趙中偉：中國金屬鎢研究領(lǐng)域的一匹黑馬

2012年2月14日，北京人民大會(huì)堂，舉世矚目的國家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)隆重舉行。在眾多的領(lǐng)獎(jiǎng)?wù)咧?，身材高大、一臉謙和的趙中偉顯得十分年輕，為他頒獎(jiǎng)的國務(wù)院副總理回良玉微笑著問他今年多大年紀(jì)，他興奮地回答：“我今年46歲?！?/p>

他的導(dǎo)師說，他是最優(yōu)秀的學(xué)生之一。

他的學(xué)生說，他一年365天都在研究鎢。

他的同事說，他是中國金屬鎢研究領(lǐng)域的一匹黑馬！

愛好文科的工科生

1966年，趙中偉出生于河北省永年縣一個(gè)普通人家，父親曾是一名機(jī)關(guān)干部，母親在家務(wù)農(nóng)。年幼的趙中偉怎么也沒想到，父親被送進(jìn)了“五七”干校勞動(dòng)，以致他到了上小學(xué)的年齡，學(xué)校也不收他入學(xué)。母親心急如焚，托人到鄰隊(duì)求情，才勉強(qiáng)答應(yīng)上了小學(xué)。

在那個(gè)瘋狂的年代，誰也不清楚將來會(huì)是怎樣。為此，母親開始教兒子做一些今后能謀生的活計(jì)。剪紙是當(dāng)?shù)赜忻氖止に?，幾乎家家戶戶都?huì)這門活。母親手把手地教他，趙中偉悟性高，沒多久便從母親那里學(xué)會(huì)了，幾分鐘功夫便能剪出小馬小狗之類的。叔叔畫得一手好畫，趙中偉也一筆一畫地跟著學(xué)。外公是當(dāng)?shù)匾幻t(yī)生，母親叮囑他向外公學(xué)醫(yī)，于是他又開始看醫(yī)書，背《湯頭歌》。這樣的家庭環(huán)境讓趙中偉自小就養(yǎng)成了安靜、好學(xué)的習(xí)慣。

不久，因父親被安排到書店工作，本來就喜歡讀書的趙中偉如魚得水，如《十萬個(gè)為什么》、《歡樂的海》、《原子、細(xì)菌、化學(xué)武器的防護(hù)》、《水滸》等，無論是科普，還是小說，他都看得津津有味。為了使書在讀后還能保持原樣，他總是輕拿慢放，小心翼翼地翻閱，以至他的父親也不知道他讀了多少本書。漸漸地，他喜歡上了文學(xué)，尤其是文言文，他覺得文言文精辟，讀起來瑯瑯上口。他開始背誦唐詩宋詞，有時(shí)甚至將一本本詩詞抄下來。

他還喜歡水墨畫，常?？吹揭环嫸l(fā)呆好幾天，慢慢地，能分辨出鄭板橋、齊白石、范曾的一些畫作風(fēng)格。他還自學(xué)了篆刻、漫畫。

“文革”結(jié)束后，荒廢了10年的中國教育正面臨重大改革。陳景潤、愛因斯坦等科學(xué)家成了許多年輕人的榜樣，趙中偉立志也要像他們那樣，將來從事科學(xué)研究。因此，1985年高考，趙中偉雖然考出了邯鄲地區(qū)語文第一的成績(jī)，老師建議他報(bào)考北大，他最終還是選擇了中南工業(yè)大學(xué)（今中南大學(xué)）冶金系。

9月，他在父親的陪伴下來到離家鄉(xiāng)1000多公里的湖南。有色冶金系是當(dāng)時(shí)中南工業(yè)大學(xué)較強(qiáng)的專業(yè)之一，設(shè)立于1952年，由武漢大學(xué)等5所院校的冶金類系、科合并組建而成，陳新民、趙天從、黃培云、劉業(yè)翔等好幾位知名教授長年致力于冶金科學(xué)研究，在礦冶界赫赫有名，在國際上亦有重要影響。趙中偉在這些大師的影響下，漸漸對(duì)所學(xué)的專業(yè)有了一些認(rèn)識(shí)。他把物理比喻成西醫(yī)，把化學(xué)比喻為中醫(yī)。他認(rèn)為，冶金也像是中醫(yī)，復(fù)雜多變，理論上說得通的東西拿到實(shí)踐中不一定行得通。這種復(fù)雜多變對(duì)他來說，更具有挑戰(zhàn)性。于是，他暗下決心，一定要考研，像那些大師一樣！

與鎢結(jié)緣

1989年，趙中偉本科畢業(yè)，如愿以償考取本校研究生，師從一心專注研究鎢的李洪桂教授。

鎢是稀有金屬，作為不可再生的重要戰(zhàn)略資源，廣泛應(yīng)用于國防工業(yè)、航空航天、石油工業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)、制造業(yè)等，幾乎所有的工業(yè)加工和軍事裝備都需要鎢。鎢是制造閘刀開關(guān)、斷路器、點(diǎn)焊電極等的工作部件非常有效的觸頭材料，被稱為“工業(yè)的牙齒”。 我國的鎢儲(chǔ)量、產(chǎn)量、貿(mào)易量和消費(fèi)量均居世界第一位。

早在1981年，時(shí)任國務(wù)院副總理方毅就親筆題寫“振興鎢業(yè)”，希望中國由鎢業(yè)大國變成鎢業(yè)強(qiáng)國。 1991年1月，國務(wù)院下發(fā)了《關(guān)于將鎢、錫、銻、離子型稀土礦產(chǎn)列為國家實(shí)行保護(hù)性開采特定礦種的通知》，對(duì)加強(qiáng)鎢行業(yè)管理和資源保護(hù)性開采具有重要的指導(dǎo)意義。

隨著鎢業(yè)的快速發(fā)展，在中南工業(yè)大學(xué)礦冶園里，李洪桂等教授的科研迅速開展，由他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)正致力于鎢提取冶金的研究。趙中偉是團(tuán)隊(duì)成員之一。那年，他從郴州柿竹園礦山背回來一麻袋難處理鎢中礦，開始了他的科研生涯。

那些日子，他像發(fā)瘋似的，為了取得一組滿意的數(shù)據(jù)，一天做3次實(shí)驗(yàn)，分解取樣，將重達(dá)40公斤的熱球磨反應(yīng)器搬上搬下，加礦加堿，升溫分解，過濾洗滌。為了操作方便，他不戴手套，雙手直接在含氟的溶液中攪拌。分析時(shí)，幾十個(gè)燒杯一字排開在跟前來回倒騰。機(jī)器攪拌的噪音、礦漿的臭味讓這個(gè)七尺男兒心煩意亂。往往忙活一天，測(cè)出的數(shù)據(jù)還不一定令人滿意，常常后半夜才從實(shí)驗(yàn)室出來，大門早已緊閉，他只得爬圍墻回宿舍。一年下來，他用了兩麻袋原礦。老師和同學(xué)都對(duì)他這股牛勁深感佩服。

1997年，他參加的“機(jī)械活化（熱球磨）堿分解白鎢礦及黑白鎢混合礦技術(shù)的推廣應(yīng)用”項(xiàng)目獲國家教委科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

1998年，趙中偉被教育部派往日本名古屋大學(xué)做博士后，研究方向是生物陶瓷膜。他將冶金的思路和方法借鑒到材料制備上，提出了致密化膜制備的新技術(shù)路線。

2000年9月，趙中偉學(xué)成回國，憑他在生物陶瓷膜技術(shù)方面的研究，他完全可以作出另一番成就。而且當(dāng)時(shí)，他的一些同事和同學(xué)也都紛紛改行做起了新型材料的研究，趙中偉思來想去，還是選擇了鎢。理由是：鎢是戰(zhàn)略稀有金屬，鎢業(yè)是我國的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，這里有他許多未解開的謎。一些同事有些為他惋惜，但熟悉他的老師和朋友都認(rèn)為，趙中偉一定會(huì)干出一番成就。

向世界難題挑戰(zhàn)

選擇鎢就是選擇了艱難，選擇了挑戰(zhàn)！

一直以來，國外學(xué)者普遍認(rèn)為氫氧化鈉不能分解白鎢礦。白鎢礦通常采用鹽酸浸出，環(huán)境污染嚴(yán)重；而國外提出的蘇打高壓浸出技術(shù)，生產(chǎn)率相對(duì)較低且高壓設(shè)備材料易堿脆；堿（氫氧化鈉）工藝過程清潔，是浸出黑鎢礦的傳統(tǒng)技術(shù)。

中南大學(xué)的鎢冶金團(tuán)隊(duì)向不可能發(fā)起了挑戰(zhàn)！他們經(jīng)過深入研究，仔細(xì)分析，建立了復(fù)雜鎢礦堿浸出過程的“贗三元系”理論，突破了堿不能分解白鎢的理論禁錮，終于找到了堿分解白鎢礦的理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，研發(fā)出堿浸出技術(shù)，為解決占我國鎢資源78%的難處理白鎢礦的開發(fā)利用提供了技術(shù)支撐。這個(gè)技術(shù)既可以處理黑鎢礦，又可以處理白鎢礦，還可以處理黑白鎢混合礦等各種鎢礦物原料，現(xiàn)已成為國內(nèi)廣泛應(yīng)用的技術(shù)。

白鎢雜質(zhì)極高，特別是鉬，因其元素性質(zhì)極為相似，往往相互伴生，簡(jiǎn)直就像孿生兄弟， 鎢鉬分離是世界難題。1991年的一天，趙中偉到老師家串門，聊天時(shí)聽到一個(gè)師兄說及“鎢鉬分離是世界難題”，心里咯噔一下，一向喜歡挑戰(zhàn)的他又將目標(biāo)瞄準(zhǔn)這一難題。

從那時(shí)起，他就花了大量時(shí)間查閱國內(nèi)外幾乎所有能看到的有關(guān)鎢鉬的資料，想從中尋找出可以利用的鎢鉬在化學(xué)性質(zhì)上的差異。可是一年多時(shí)間過去了，經(jīng)過反復(fù)推敲和實(shí)驗(yàn)，數(shù)次接近成功又?jǐn)?shù)次遭到失敗。無奈，他和課題組的成員只得靜下心來重新開始。

功夫不負(fù)有心人，4年后的一天，他無意中瀏覽到一篇無機(jī)化學(xué)中關(guān)于簇合物形成的研究快報(bào)，意識(shí)到這就是苦苦尋覓的東西。在隨后整整一年時(shí)間里，他和同事們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了大量的探索實(shí)驗(yàn)，試圖找到一個(gè)簡(jiǎn)單的途徑，將簇合物形成的原理改造成鎢鉬分離的新方法。多少次推倒重來，多少回苦樂悲歡，在全課題組的共同努力下，終于取得成功，并迅速在國內(nèi)推廣應(yīng)用。

高效選擇性分離鎢鉬技術(shù)，解決了長期困擾國內(nèi)外冶金界的鎢鉬分離問題，這項(xiàng)成果可使占我國鎢資源40%以上的鎢鉬共生復(fù)雜礦得到有效利用，2001年獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

此后，課題組還發(fā)明了“鎢酸鹽溶液中雜質(zhì)錫、釩的深度去除”等新工藝，并且通過這些新技術(shù)，生產(chǎn)出高質(zhì)量的仲鎢酸銨，進(jìn)而生產(chǎn)出鎢粉和碳化鎢粉，用于制造新型的硬質(zhì)合金制品。

傳統(tǒng)鎢冶金的離子交換工藝只能處理低濃度鎢溶液，在吸附前必須沖入大量純水稀釋，導(dǎo)致廢水排放量極大，每生產(chǎn)1噸仲鎢酸銨產(chǎn)品產(chǎn)生廢水達(dá)100～150噸。針對(duì)這一問題，他們調(diào)控鎢離子形態(tài)由簡(jiǎn)單離子聚合成為同多酸根離子，提高了對(duì)樹脂的親和性；并將原來的凝膠型樹脂發(fā)展為利于大尺寸聚合鎢離子遷移的大孔型樹脂，發(fā)明了高濃度離子交換新技術(shù)。通過研究，又建立了重力作用下鎢離子交換反應(yīng)工程學(xué)理論，發(fā)明了高效能的串聯(lián)式逆流交換法，解決了高濃度的高密度溶液吸附過程交換容量低的問題，可使處理溶液濃度提高10～15倍，用水減少了80%～85%。

理論上行得通，接下來就是實(shí)踐。去哪驗(yàn)證？當(dāng)時(shí)國內(nèi)一些大的鎢礦企業(yè)并不看好他們，一是因?yàn)檫@些理論是否行得通還存在疑問，二是打亂了他們既有的生產(chǎn)模式。

位于廣東省韶關(guān)市仁化縣泰和元有限公司的鐘軍向他們伸出了橄欖枝。鐘軍是趙中偉的同學(xué)，其父親也是李洪桂教授的同學(xué)，他們相信中南礦冶園的實(shí)力。從此，趙中偉帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)往返于湖南和廣東兩省之間，奔走于學(xué)校實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)中試現(xiàn)場(chǎng)。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)做實(shí)驗(yàn)，既是腦力勞動(dòng)，更是高強(qiáng)度的體力勞動(dòng)。每天，他們都要反反復(fù)復(fù)提著沉重的溶液桶到高位槽，一天下來，精疲力竭。晚上回房間休息，累得全身骨頭像散了架，和衣往床上一躺，就可以酣然入睡。為了實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性，許多個(gè)寒暑假或雙休日，趙中偉和他課題組成員都是在企業(yè)度過的。

多次反復(fù)，最終實(shí)踐證明了他們的理論，他們成功了！

由趙中偉領(lǐng)軍研究的“難冶鎢資源深度開發(fā)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)”，突破了國內(nèi)外長期認(rèn)為白鎢礦不能堿分解的理論禁錮，成功地解決了我國鎢資源的高效利用與清潔生產(chǎn)問題，還確保了我國鎢資源使用年限由原來的不足5年延長到25年以上；生產(chǎn)的系列高技術(shù)產(chǎn)品性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，解決了我國航空航天等重大工程亟需解決的問題；項(xiàng)目還獲得國家發(fā)明專利21項(xiàng)，近3年新增產(chǎn)值118億元，潛在經(jīng)濟(jì)效益達(dá)4100億元，獲2011年國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

趙中偉1997年晉升副教授， 2000年晉升教授，2002年35歲的他晉升為博導(dǎo)。5年內(nèi)，他順利完成了三級(jí)跳。他現(xiàn)為冶金科學(xué)與工程學(xué)院副院長，教育部跨世紀(jì)人才計(jì)劃入選者，主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)、國家863項(xiàng)目1項(xiàng)、省部級(jí)科研項(xiàng)目2項(xiàng)，作為主要研究人員參加國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)、國家973項(xiàng)目1項(xiàng)，先后獲得國家發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)，湖南省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。

趙中偉說，家有老，是塊寶，是老一輩冶金人無私的言傳身教營造了良好的學(xué)術(shù)氛圍，我們的成績(jī)是站在前輩的肩膀上做出來的。

學(xué)生最喜愛的老師

1990年代，人們普遍不了解冶金，甚至對(duì)之有些偏見，以為就是打鐵煉銅，是艱苦行業(yè)、冷門專業(yè)，一般都不報(bào)考。學(xué)校在這種情況下，一般會(huì)從一些比較熱門的專業(yè)調(diào)劑一部分學(xué)生到冶金專業(yè)，而這些學(xué)生都會(huì)在最開始極為不情愿，甚至反感。

曹才放就是一個(gè)典型，當(dāng)年高考志愿表上他填的是中南大學(xué)最熱門的計(jì)算機(jī)專業(yè)，到校后卻被調(diào)劑到冶金專業(yè)，這讓他幾近絕望。為了尋找一些心理安慰，大一時(shí)，他還多次偷偷跑去信息學(xué)院蹭課。當(dāng)他聽了趙中偉講的《冶金原理》后，幡然醒悟，原來冶金也可以如此精彩。自此，他跟定了趙中偉，一直讀到博士。

陳星宇從本科到博士后，跟隨趙中偉學(xué)習(xí)了12年，現(xiàn)已是趙中偉的同事，是項(xiàng)目組主要成員，他已獨(dú)立主持項(xiàng)目。2010年，還獲得湖南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

趙中偉博覽群書，而且基本上過目不忘。他為學(xué)生開出的書單，哪一本書放在圖書館哪個(gè)位置，他都記得清清楚楚。因此，得了個(gè)“圖書館里的GPS”雅號(hào)。

10余年來，趙中偉堅(jiān)持為本科生上課。他回想自己當(dāng)年的大學(xué)時(shí)代，坐在教室里感到很迷茫，甚至有些不知所措，他想作為一名老師，有責(zé)任和義務(wù)引導(dǎo)學(xué)生走出迷茫，而課堂教學(xué)是最好的辦法之一。他研究國際著名的理論物理學(xué)家和科普作家伽莫夫的一些科普著作。在他的課堂里，引經(jīng)據(jù)典，復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，是他的一大妙招，他稱之為“腦筋柔軟體操”。

《冶金原理》是一門選修課，由于他深入淺出的講解，成了學(xué)生們的必聽課。他講課有兩個(gè)特點(diǎn)，一是板書，他覺得這樣更能拉近與學(xué)生的距離，小時(shí)候的隨手畫畫，在課堂上很管用，在黑板上畫幾個(gè)圖，既形象又好理解；二是學(xué)科交叉，《冶金課程強(qiáng)化》是一門既枯燥又難懂的課，他用相圖來解釋分析，設(shè)計(jì)制作了可以互動(dòng)操作的三維相圖模型工具軟件，幫助同學(xué)建立“意像”，收到很好的效果。一些兄弟高校打聽到這件事后，爭(zhēng)相要買他的資料，他很爽快，來者一律免費(fèi)贈(zèng)送。由于他的出色教學(xué)，被評(píng)為“中南大學(xué)首屆我最喜愛的老師”、中南大學(xué)教學(xué)名師、湖南省優(yōu)秀教師，他的《冶金原理》課程也成為國家精品課程。

現(xiàn)在，一些研究生很現(xiàn)實(shí)，為了快出成果，一進(jìn)校就忙于寫論文，急于發(fā)表。他對(duì)學(xué)生說，論文不在于多，寫一兩篇有影響的就可以了。我們現(xiàn)在有些論文，剛剛發(fā)表沒多久就沒價(jià)值了。他說：“做我的研究生，是要做3年研究，而不是3年勞工?！彼髮W(xué)生要多去現(xiàn)場(chǎng)，通過不斷實(shí)踐獲取知識(shí)。

由于中南大學(xué)冶金專業(yè)在全國高校聞名，每年都會(huì)有許多學(xué)生慕名而來。至今，趙中偉已培養(yǎng)碩士生45人，博士生25人，博士后6人。

研究鎢幾乎占據(jù)了趙中偉的整個(gè)生活，然而他又是一個(gè)充滿情趣的人，他說他現(xiàn)在已是地地道道的南方人，他喜歡雨天，望著窗外淅淅瀝瀝的小雨，別有一番詩意在心頭。他喜歡漫畫，興致來了，香蕉皮、桔子皮上都有他的畫作。⊙