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敲开“绿色冶金”的大门——记国家技术发明

来源:工人日报 2006-05-02 14:27

在矿物加工专业领域磨砺36个春秋,邱冠周做出巨大的贡献。他的研究成果获国家科技进步一等奖1项、国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖1项、国家发明专利6项,这些为解决我国矿产资源的高效、无污染、短流程加工利用的高技术问题取得的重大创新成果,被广泛应用于有色、黑色、非金属矿物加工领域。

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  “微生物冶金的基础研究”和技术创新,有利于解决我国特有的低品位复杂矿产资源加工难题,扩大我国可开发利用的矿产资源量,对矿产资源做到在保护中开发、在开发中保护具有重要意义。  ——邱冠周

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  “社会一旦有技术上的需要,则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进!”20年前,恩格斯的这段名言印在校园的语录牌上,更深深烙在攻读博士学位的邱冠周心头。

  当年,邱冠周作为我国自行培养的第一位矿物加工博士备受学界关注。如今,他已经担任母校中南大学的副校长,是该校的博士生导师,还是中国有色金属矿冶生物技术重点实验室主任。

  多年以来,他恪守科学家的责任和良知,以勇锐的创新精神,敲开了“绿色冶金”的大门。与矿冶结下不解之缘

  今年57岁的邱冠周是广东大埔人,他曾教过中学,后来进入矿山,干的就是冶炼工作。1972年,邱冠周在广东矿冶学院矿物工程系矿物加工专业学习,学的还是冶炼。

  这短短几年的人生经历,使邱冠周与矿冶结下不解之缘。

  大学毕业后的3年里,他凭着肯动脑、能动手实现了“一年一个台阶”,在广东大宝山矿从技术员干到车间主任、又由车间主任干到厂长。

  邱冠周在工作中体会到,要把选矿、炼矿这项事业做好,需要掌握更加全面的知识和方法。

  1978年9月,邱冠周以优异的成绩考入中南矿冶学院(现为中南大学)矿物工程系攻读硕士学位,从此再也没有离开这所学校。

  在矿物加工专业领域磨砺36个春秋,邱冠周做出巨大的贡献。他的研究成果获国家科技进步一等奖1项、国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖1项、国家发明专利6项,这些为解决我国矿产资源的高效、无污染、短流程加工利用等高技术问题取得的重大创新成果,被广泛应用于有色、黑色、非金属矿物加工领域。“绿色冶金”技术的使命

  尽管我国矿产资源种类齐全,分布广阔,但由于品位不高且成分复杂、加工难度大,现有的常规化学选冶方法生产成本高,浪费大,资源利用率不到30%,同时对环境造成十分严重的污染。

  对矿山开采和冶炼过程非常熟悉的邱冠周深知,如果矿物加工不探索新的工艺和办法,不仅会使国家不可再生的矿产资源蒙受极大损失,还将导致人类的生活环境遭受摧残,中国经济建设和社会发展也会付出巨大的代价。

  邱冠周的“低品位铜矿生物铜高技术”、“铜铅锌锡矿细粒浮选新技术”等一系列重大科研成果,意味着冶金技术的“绿色革命”已呈破题之势。

  2004年,他的一项被学界称为“绿色冶金”技术的“微生物冶金的基础研究”项目进入了人们视野,并列入当年获得国家重点基础研究发展计划(即“973”计划)资助的31个项目之中,他也被任命为该项目的首席科学家。

  “微生物冶金”,即利用微生物将矿石中的有价元素选择性浸出,直接高效制取高纯度金属。以铜矿为例,由于铜矿里面含有大量的铁和硫,用一种专门以铁和硫为营养物的微生物放入其中,它吸收了铁和硫以后,剩下的就是高纯度的铜,综合利用率可达到100%。

  邱冠周的这一新技术在云南等地的应用实践证明,不仅矿物加工污染少,而且每吨电铜的生产成本由常规选冶的1.4万元/吨,降至0.6万元/吨。

  邱冠周说,“微生物冶金的基础研究”和技术创新,有利于解决我国特有的低品位复杂矿产资源加工难题,扩大我国可开发利用的矿产资源量,对矿产资源做到在保护中开发、在开发中保护具有重要意义。

  据介绍,该项目涵盖6个子项目,涉及生物、冶金、矿业工程、化学工程等多门学科,其中的微生物基因组学研究建立在中南大学与美国橡树岭国家实验室强强联合的基础之上,从而使我国在这一领域的研究与世界最前沿技术同步。为特种钢冶炼铺路

  今年初,邱冠周主持开发的“铁精矿冷固结球团煤基直接还原新工艺”荣获了2005年度国家技术发明二等奖。

  这一在国内外首创、具有自主知识产权的新技术,同样耗尽了他的心血。这项名称念起来颇为拗口的新工艺,其目的其实非常简单,就是为国内生产特种钢铺路。

  中国钢铁工业的产能尽管很大,但优质钢、特种钢的数量不足、品种不齐、质量不高,需从国外大量进口。直接还原铁纯度高、质量稳定,是电炉冶炼特种钢不可缺少的理想炉料。

  邱冠周说:“优质铁矿资源和直接还原铁严重短缺,导致相当多的电炉钢仍以普通铁水为炉料,产能和质量都成问题,且带来严重环境污染,成为制约我国钢工业结构优化的瓶颈。”

  经过多年艰苦努力,核心技术之一的“复合粘结剂”终于研制成功,为实现一步高温生产直接还原铁奠定了基础。随后,他又根据窑内料层、气相等特性,建立了热球入窑、优化风煤比、提高窑内压力等全窑高温、快速还原的热工体系,大幅降低了还原粉化率,有效解决了回转窑容易结圈的难题。

  为促进这项技术发明尽快用于“实战”,1992年,邱冠周在原冶金部西昌410厂进行工业试验获得成功。1998年初,山东鲁中冶金矿山公司投资1亿多元,新建一条全新的生产线,率先用“铁精矿复合粘合剂球团直接还法”生产还原铁。

  如今,新工艺生产线运转顺利,与传统工艺相比,该生产线投资减少30%、产量提高60%、节煤30%、节电约20%、降低成本21%、废气排放减少40%,设计能力为年产6.2万吨的回转窑实际年产量已达9万吨以上。
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