一輩子干好平“釩”事

從湖北安陸西站出來，迎面就能看到正在熱火朝天建設(shè)的“武漢科技大學(xué)安陸釩產(chǎn)業(yè)研究院”。這是中國首個(gè)開發(fā)利用釩頁巖的“全產(chǎn)業(yè)鏈”基地，也是武漢科技大學(xué)張一敏教授傾其一生的研究成果推廣應(yīng)用基地。40年前，張一敏一頭扎進(jìn)礦冶研究的“無人區(qū)”——釩。如今，年過七旬的他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)100多項(xiàng)，不僅成功破解釩提取世界難題，還開辟了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的“釩藍(lán)?！保χ袊C產(chǎn)品出口份額占全球70%以上，成為舉世矚目的“釩強(qiáng)國”。

挺進(jìn)礦冶研究的“無人區(qū)”

釩是一種稀有金屬，更是重要的戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源，被稱作工業(yè)領(lǐng)域不可缺少的“維生素”。比如，在鋼鐵冶煉中加入微量的釩，就能極大提高鋼鐵的強(qiáng)度、韌性。上世紀(jì)70年代末，老百姓常錯(cuò)把釩礦當(dāng)成燃煤，用于取暖、做飯。到了上世紀(jì)80年代，人們逐漸意識(shí)到釩資源的價(jià)值，亂采濫挖，土法提釩，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。張一敏看在眼里，痛在心上，產(chǎn)生了最原始的科研動(dòng)力——研發(fā)綠色提釩技術(shù)，既不污染環(huán)境，也讓釩資源發(fā)揮應(yīng)有的作用。

然而，釩的提取十分困難，是科學(xué)家們不愿輕易觸及的領(lǐng)域。平均而言，提取1噸釩，需要近150噸釩頁巖，不僅能耗大、成本高，還產(chǎn)生大量廢水廢氣廢渣。同行好心勸他：“這么難啃的硬骨頭，別跟自己過不去?！薄霸匐y，也要有人做?！睆堃幻袅x無反顧地走進(jìn)這片礦冶科研“無人區(qū)”，成為我國首批開展釩研究的專家。

開展釩研究，摸清釩資源分布是第一步。中國釩資源的分布、品位如何？沒有詳細(xì)的資料可查。張一敏在車子后備廂里放了一套工作服。只要沒課，他就開上車，帶幾個(gè)人，鉆進(jìn)山里找釩礦。他們攀懸崖、走峭壁、住工棚、吃泡飯，常常接連幾周待在山溝里……歷時(shí)8年，張一敏踏遍全國有代表性的礦山，最終帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成了釩頁巖的采集和分析，建立了全球首個(gè)釩頁巖資料庫，為后來形成完整的技術(shù)體系打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

攻克“無法破解”的世界難題

如何綠色提釩？當(dāng)時(shí)，沒有前人的經(jīng)驗(yàn)可借鑒。團(tuán)隊(duì)還面臨實(shí)驗(yàn)設(shè)備、科研經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)場所匱乏等困境。張一敏帶領(lǐng)師生從零開始，自制提釩設(shè)備、籌集實(shí)驗(yàn)資金、騰挪辦公室，窮盡辦法，堅(jiān)持將提釩研究做下去。釩的熔點(diǎn)高達(dá)1890℃。焙燒時(shí)，釩頁巖中的雜質(zhì)熔化成液體，包裹在釩上，形成堅(jiān)硬的外殼——“硅蓋罩”，使得低價(jià)釩難以轉(zhuǎn)化為高價(jià)釩?？茖W(xué)家們稱它為釩提取中“無法破解的難題”。為了解決這個(gè)世界難題，團(tuán)隊(duì)師生守在礦熱爐前，以30℃為單位，一點(diǎn)兒一點(diǎn)兒往上加。有時(shí)，理論上可行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻不可行；有時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)很好，其他數(shù)據(jù)卻不好。

日復(fù)一日，年復(fù)一年，團(tuán)隊(duì)里的學(xué)生畢業(yè)了3屆，難題始終無法破解。同期攻關(guān)釩提取的其他科研團(tuán)隊(duì)紛紛打起了“退堂鼓”，張一敏團(tuán)隊(duì)也有師生抱怨：“干不下去了！”“不攻克決不罷手。”張一敏對大家說，全球90%的釩頁巖在中國，大自然賦予這么好的資源優(yōu)勢，“不搞就是對國家不負(fù)責(zé)！”

歷時(shí)10年，在大量數(shù)據(jù)的支撐下，張一敏團(tuán)隊(duì)終于建立起了理論體系，針對氧化型釩頁巖成功研發(fā)出“雙循環(huán)法”——在釩被雜質(zhì)液體包裹前，把釩釋放出來，成功破解了“硅蓋罩”，成為全球釩研究的“領(lǐng)頭羊”。

“十二五”期間，我國把釩列入重點(diǎn)支持產(chǎn)業(yè)。張一敏主動(dòng)對接國家需求，把目光瞄準(zhǔn)提釩技術(shù)的推廣應(yīng)用，與陜西五洲礦業(yè)股份有限公司達(dá)成合作意向。新技術(shù)在企業(yè)應(yīng)用，問題又不斷“冒”出來——流程長、能耗大、污染物回收難……團(tuán)隊(duì)師生在工地上和工人們同吃同住同倒班，發(fā)現(xiàn)問題，收集數(shù)據(jù)，經(jīng)常加班到深夜。到學(xué)校，團(tuán)隊(duì)扎進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，分析數(shù)據(jù)，優(yōu)化流程，甚至24小時(shí)連軸干。又經(jīng)歷了10多年，團(tuán)隊(duì)攻克了數(shù)百個(gè)技術(shù)難題，針對原生型釩頁巖創(chuàng)新性地研發(fā)出“一步法”——把多個(gè)裝置集成在一個(gè)設(shè)備里，在提取釩的同時(shí)，綜合利用廢水廢渣，實(shí)現(xiàn)了全鏈條綠色生產(chǎn)。

最終，第一批釩順利出爐，純度達(dá)99.9%，遠(yuǎn)超國外指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了效率高、能耗低、零污染。“張一敏教授的提釩理論和方法，合理解釋和解決了釩頁巖生產(chǎn)過程有害氣體源頭污染問題，是目前提高提釩效率的最佳方法和途徑?！眹H著名濕法冶金專家、巴西圣保羅大學(xué)教授里卡多評價(jià)說。張一敏團(tuán)隊(duì)的提釩技術(shù)推廣到湖北、江西等地的19家大中型企業(yè)應(yīng)用，并推動(dòng)了全行業(yè)技術(shù)、裝備、產(chǎn)品的升級換代。

開辟產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的“釩藍(lán)?！?/STRONG>