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挖掘稀土潜能 包头这个实验室为产业积蓄更强动能

中国经济新闻网 2021-04-30 14:53:54

  67项

  从成立之初到现在,白云鄂博实验室共承担科研项目116项;制(修)订国家、行业及团体标准67项;授权发明专利66项;获省部级以上科技奖励36项,成为我国稀土领域科技创新和产研结合的重要平台。

  ◎记者 张景阳 通 讯 员 李宝乐

  在世界最大的镨钕生产基地内,300余名戴着口罩的工人正在加紧生产一批镨钕合金,产品供应日本厂家。

  记者4月26日在采访基地内的包头瑞鑫稀土金属材料股份有限公司(以下简称包头瑞鑫)时了解到,包头瑞鑫目前产能已经达到每日30吨,每月800多吨,占全国镨钕产量的20%。

  “之所以能达到这么大的产能,主要是我们拥有目前国际先进的稀土金属加工技术。”包头瑞鑫生产副总郭海涛说道。

  提到稀土金属加工技术,就不得不提白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室(以下简称白云鄂博实验室),它的技术支持,使包头瑞鑫扬名立万,稳坐世界稀土金属的“第一把交椅”。

  多年来,作为内蒙古自治区首批国家重点实验室,白云鄂博实验室为自治区优势特色稀土产业的发展插上了腾飞的翅膀。从筹建到成立,白云鄂博实验室围绕稀土应用基础研究和竞争前技术研究,制订国际、国家和行业标准,聚集和培养高端人才等中心任务做了大量卓有成效的工作,为稀土产业高质量发展提供智力支持和科技支撑。

  搭平台 作国家稀土科研任务的“接收器”

  作为国家级的实验室,白云鄂博实验室承担国家科技计划,推动稀土资源的高效开发、转化增值是使命所然。

  在国家“十一五”科技支撑计划中,白云鄂博铁矿与攀枝花钒钛磁铁矿等5个国内著名的多金属共生矿的资源综合利用项目被确立为国家“大型金属矿业基地资源综合利用关键技术研究”重点项目。“我们当时迎难而上,主动接下这个任务,最终铁和稀土综合利用水平得到进一步提高,并实现铌的中试化生产。”白云鄂博实验室副主任、科研部部长张光睿告诉记者。

  据张光睿回忆,2009年—2013年,白云鄂博实验室先后完成国家“十一五” 科技支撑计划重点课题“包头稀土铌资源综合利用关键技术研究”子课题“铌精矿冶炼低级铌铁”和“稀土铁铌资源高效综合利用关键技术开发”课题,成功开发了选择性还原—熔分—电炉冶炼制备铌铁合金新工艺,解决了碳热法还原高钛富铌渣得不到铌铁合金的难题,开发了具有自主知识产权的高钛富铌渣提铌新技术。

  “经鉴定,该方法属国内首创,整体技术达到国内先进水平,为白云鄂博矿有价资源的综合利用提供了强有力的技术支撑。”白云鄂博实验室课题组长、包头稀土研究院金属材料研究所所长刘玉宝表示。

  从成立之初到现在,白云鄂博实验室共承担包括资源的采选新技术、稀土资源高效清洁冶炼、稀土轻质合金材料、稀土磁性材料及应用、稀土等有价资源综合回收利用等领域承担科研项目116项,设立自主研究课题开放课题23项,项目累计经费达132亿元:制(修)订国家、行业及团体标准67项;发表科技论文115篇,出版著作5部,授权发明专利66项;获省部级以上科技奖励36项,多项科研成果应用实施,成为我国稀土领域科技创新和产研结合的重要平台。

  高标准 作国家稀土高端人才的“聚集器”

  1983年出生的博士刘玉宝,在白云鄂博实验室主要从事稀土火法冶金领域的新工艺、新技术、新装备研究开发和科研管理工作。他带领的团队完成了20余项国家、省部级项目,领域涉及白云鄂博铌等有价资源综合利用、稀土熔盐电解、稀土合金制备、高纯稀土金属制备等。

  “他们团队在稀土技术突破方面有大作为,是包头瑞鑫的技术支撑。”张光睿介绍,稀土钢用新一代稀土铁合金制备及其在钢中高效应用技术达到国际领先水平,高纯稀土金属产业化技术达到国际先进水平,电解自动出金属工艺及装备研制与应用达到国内领先水平。

  刘玉宝团队现有成员26人,其中稀土合金课题组9人,具有硕士以上学历8人,还包括自治区五一劳动奖章、全区技术能手、包头工匠等多位高层次人才。

  人才是科技创新的根基,创新驱动实质上是人才驱动。白云鄂博实验室积极建立有效的人才管理和“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,打破包头稀土研究院内部科研人员流动壁垒,推行交叉攻关,建设一支潜心研究的专业化科研队伍。该实验室现有人员83人,其中,教授级高级工程师17人,占比21%;高级工程师20人,占比24%。包括享受国务院特殊津贴专家、新世纪百千万人才国家级人选、内蒙古草原英才、内蒙古有突出贡献的专家等作为学术带头人,为白云鄂博实验室提供科技创新的最强大脑。

  强支撑 作稀土重大科技突破的“服务器”

  最近,白云鄂博实验室教授级高级工程师闫慧忠经过产业化技术攻关,成功研制出高容量、长寿命、宽温域、低自放电四个系列新一代镧镱镍系稀土储氢合金,可以显著提高镍氢电池的性能和市场竞争力,可用于新能源汽车、智能电网储能、通信基站储备电源等领域,具有良好的市场应用前景。

  “用该材料制造的电池属于环保安全二次电池,所有有价元素可实现完全回收。”闫慧忠介绍,经过测试,该产品在半电池状态下寿命可达到500周以上,同时可在零下40摄氏度到零上60摄氏度的范围内正常使用,可应用于极寒和高温地区。

  “白云鄂博实验室储氢合金材料”研发团队之所以能具备完善的储氢材料制备、结构表征、性能测试、中试生产、材料应用评价等相关基础条件,得益于白云鄂博实验室齐备的实验检测设备。

  为提升重点实验室研究和分析检测能力、产出更多有特色、高水平、具有原始创新性的研究成果,重点实验室不断更新和完善设备仪器。实验室共有实验仪器设备176台套,拥有透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、辉光放电质谱仪、激光剥蚀质谱仪等多台先进仪器设备,整体装备水平能够满足稀土资源及稀土材料领域的研究要求,且全部设备均面向社会开放共享;同时,以建立共享机制为核心,通过整合与重组现有各类科技资源,加大科技资产管理,集中全力增强重点实验室软硬实力,实现全院科技资源的共享,极大地提升了设备仪器的使用效率。截至目前,重点实验室设备共享率达到70%以上。

  重研发 作稀土科技产业化的“助推器”

  在白云鄂博实验室,课题负责人黄焦宏设计研制的复合式室温磁制机(冷藏柜)最大制冷温差达到23℃,达到国际先进水平。“我们的磁制冷产品用磁性材料和水做媒介,比现有的气体制冷要节能30%到50%。”黄焦宏说,该设备已获得制冷机专利授权6项。

  这是白云鄂博实验室在稀土基磁制冷材料及磁制冷机研究方面取得的重大成果。它在国内外首次将磁制冷机应用于冰箱和酒柜冷藏,获内蒙古科技进步一等奖、中国稀土科学技术一等奖等。

  此外,在稀土矿物清洁冶炼及伴生资源高值化利用技术研究方面,为满足国家环保需要,推动北方稀土工艺技术革命变革,白云鄂博实验室开发了完全自主知识产权的酸碱浆化循环分解技术,该技术在提取稀土的同时,实现白云鄂博矿床共伴生氟、磷、硅、钍等资源综合回收及酸碱循环利用,解决了冶炼过程产生的“三废”污染、资源浪费等问题,实现稀土及共伴生资源的绿色高效提取。该技术同时获得国内、欧盟、美国和日本的专利授权。

  张光睿表示:“除此之外,全面开展的白云鄂博矿中重稀土分布及生产流程迁移规律研究,查明了中重稀土元素在主、东矿空间分布及选冶流程规律,为北方稀土实施冶炼分离和产能提升工程提供了重要依据,并为进一步转变对白云鄂博稀土资源的认识,发挥中重稀土资源优势夯实基础,研究成果获中国稀土科学技术基础研究一等奖。”

来源:科技日报 编辑: 张丽敏       
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