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2024年4月26日,蒋开喜在北京接受《环球人物》记者采访。(记者 侯欣颖/摄)
蒋开喜
1963年出生于江苏泰州,毕业于东北工学院,1994年获德国亚琛工业大学博士学位。曾任北京矿冶研究总院院长,现任福州大学紫金地质与矿业学院教授、紫金矿业集团首席科学家。2024年1月获“国家卓越工程师”称号。
“做专访?可我并没作出什么重大贡献。”《环球人物》记者第一次联系蒋开喜时,他说道。但就在几个月前,他被授予了“国家卓越工程师”称号。
事实上,蒋开喜30多年来致力于解决我国有色冶金领域工艺落后、能耗高、污染物和碳排放高等问题,带领团队实现8项技术国际领先,是国内相关领域的顶级专家。直到坐在记者面前,他仍然认为自己的故事平淡无奇,“我们这个行业是很枯燥的”。
那么,蒋开喜是如何在几十年的“枯燥工作”中取得多项技术突破的?以下是他的讲述。
“误打误撞”学了冶金
我老家在江苏泰州,这儿有2100多年建城史,历史上名称也变过好多次。上世纪初到60年代初,有过泰州市、泰县、泰州县等名称……我小时候,泰州城区叫泰州市,郊区叫泰县。现在,泰县已经成为泰州市的一个区了。
我出生在农村,5岁上小学。江苏传统上重视教育,社会风气就是读书。而且我们当地水多,孩子们到河里玩水容易出事,我的一个姐姐就是淹死的,那时候村里没有幼儿园,家长们就让孩子早早上学,交给老师带。
我上一年级时,什么学前知识都没有,但期末考试能得七八十分、八九十分,就一路升学上去了。那时遇上春秋入学时间调整,我读了六年小学、两年初中、两年高中。高中快毕业时,正好赶上1977年恢复高考,我也想报名,老师说你那么小,捣什么乱,明年再说吧,我就又等了一年。
1978年高考完,我对着课本“复盘”答案,觉得到处都是错,很沮丧。再一问同学,他们都说会做,我就更沮丧了。没想到考试结果出来后,我比同学们考得都好。后来想想,他们其实是不知道对错,而我知道哪里错了。
当时我们那里最推崇的大学,是中国科技大学和北京大学,其次是江苏和上海的重点大学,清华大学反而没有现在这么大吸引力。我的分数上了全国重点线,但不够进江苏和上海的重点大学。等我拿到录取通知书一看:东北工学院(现为东北大学),有色金属冶金系,重金属冶炼专业。这几个名词,我哪个都不明白——什么是有色金属?什么是重金属?东北工学院又在哪儿?
后来才知道,当初填志愿时,我填了一个服从分配,就被分配到这个专业了。但那时的老师、家长、学生都没什么“拼分数”“上名校”的概念,只要能考上个大学就高兴得不得了。
于是我就去沈阳了。那年我15岁,第一次离开老家,之前最远只到过县城,对外面的世界几乎一无所知。其实东北工学院的冶金专业在全国首屈一指,我一开始谈不上喜欢,只是简单地听从教学计划安排,让学什么就认真学什么,但学着学着,成绩好了,兴趣也就来了。
上中学的时候,我是简单机械地学,不懂学习方法,也没有快乐感。到了大学,知识一下子多了很多、深了很多,光靠死记硬背不行,我逐渐掌握了兼顾整体和关键内容的学习方法,第一学期轻轻松松就能考90多分,日子过得很愉快。
因为年纪小,我到了第二学期就开始玩,成绩马上滑坡,我赶紧往回补,成绩又上去了,到第四学期之后,基本上保持在全班第一的位置。
一切都是凭实力说话
1982年,我本科毕业,被分配到江西贵溪冶炼厂,当了两年技术员。在此之前,我大二、大三、大四都下工厂实习过,有一次长达60多天。那时本科生的实践时间比现在多很多,冶炼工人干的大部分活儿,无论是打大锤还是捅钎子,我都会干。
在贵溪冶炼厂对我触动最大的一件事,是厂里从日本引进了一套先进的铜冶炼设备。上大学那会儿,我并没感觉我们国家的有色冶金行业落后,但看到全套先进设备,不得不承认差距还很大。
工厂里的日子是三班倒,夜班从零点上到早上8点,打扫卫生、清理炉子的各个加料口、巡检……年轻人总是想挑战自己,我渐渐有了考研究生的想法,觉得应该再多读点书,把我们跟国外的技术差距补一补。
1984年,我考回东北工学院有色冶金专业,读了两年半硕士,毕业后分配到北京矿冶研究总院,在冶金研究室又工作了3年多。
很多人可能不太清楚有色金属到底是什么,其实大家每时每刻都在跟它们打交道。自然界的绝大部分金属都是有色金属,包括黄金、白银,但用途最广的是铜,发电、供电、用电、电力电子、集成电路,都要用到铜。
青花瓷的蓝色染料里含有钴,国家体育场“鸟巢”的防腐涂层以锌粉为主;养鱼养虾、养猪养鸡,都要用一定量的有色金属作为饲料添加剂,动物吃了这些微量元素后,才能保证正常的生长发育……可以说,从农业到工业,我们的日常生活都离不开有色金属。
因为应用范围非常广泛,有色金属冶金对中国的工农业发展显得尤其重要,这也促使我不断深入研究。当时发达国家的科研水平整体上比我们先进,周围很多同事都出国留学、进修去了,我也想出去看看外国同行在做什么、是怎么做的。
1990年,我去了德国亚琛工业大学有色冶金研究所,攻读博士学位。
刚到国外时,确实感到物质差距很大:国内研究生三四个人挤一间宿舍,参加工作后还得住一段时间的集体宿舍,而德国那边的本科生都可以一人住一间;国内实验室的条件比较简陋,因为缺少资金,很多设备装置都是我们自己动手做的,而德国那边资金充足,实验设备也是很先进的。
我能感觉到德国人的高傲,他们似乎只认可美国和日本的科技水平,对于中国留学生,他们起初是轻视的。
我们做试验要申请预算、场所、设备,因为初到德国,语言水平还不够高,其实是需要本地人帮助的。但德国同事往往带着不屑一顾的神情,站在一边冷眼旁观。我甚至能感觉到他们抱着一种幸灾乐祸的态度,看中国人如何放弃、如何失败。
但很快,他们发现中国人除了德语不如他们,其他各方面都比他们强——我们的研究能力、动手能力、计算机编程能力远超德国同事,他们解决不了的编程问题,我们三下五除二就解决了,还能反过来帮他们,而且英语水平也比他们好。
做过一两次试验后,德国同事的态度来了个180度大转弯,开始整天跟着我们转。看到我们在做什么,他们马上凑过来想加入;有问题的时候,他们直接来找我们帮忙……从那时起我就知道,一切都是凭实力说话的。
帮有色金属“偷懒”
1994年,我获得了博士学位,面临新的事业选择。当时很多外国企业到中国开辟市场,我无论是留在德国搞科研,还是当德国公司在中国的代理人,收入都能达到国内数倍以上。
1994年,蒋开喜博士答辩后,被授予纪念奖牌。
但想来想去,我还是决定回国。一方面是觉得北京矿冶研究总院这个平台很好,之前工作了3年多,跟同事们有感情,也了解他们在做什么项目,想和大家一起干,做出一些有突破性的成果来。
另一方面,我不愿当“洋买办”。并不是说我不想要高收入,当时回国搞科研,每月工资两三千元,加上奖金,每年干得好的也就是5万—6万元;当外企代理人,年薪能达到30万—50万元。这笔账谁都能算过来,但我还是喜欢搞科研,想到国内同事正在做的科技攻关项目,我觉得可做的事情很多,大有可为,这是我真实的想法。
于是我就回国了。从1995年到2016年,我一直在北京矿冶研究总院工作,从冶金研究室的高级工程师、研究员到冶金研究所所长,之后又担任了4年的总院副院长、9年多的院长。
这期间,我觉得最有代表性的一个成果,就是提出了“最小化学反应原理”。
有色金属冶金是一个高能耗、高污染的行业,上世纪90年代,全世界有色金属矿的资源利用率平均只有35%。我一直在思考如何改进产业技术,减少资源浪费、降低能耗,提高经济效益。
我认为解决问题的关键就是“只做有用功”。1999年前后,我提出了“最小化学反应原理”,即用最少的原辅材料、最少的物耗和能耗,产出最少的低质副产品以及污染物,同时最大限度减少包括设备在内的工程建设投资,最大限度实现对有色金属的低成本提取。这是一个基础性学术思想,完全可以用于指导有色金属冶金的科研、技术流程的优化和新工艺的开发。
举一个简单的例子。我们需要铜,但铜矿里是有很多杂质的,比如硫化铁。在提炼铜的过程中,如果做得好,硫化铁可以成为有用的副产品,做得不好就成了废渣。事实上,绝大部分有色金属在冶炼过程中都会产生含有重金属的废渣、酸性废水,导致长期的环境污染。一些矿山在开采几十年甚至几百年后,依然是一个污染源。
“最小化学反应原理”的思路是只提取有用金属,尽量不让无用金属参与反应,换句话说,就是帮有色金属“偷懒”,达到事半功倍的效果。我和团队后来取得的一系列成果,基本上都是基于这个思路,其中“可控加压浸出技术”“锌清洁冶炼技术”等是世界首创核心技术,从根本上实现了铜、锌、钼、镍、砷等有色金属高效清洁提取。
20多年来,我们将新技术应用于生产实践,其典型应用是工业炼锌。锌精矿常常含有大量黄铁矿,传统炼锌方法中黄铁矿会参与反应,既需要更大设备能力,又耗氧气、碳酸钙,还产生大量有害废渣,很难综合利用。
我们通过新技术,控制黄铁矿不参与反应,仅提取锌,不产出大量废渣。这项技术后来被广泛应用于云南、广东、青海、内蒙古等地的冶炼厂。
此外,镓、锗的开发也应用了“最小化学反应原理”。这两种有色金属被广泛应用于半导体材料、光伏发电中,是重要的战略资源。在广东,我们的原创技术帮助一家冶炼厂建成了全球首家高效回收伴生镓、锗的炼锌厂,回收率分别从零达到78%和76%。
“我们仍处在赶超阶段”
2016年,我因职务调动离开了矿冶研究总院,3年后担任福州大学紫金地质与矿业学院教授、紫金矿业集团首席科学家。我从内心喜欢当老师,喜欢给学生上课,同时也希望科技成果与生产实践相结合,解决实际问题。
近年来,新能源汽车产业发展很快,锂电池技术被大力推广,锂也被称为“未来的能源金属”。那么,锂从何来?目前,全球70%以上的锂都提取自富含矿物质的盐湖。我国是有盐湖的,尤其是青海地区的盐湖资源很丰富,但由于国内提锂技术一直难以突破,锂产品不得不长期依赖进口。
在我国盐湖提锂过程中,萃取法对设备的要求较高,否则难以分离。我带领团队开发了高效萃取体系,研制出新型萃取箱,取代了国外昂贵的离心萃取机。新技术的效率比传统技术高了100倍,这意味着投资、建设、用电、用水的规模都较小,总成本很低,而且能得到更纯净的产品。
蒋开喜(右二)和课题组进行加压浸出试验。
2017年,我们在青海建成全球首条大规模卤水萃取提锂生产线,实现年产高纯氯化锂1万吨。
青海盐湖的景色非常美,感觉离天空很近,晚上的星星很亮、很大,但对技术人员、生产管理人员和工人们来说,长年累月在高海拔地区工作、生活,是非常辛苦的。
干我们这行就是要吃苦的。但回想我刚毕业的时候,再对比现在,国家的发展进步已经很快了。美国前几年嚷着要“脱钩”,我就知道脱不了,但他们还能“卡脖子”,说明我们仍处在赶超阶段。
现在跟西方朋友聊天时,我会开玩笑地说:“你们没落了,所以你们不高兴了。”但我也知道,中国在创新引领方面还有很长的路要走。假以时日,我相信我们完全可以成为世界上最先进的国家,引领世界发展的新潮流。