加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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【中國科學報】鹽湖不長草 卻是實現(xiàn)理想的地方

——記2018中科院年度感動人物王敏

2019-05-09 中國科學報 任芳言 陳歡歡
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王敏在實驗室

  看工作照,王敏實在是太好認了。

  多年從事鹽湖資源開發(fā)研究,時常穿梭在大大小小的試驗車間,一群戴安全帽穿藍制服的人中,身形最小的就是她。

  作為中科院青海鹽湖研究所研究員,王敏來到柴達木盆地已經33年。這里有藍盈盈的天和白茫茫的鹽。由于富含不同比例的鈉、鉀、鎂、鋰等元素,湖水在陽光照射下顯出層次豐富的綠。天地悠悠,更襯得人渺小。

  鹽湖的美觸動人心,卻也難以駕馭。但王敏知道鹽湖的秘密,她懂得如何從這些壯美中提取資源,為人類所用。

  常駐無人區(qū)、沖在工程一線解決難題、和不同行業(yè)打交道……王敏為研究好鹽湖資源利用付出良多,只因多年前的一次感動。

  高原寶鏡的魔力

  1986年,中國科學院青海鹽湖研究所的幾位科技工作者到北京化工學院(現(xiàn)為北京化工大學)放了一部招生宣傳片。這改變了王敏的人生走向。

  柴達木盆地曾是汪洋大海。幾億年間歐亞大陸板塊相互碰撞,山川抬升形成盆地。水汽蒸發(fā)、海水退去,充滿礦物的鹽湖鹵水沉積下來,幾十種化學元素匯聚其中,形成巨大的化學體系。水中無游魚,地上無草木,空中無飛鳥。鹽湖雖有悠久的食鹽開采歷史,但由于技術原因,礦物鹽資源開發(fā)歷史卻很短,這面巨大的寶鏡仍待挖掘。

  “我是青海人,那里更需要我?!笨吹竭@些,王敏暗下決心。

  那年夏天,她在志愿表上一連寫下5個“青海鹽湖所”,轟動全校。

  被錄取后,王敏到青海鹽湖所報到,拜入老一輩科學家楊存道門下。她從最基礎的洗瓶子、搖瓶子開始,一點點學習實驗操作規(guī)范。

  “楊老師是一個非常嚴謹的人,對我們的要求也很嚴。”做實驗、看數據、作分析處理……王敏在前輩引導下,打下了扎實的科研基礎。

  依照不同的主要化學成分,鹽湖可分為碳酸鹽型、硫酸鹽型、氯化物型。按鹽類礦產種類,則有天然堿湖、石膏湖、鉀鎂鹽湖、硼湖等多種類型。從中提取出的鉀、硼、鋰、鎂作為重要的工業(yè)原料,源源不斷地向全國乃至全世界輸送。

  在鹽湖所,王敏最初研究的是如何用酸化—萃取的方法從鹽湖中提取硼資源,之后開始研究提取工業(yè)建設需要的鉀和鋰。

  進所工作的第四年,王敏出了自己的第一次野外。在察爾汗鹽湖,要完成萬噸級別的硫酸鉀提取產業(yè)化項目。

  王敏回憶:“那時候一出去就是一兩個月,跟著所里幾位前輩研究員,每天琢磨如何把承擔的工作做完,日子很充實也很忙碌?!?/p>

  2007年,青海鹽湖所在東臺吉乃爾鹽湖實現(xiàn)了鋰資源的提取及綜合利用,項目順利建成投產,王敏便已成長為團隊的主要成員。

  用身體丈量

  日子久了,王敏從跟在前輩身后的變成走在前頭的。

  從東臺回來后,她帶著自己組建的實驗室,成了企業(yè)合作項目的帶頭人。

  2012年前后,柴達木盆地中部的一里坪鹽湖成了王敏團隊頻頻到訪的地方之一。這里鋰資源儲量豐富,但高效環(huán)保提取存在技術瓶頸。為了摸清這座湖的“脾氣”,王敏一干就是六七年。

  看元素周期表,第二行的鋰和第三行的鎂位置相鄰,具有對角線關系,物理性質和化學性質都頗為相似——二者都易被氧化、和酸發(fā)生置換反應。而一里坪鹽湖的典型特質之一恰恰是鎂鋰比高,鎂鋰不易分離。

  王敏等人采取了梯度耦合膜分離的辦法,利用不同膜孔徑大小、截留分子量不同等特性,逐步把鎂和鋰分開。與傳統(tǒng)方法相比,這樣既不會產生污染,能耗也低。

  不過,就算在實驗室實現(xiàn)了提鋰的工藝技術,項目成功投產還面臨更艱巨的任務——要繼續(xù)完成中試和萬噸規(guī)模的產業(yè)化試驗。

  “產業(yè)化是不允許失敗的?!蓖趺舾嬖V《中國科學報》,小規(guī)模試驗用到的是瓶瓶罐罐,而工程化意味著把試驗的各個環(huán)節(jié)放大。設備、儀表、閥門,“任何一個細節(jié)都不能出問題,才能保證整個項目的成功”。

  2018年,由王敏研究團隊與五礦鹽湖有限公司共同研發(fā)的“梯度耦合膜分離技術”再破工程化技術瓶頸,萬噸碳酸鋰產品成功下線。這意味著青海在鹽湖資源綜合利用,特別是鹽湖提鋰方面,實現(xiàn)了鹽湖鹵水鎂鋰分離過程的連續(xù)操作模式及分離過程的實時監(jiān)測,推動鹽湖化工向高效化、自動化和綠色化轉變。

  技術突破的背后,是王敏和團隊成員用身體丈量出的日日夜夜。

  在項目進駐之前,一里坪鹽湖是不折不扣的無人區(qū)。

  2017年千噸試驗時,正是風沙較大的10月。那時項目廠房還沒修繕完畢,沒有暖氣、門窗漏風,風一吹,沙子就飛進嘴巴里。即便條件惡劣,王敏也要堅持每天開會,把當天遇到的工程問題解決。

  “老師小小的身子披著不合身的大衣,每天眼睛熬得紅紅的,直到產品出來。”王敏的學生李燕至今仍對當時的場景印象深刻。

  做一名鹽湖人

  “鹽湖鹵水分離涉及到很多學科,有廣闊的應用前景,對年輕人來說,是大有可為的學科領域?!蓖趺粽f。

  多年來,王敏參與的項目接連投產,證明了她當年選擇回家鄉(xiāng)并非一時沖動。曾經她被青海鹽湖所老一輩科學家的精神感動,如今又有新的年輕人為王敏的熱情和能量震撼。

  在加入王敏的團隊之前,不少學生都已對這位鹽湖人的事跡有所耳聞,甚至慕名而來。看了有關王敏的紀錄片后,李燕決定到青海鹽湖所讀書。作為“粉絲”,她得知自己的導師就是王敏本人后,從心底發(fā)出歡呼和感嘆。

  青海鹽湖所王懷有博士表示,王敏作為團隊帶頭人,在實驗和工程方面都有非常豐富的知識儲備?!拔覀冇X得她能解決很多問題,再忙的時候她也會抽時間看專業(yè)書充電,意志力很強?!?/p>

  人們常用“女強人”形容王敏,但她從不覺得自己女性的身份應該被特殊化。她坦言也曾遇到過委屈的事情,但“沒太去考慮那些,還不如想想接下來該干什么”。在鹽湖邊上工作久了,王敏的內心也如湖面般單純和開闊。

  鹽湖雖然不長草,卻是王敏實現(xiàn)理想的地方。直到現(xiàn)在,她對鹽湖的好奇和熱愛依然。

  “我還是覺得有很多未知的事情。怎么提高資源開發(fā)效率,怎么做更環(huán)保、對生態(tài)環(huán)境更好、發(fā)展更有序……”她表示,未來若有機會,還想將鹽湖鹵水中一些微觀的機理結構研究得再前端、再清楚一些。

 ?。ㄔd于《中國科學報》 2019-05-09 第1版 要聞)

打印 責任編輯:侯茜

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