发布时间:2018-04-04
——记湖南有色金属研究院总工程师、选矿研究所所长陈代雄
本刊记者 黄 健 徐亚楠
我国地大物博,矿藏资源丰富,其中,大部分有色金属矿床都是由多种矿山伴生而成。然而,就像世界上没有完全相同的两片树叶一样,不同矿床的资源结构各不相同,选矿方法也就必须量体裁衣。选矿方法越好,才能越多地将矿产资源开采、分离出来,否则就会造成矿产的白白流失。
选矿方法的改进关系着亿万矿产资源的回收和利用,可谓举足轻重。30多年来,湖南有色金属研究院总工程师、选矿研究所所长陈代雄一头扎进选矿领域,不断开发选矿方法,每天琢磨怎样从矿石里抠出更多矿产资源,孜孜不倦地从矿山“淘宝”。
打破顺序窠臼
铜铅锌复杂多金属难选矿是世界性难题,而中国的铜资源并不算丰富。当时,由于技术条件落后,许多选矿厂只提取了容易回收的铅精矿和锌精矿,而铜没有得到有效回收,造成宝贵铜资源的严重浪费。“据不完全统计,我国有70%与铅锌矿伴生的铜没有得到回收利用,每年资源浪费达数十亿元。”陈代雄说。于是,与铜回收利用有关的项目成为陈代雄最感兴趣的科研对象,并取得了丰硕成果。
一般来说,要将矿石里相伴着的有色金属矿物从石头里抠出来,最常用的方法就是浮选法。其原理就像洗衣服时加入洗衣粉,将油渍吸附出来——在将矿石湿磨成矿浆后,加入药剂搅拌产生泡沫,把金属矿物吸附出来,然后通过对泡沫的集中处理,得到固体金属产品。
道理虽然简单,但是千变万化的大自然却总是能出一些棘手的难题。比如说,位于甘肃白银的小铁山铜铅锌矿,就是一个难倒了很多科研工作者的矿山。陈代雄解释说:“小铁山的矿是一种非常难选的铜铅锌矿石,通过寻常的选矿方法难以分离,难以获得合格的工业产品。”其难选程度甚至在国际上都很知名,是一个世界性难题。矿上请来了各路“神仙”,却无法再进一步。
2008年,当这道难题摆在陈代雄面前时,他想到了另辟蹊径。“我想到既然铅锌可以用优先浮选,为什么铜不可以呢?”浮选的顺序一换,引发的将是整个选矿流程结构的重组,这也是为什么之前人们从未考虑过这一方法的原因。陈代雄面临的几乎是一个不可能完成的任务。而对于陈代雄来说,这样的压力却正是他多年来一直在各类矿石中精挑细选的动力所在。
与一般的科研人员不同,矿山车间就相当于陈代雄的实验室,那里常年充满各种化学药剂,气味呛鼻,待得稍久一点就会令人喉咙发干,非常不适。但这些反应在陈代雄看来已是司空见惯,从未阻止他的步伐:在西藏中凯铜铅锌矿的矿山车间里,陈代雄整整待了53天,压抑甚至忽视身体的不适,经过近百次浮选实验,最终将铜的回收率提高了20个百分点,铅的回收率提高了10个百分点。
除此之外,陈代雄主持了“复杂铜铅锌高效选矿分离技术及工业应用”项目,通过长期技术攻关和不断地技术创新,在铜铅锌复杂多金属难选矿技术领域,开发了一系列解决铜铅分离的关键技术,如工艺流程创新、高效选矿药剂的应用、无毒铜铅分离技术的开发、中矿再磨技术的应用等,取得了众多的科技成果,整体技术处于国际先进水平。其中,铜铅分离技术和铜铅选矿指标国际领先。该项目由此获得中国有色金属工业科学技术奖一等奖。
中国工程院原常务副院长、两院院士王淀佐教授认为,这项填补国内空白的技术,创下了建国以来,复杂铜铅锌硫化矿精矿品味和回收率等指标的最好水平,是建国60年来在该领域最有应用价值的科技成果。陈代雄还率先在工业应用上取得了重大突破,先后在西藏中凯、江西七宝山铅锌矿、湖南宝山铜矿、西藏宝翔等多家矿山成功应用,每年为企业新增效益亿元以上。
实践表明,该成果制定了合理流程结构,开发出高效无毒组合抑制剂替代了常规有毒的氰化物和重铬酸盐,实现了铜铅清洁高效分离,铜的回收率提高10%以上。此外,该技术还实现了选矿废水的全部循环利用,不但提高了资源利用效率,还从源头上消除了重金属对环境的污染,实现了资源清洁高效利用。
在氧化铜钴选矿领域,陈代雄也取得了重大技术突破,选矿技术和指标处于国内外领先地位。在刚果(金)SICOMINES铜钴矿选矿试验研究项目上,陈代雄用3年时间,成功解决了氧化铜钴矿选矿回收率和精矿低的技术难题,将铜回收率从82%提高到85%,钴回收率从38%提高到61%,铜钴回收率提高带来的经济效益超过数亿元人民币。
在高碳钼镍矿选矿技术攻关中,陈代雄率先开发选矿新工艺回收高碳低品位镍、钼,使大量废弃的污染环境的高碳低品位镍钼回收成为现实。该技术填补了国内外空白,荣获湖南省技术发明奖一等奖和中国有色金属工业科学技术奖一等奖。
追寻绿色矿山梦
2011年,为了弄清铜铅锌技术的基础理论原理和规律,使其得以更为广泛和深入地应用,陈代雄申报组建了复杂铜铅锌共伴生资源综合利用湖南省重点实验室。目前,该团队有50余人,主要研究方向可分为4部分:复杂铜铅锌基础理论和应用研究、难处理氧化铜的应用研究、氧化铅锌和铜铅锌伴生金属研究、选矿废水处理和循环回用。
多年来,在建设实验室的过程中,陈代雄对人才的定位一直没变:吃得了苦,静得下心,能够制定长远规划,并且将理论运用到工业实际中去。在他看来,将基础研究做出来只是第一步,最重要的,是之后将自己的理论运用到工业实际中去。对于陈代雄和他的课题组来说,工厂车间就相当于他们的实验室,实验室里得到的创新成果都必须根据车间里的实际操作结果来优化调整。“一个真正的人才不能与社会实际脱节。”陈代雄强调。
在选矿领域奋斗30余载,陈代雄的大学同学中,如今还有不到三分之一的人从事本专业。而在这部分人中,又有一些被私人企业聘为高管,还在科研一线探索的也不过只剩寥寥几人。这些年,陈代雄也经历过其他单位的挖角,甚至有年薪百万的许诺。“说不动心是假话,但最后还是选择了坚守自己的老本行。毕竟这才是自己最熟悉的领域,随随便便放弃了,不仅可惜,还浪费了之前的坚守。”陈代雄说,“如果去私人企业,即使是做研究,也不过是钻研某个技术点,不可能像在科研院所这样能主持多方面的研究项目。现在这样能够为社会作更大的贡献,其中的满足和成就感是再多钱都换不来的。”
虽已年过半百,但陈代雄对于未来的规划依旧清晰:首先要在铜铅锌这样的优势领域更上一层楼,不仅在国内大面积推广,也要技术输出到国外;其次要在废水处理和尾矿综合利用领域再接再厉,迎头赶上。与此同时,培养一批高水平人才梯队,通过多方面的发展,努力将湖南省重点实验室打造成为国家重点实验室,为我国有色金属工业持续、健康的发展作出更大贡献。
而更长远来看,陈代雄的所有努力都是在追寻一个很大的梦想:“榨干”矿山中所有的有价物,使其物尽其材,从而使尾矿消失,真正实现青山绿水。
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