記錄下來登記造冊,“幾年下來,光厚厚的大冊子就記了六七本”。

  2002年底,“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)的第一次生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)成功了!朱朝梁清楚地記得,他和鄧小川在車間守了整整三天三夜,把生產(chǎn)環(huán)節(jié)的每一個(gè)步驟都仔細(xì)檢查核對(duì)。到第三天凌晨,第一車碳酸鋰“出料”了,他們興奮地尖叫起來!“本想買一掛鞭炮放,可推門一看,外面白茫茫的一片雪。”朱朝梁說,這場“瑞雪”讓他記憶深刻,也是他工作十幾年來最開心的時(shí)刻。

  第一車碳酸鋰出爐 

  小試與中試的成功只是萬里長征的第一步。真正的考驗(yàn)是建立企業(yè)生產(chǎn)線。

  “鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)的第一條3000噸生產(chǎn)線就建在東臺(tái)鹽湖區(qū)。 

  那時(shí),從西寧驅(qū)車到東臺(tái)需要十幾個(gè)小時(shí)。鄧小川和他的“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)經(jīng)常輾轉(zhuǎn)西寧、格爾木、東臺(tái)三地,既要克服高原缺氧等艱苦的自然環(huán)境,更要突破白手起家的建廠窘境?!拔覀冏钤缫慌ぷ魅藛T進(jìn)駐東臺(tái)什么都沒有,沒路,沒水,沒電,沒房……”鄧小川回憶說,一位從杭州請(qǐng)來的老專家,一到東臺(tái)就高原反應(yīng),躺了幾個(gè)小時(shí)才慢慢緩過來。

  朱朝梁也記得第一次去東臺(tái)的情景:十六臺(tái)半掛車?yán)◤S設(shè)備從格爾木出發(fā),在無人煙的荒漠上不?!岸等θΑ?,因?yàn)闆]有路,掛車司機(jī)只能憑著感覺向東臺(tái)進(jìn)發(fā),等到達(dá)東臺(tái)已是半夜時(shí)分。

  然而,到了目的地他們才發(fā)現(xiàn),半掛車上的大型設(shè)備根本無法運(yùn)下來?!靶姨澙纤緳C(jī)有經(jīng)驗(yàn),他們沿著半掛車做了一個(gè)小斜坡,讓設(shè)備從斜坡上緩緩滑下來?!痹跂|臺(tái),土坡、地窖、彩板房、搓板路,成了朱朝梁最親切的工作環(huán)境。

  東臺(tái)海拔高、干旱嚴(yán)重,淡水資源稀缺,生活用水得從格爾木長途運(yùn)送過來。由于當(dāng)?shù)氐乇頊囟雀?,鹽分含量大,儲(chǔ)水罐放在室外極容易氧化生銹。為了保存寶貴的淡水,隊(duì)員只好把儲(chǔ)水罐埋在地下,做成“水窖”。住宿條件同樣艱苦,鄧小川還記得,“他們第一批入駐東臺(tái)的人只能睡帳篷,后來才有了簡易的彩板房。在那里住一晚就一床、一身的灰塵,一兩周才有時(shí)間返回格爾木洗個(gè)澡?!?/p>

  “惡劣的自然環(huán)境都可以克服,最大的困難是研發(fā)生產(chǎn)設(shè)備”。由于“高鎂鋰比鹽湖提鋰技術(shù)”的工業(yè)化生產(chǎn)在國內(nèi)是一個(gè)空白,所以,如何找到適宜的裝置及其材料,成為鄧小川最頭疼的問題。

  “我們原先安裝的裝置在工廠試驗(yàn)中存在泄漏,必須找到合適企業(yè)生產(chǎn)的替代材料”。為了找到優(yōu)質(zhì)材料,鄧小川和團(tuán)隊(duì)成員在兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)多次往返西寧、蘭州,以及東部沿海城市,“最后在浙江的一家工廠,通過物理復(fù)合做了七層材料,最終把分離裝置的材料問題解決了”。

  那段時(shí)間,鄧小川還遭遇一場事故?!坝捎诿χ氜D(zhuǎn)各地尋找材料,身體透支,不小心遭遇車禍,導(dǎo)致四節(jié)頸椎骨折,并形成顱內(nèi)出血,一度收到病危通知。”

  受傷的鄧小川備受煎熬:一邊傷勢嚴(yán)重需要治療靜養(yǎng),一邊工程緊急需要解決困難。醫(yī)院治療40多天后,鄧小川又在家靜養(yǎng)了兩個(gè)月,“只能天天打電話與臺(tái)站聯(lián)系”。后來有個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題解決不了,鄧小川硬是帶著頸托趕往臺(tái)站。

  “就這樣挺了過來!”

  2007年國慶,東臺(tái)第一條3000噸鹽湖提鋰生產(chǎn)線預(yù)備投產(chǎn)。當(dāng)時(shí),已任民建中央常務(wù)副主席的馬培華先生專程從北京趕到東臺(tái),他要和鄧小川的“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)一起見證第一車國人自己提取生產(chǎn)的鹽湖碳酸鋰。然而讓人遺憾的是,因?yàn)楣艿辣褑栴},鄧小川并未實(shí)現(xiàn)正常投產(chǎn),“想要的儀式感也泡湯了”。

  鄧小川幾乎一夜急白了頭,“馬先生回北京后,團(tuán)隊(duì)成員基本一周沒合眼”,一直連續(xù)作戰(zhàn),更換調(diào)試設(shè)備,重新投產(chǎn)。終于,“第一車碳酸鋰”在馬培華回京一個(gè)多星期后出爐了。 

  “結(jié)果超出我們的預(yù)計(jì)”,鄧小川驕傲地說,“鎂的分離率達(dá)到95%以上,直接超過了我們之前的中試數(shù)據(jù)。”

  遠(yuǎn)在北京、已任民建中央常務(wù)副主席的馬培華先生第一時(shí)間致電慰問。他心心牽掛的“大事”終于做成了。

  2012年,團(tuán)隊(duì)又幫助企業(yè)順利建成年產(chǎn)10000噸碳酸鋰及資源綜合利用生產(chǎn)線,進(jìn)一步完善了生產(chǎn)工藝和加工技術(shù)。

  “只有在這里,我們才能做些事情” 

  對(duì)“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)而言,扎根鹽湖是使命,更是擔(dān)當(dāng)。

  “我能深感馬培華先生早期對(duì)鹽湖提鋰的戰(zhàn)略期待”,朱朝梁說,“馬先生不止一次跟我們說,要集全所之力干成‘鹽湖提鋰’這件事”。在馬培華看來,“鹽湖提鋰”是前無古人、后無來者的歷史機(jī)遇,更是鹽湖所千載難逢的重大使命。 

  “時(shí)代交給我們這項(xiàng)重任,我們必須把它扛在肩上”。鄧小川是和馬培華先生有著30多年交情的團(tuán)隊(duì)核心。早在1987年,鄧小川從華東化工學(xué)院化工機(jī)械專業(yè)畢業(yè),就毅然決然地奔赴青藏高原,并在鹽湖所一干就是30多年。當(dāng)時(shí),與鄧小川同一批來青海工作的有幾十個(gè)人,而今堅(jiān)持留下的已屈指可數(shù),但鄧小川卻一直扎根了下來?!爸挥性谶@里,我們才能做些事情”,鄧小川輕松地說,但話語背后卻是巨大的使命擔(dān)當(dāng)。

  “我沒辦法丟下這里的工作,鹽湖需要我,我也需要鹽湖?!焙芏嗳硕疾焕斫忄囆〈楹文茉跂|臺(tái)這個(gè)“天上無飛鳥,地上不長草”的地方待那么久。但在鄧小川看來,這是一個(gè)根本不能用世俗眼光加以評(píng)判的問題?!扒嗪J俏覈}湖資源的戰(zhàn)略高地,我們只有站好這班崗,發(fā)揮好自己的應(yīng)有作用,才能為我國能源戰(zhàn)略安全做一點(diǎn)力所能及的貢獻(xiàn)。”鄧小川篤定地說。

  樊發(fā)英是“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)的新人。2015年,她從北京化工大學(xué)博士畢業(yè)來到青海鹽湖所工作。作為北化的高材生,她原本有更多的擇業(yè)機(jī)會(huì),但最終她還是回到西寧加入了“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)。入職第一次考察就在東臺(tái),盡管是土生土長的西寧人,樊發(fā)英還是被眼前的荒涼驚呆了!“整整一天,我只看見一個(gè)活物,是一只盤旋在空中的烏鴉。”然而,正是這次東臺(tái)之行,讓樊發(fā)英更堅(jiān)定了加入“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)的決心。 

  “老一輩科研工作者在如此艱苦的條件下做了那么偉大的工程,給我們青海帶來了十分巨大的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和社會(huì)效益。作為青海本地人,我更有責(zé)任接過前輩們的重?fù)?dān),把鹽湖事業(yè)繼續(xù)做好!”在樊發(fā)英看來,每去一次東臺(tái),都是對(duì)人生觀、價(jià)值觀的一次凈化。 

  “鹽湖是青海最重要的資源,要制定正確的資源戰(zhàn)略,加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),搞好開發(fā)利用?!?/span>這是習(xí)近平總書記2016年在青??疾鞎r(shí)的重要講話。在鄧小川看來,這也是總書記對(duì)“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)的更高要求。 

  “鋰是不可再生的資源,鹽湖是大自然賜予我們的瑰寶。我們搞鹽湖提鋰當(dāng)然不能搞獨(dú)門絕技,應(yīng)堅(jiān)持綜合開發(fā)”,鄧小川說,除了鋰資源的提取,他們團(tuán)隊(duì)還在研究鎂、硼等特色資源的綜合開發(fā)利用。“我們要從鹽湖中提取重要的稀有資源,但最后要給鹽湖留下能夠延續(xù)生命的水。不論走多遠(yuǎn),都要把鹽湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)放在第一位”。 

  如今,“鹽湖提鋰”團(tuán)隊(duì)已經(jīng)創(chuàng)造出十分巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從2016年-2018年的三年間,團(tuán)隊(duì)技術(shù)轉(zhuǎn)化企業(yè)共生產(chǎn)碳酸鋰2.39萬噸,新增銷售額31.7億元,新增利潤16.02億元,其中,專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)達(dá)4000萬元,創(chuàng)下青海省“歷史之最”。2016年榮獲中科院科技促進(jìn)發(fā)展獎(jiǎng)。2017年,核心專利“從鹽湖鹵水中分離鎂和濃縮鋰的方法”獲第十九屆中國專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。2018年,團(tuán)隊(duì)與青海東臺(tái)吉乃爾鋰資源股份有限公司簽訂“弘光專項(xiàng)”戰(zhàn)略合作協(xié)議,繼續(xù)加大“研企合作”,共同推動(dòng)青海鹽湖鋰產(chǎn)業(yè)的升級(jí)發(fā)展。 

  鄧小川   1987年畢業(yè)于華東化工學(xué)院化工機(jī)械專業(yè),獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位。1987-1998年,青海鹽湖研究所任工程師、所學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、所中/初級(jí)職稱評(píng)定委員會(huì)委員。1999-2002年,青海鹽湖研究所任副研究員、課題組長、碩導(dǎo)、所學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。2002-2013年,青海鹽湖所任研究員,課題組長,碩士生導(dǎo)師。2013-至今,鹽湖所鹽湖資源綜合利用工程技術(shù)研究中心副主任。

  主要學(xué)術(shù)成就:1、攻克高鎂鋰比鹽湖鋰資源分離提取技術(shù),推進(jìn)鹽湖鋰資源集約開發(fā)和鋰產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。鄧小川研究員團(tuán)隊(duì)有效解決了高鎂鋰比鹽湖低成本提鋰的世界性工藝核心難題,研制成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、國際領(lǐng)先水平的鹽湖鋰資源回收系列關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)萬噸級(jí)碳酸鋰生產(chǎn),對(duì)我國鹽湖化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、推動(dòng)鹽湖鋰資源可持續(xù)開發(fā)和高寒生態(tài)脆弱區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)起到引領(lǐng)示范作用。2、促進(jìn)鹽湖資源高值化加工和延伸產(chǎn)業(yè)鏈。成功開發(fā)系列高純鋰鹽、鎂鹽、硼酸、鋰電池正極材料技術(shù),取得鹽湖硼鎂基功能微納米材料及其復(fù)合功能材料制備的系列先進(jìn)適用技術(shù),實(shí)現(xiàn)鹽湖鋰、硼、鎂資源綜合開發(fā)和高值利用。

  獲國家及省部級(jí)獎(jiǎng)8項(xiàng),發(fā)表論文100余篇,其中SCI與EI論文60篇;授權(quán)發(fā)明專利38項(xiàng),其中3項(xiàng)專利實(shí)施轉(zhuǎn)化;指導(dǎo)研究生30余人;為國內(nèi)20余家企業(yè)提供技術(shù)支持和合作,向企業(yè)轉(zhuǎn)讓科技成果10余項(xiàng),企業(yè)應(yīng)用課題組技術(shù)成果累計(jì)新增產(chǎn)值超過30億元。

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