厚德求實 拓新踐行——記東北大學材料與冶金學院院長張廷安教授

本刊記者 李明明

厚德求實 拓新踐行
——記東北大學材料與冶金學院院長張廷安教授

本刊記者 李明明

專家簡介：

張廷安，教授，博士生導師，現(xiàn)任東北大學材料與冶金學院院長、有色金屬冶金過程技術教育部工程研究中心主任、多金屬共生礦生態(tài)利用教育部重點實驗室副主任、中國有色金屬學會常務理事等；《東北大學學報（自然科學版）》編委、《材料與冶金學報》副主編等。

主要研究方向為以有色金屬資源開發(fā)利用為背景的物質轉化過程中的多相反應動力學及其反應機理，自蔓延冶金，高壓濕法冶金，冶金反應器的分析、優(yōu)化與控制，含鋁資源利用工程。

多年來，先后主持完成973項目、國家863重大項目、十二五支撐計劃、國家自然科學基金等15項；先后獲得冶金部科技進步二等獎、廣西科技進步二等獎等20余項。近年來在國內外學術期刊發(fā)表學術論文150余篇，其中SCI、EI收錄100多篇次；2005年以來申請國家發(fā)明專利27項，已授權16項；專著4部。

勇做領頭雁 拓新踐行力促我國冶金業(yè)發(fā)展

近年來，張廷安作為學術帶頭人帶領團隊以我國復雜難處理有色金屬共生礦的生態(tài)化利用為目標開展了一系列創(chuàng)新性研究，并在相關領域的核心裝備方面取得了突破性進展。

一、高壓濕法清潔冶金

針對我國中低品位鋁土礦、赤泥、釩渣等資源特點，以實現(xiàn)其資源生態(tài)化綜合利用為目的，張廷安為核心的特殊冶金創(chuàng)新團隊開發(fā)的“以鈦白廢酸為原料的釩渣無焙燒直接提釩清潔生產新工藝”已被列入科技部社發(fā)司十二五規(guī)劃項目，并與四川卓越釩鈦有限公司達成了中試試驗合作意向。

其次，“鈣化-碳化轉型的中低品位鋁土礦及赤泥生態(tài)化利用新工藝”實現(xiàn)了我國拜耳法處理中低品位鋁土礦生產氧化鋁的重大突破，使氧化鋁的收率比現(xiàn)有方法提高20%以上。該技術的應用可使我國的鋁土礦工業(yè)儲量提高4-5倍，大大緩解了我國氧化鋁工業(yè)資源緊張的矛盾。同時該技術可使赤泥中的含堿含鋁量理論上降低到零，解決了幾十年來困擾世界氧化鋁工業(yè)的赤泥綜合利用的世界性難題，具有巨大的經(jīng)濟社會效益，潛在經(jīng)濟價值在百億元以上。該技術得到中鋁集團鋁鎂設計研究院氧化鋁首席專家極高的評價，與山東重山集團有限公司簽訂了萬噸級工業(yè)放大試驗合作協(xié)議。

此外，張廷安及其團隊還開發(fā)了“高鐵鋁土礦分步酸浸高值化清潔生產短流程綠色新工藝”專利技術，并設計開發(fā)出具有獨立知識產權的“基于強化礦物溶出的高效帶攪拌管道化連續(xù)加壓溶出反應器”，目前已建立冷態(tài)模擬裝置及0.2m3規(guī)模的熱態(tài)模擬試驗機。

目前，該方向已申請獲得國家發(fā)明專利10余項。

二、高溫冶金新工藝

在高溫冶金新工藝方面，張廷安及其團隊首次將自蔓延技術與冶金工藝相結合提出了自蔓延冶金新技術，實現(xiàn)了傳統(tǒng)冶金產品的高值化制備。利用自蔓延冶金制粉技術成功制備出高純超細硼粉及硼化物，其中無定形硼粉、TiB2、LaB6等產品已在錦州、丹東等地推廣應用，經(jīng)濟效益在億元以上。并開發(fā)出系列高純納米稀土硼化物，不但解決了我國高檔硼化物依賴進口的局面，還極大地提升了我國稀土硼化物產品的附加值。

其次，張廷安將自蔓延熔鑄與電磁場等外場技術相結合，開發(fā)出了基于鋁熱還原-電渣精煉制備難混溶合金的新技術及核心裝備，該技術成功制備出CuCr難混溶合金大尺寸鑄錠。并開發(fā)出基于電磁攪拌作用下以鈦氧化物為原料強化鋁熱還原直接制備低氧鈦基中間合金短流程的新技術，成功解決了傳統(tǒng)鋁熱鈦基合金氧含量高的技術瓶頸，該研究先后得到了國家973、國家自然科學基金等項目的資助。與此同時，張廷安等人還開發(fā)出基于海綿鈦生產過程中副產品熔融態(tài)氯化鎂的原位熱解—熱還原新技術，實現(xiàn)海綿鈦生產過程中鎂、氯的循環(huán)利用，以及海綿鈦的清潔高值化生產，并同金川集團、中鋁撫鈦等國內鈦冶金企業(yè)就我國海綿鈦的高效循環(huán)清潔生產開展了數(shù)年的合作研究。

此外，針對我國硅熱煉鎂能耗高、污染大的缺陷，張廷安等人提出了連續(xù)煉鎂新技術，該技術突破傳統(tǒng)真空煉鎂的技術局限性，實現(xiàn)了金屬鎂的常壓連續(xù)生產。同時開發(fā)了一種普適的連續(xù)熱還原制備金屬的新技術及裝備，其潛在的經(jīng)濟社會效益在千億元以上。該技術突破了傳統(tǒng)真空冶金的理論和設備局限性，將極大地提升我國的真空冶金技術水平和國際競爭力。

目前，該方向已申請獲得國家發(fā)明專利10項。

三、冶金反應器

針對我國冶金裝備水平差、工藝亟待優(yōu)化、研究手段不充分的現(xiàn)狀，張廷安及其團隊從冶金反應工程學的角度出發(fā)，開發(fā)了系列具有我國獨立知識產權的核心裝備，并開發(fā)出物理模擬和數(shù)值模擬系列平臺。以我國的鐵水爐外脫硫精煉、氧氣底吹造锍精煉、以及鋁熔體噴氣精煉為應用背景，開發(fā)出了基于機械攪拌金屬熔體噴氣精煉技術及核心裝備、基于強化礦物溶出的帶攪拌的管道化加壓浸出設備以及強化氣液反應的多相氣液反應裝備，為我國鐵水脫硫工藝、底吹造锍等冶金工藝優(yōu)化提供了理論指導和依據(jù)，對提升我國冶金裝備水平和研究手段起到了極大的推動作用。該研究已與北京有色研究總院、中冶恩菲公司開展了廣泛的合作研究，產生了顯著的經(jīng)濟效益。

目前，該方向已申請獲得國家發(fā)明專利10余項。

甘當鋪路人 厚德求實加強團隊學科建設

牽頭引線 促進國內外學術交流與合作

東北大學材料與冶金學院是國內同類學校中最大的學院，作為一院之長，張廷安教授深知自己重任在肩。2006年他積極倡導創(chuàng)建了首屆中國高校冶金學院院長論壇，該論壇迄今為止先后在東北大學、中南大學、北京科技大學等高校成功舉辦了六屆。每年都會有國內30余所高校冶金學院的院長及知名專家匯聚一堂，探討我國冶金工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來，中國高校冶金學院院長論壇得到了國家自然科學基金委的大力支持，以及國外同行的關注。

在國際交流與合作方面，團隊與美國鋁業(yè)公司合作進行了“帶攪拌管式反應器溶出的模型研究”，并聘請日本名古屋大學佐野正道為海外特聘教授，且與澳大利亞昆士蘭大學合作培養(yǎng)博士研究生，如今這些合作還在不斷地深入。

他秉承“讓學生享受優(yōu)質資源”的辦學理念，在校長丁烈云教授的大力支持下與中國科學院金屬研究所嘗試聯(lián)合培養(yǎng)“本碩博貫通英才”，開了高校與院所聯(lián)合辦學的先河。

不辭勞苦 帶領年輕團隊開創(chuàng)未來

作為國內冶金行業(yè)知名教授，張廷安還帶領一支令人羨慕的充滿活力的學者群——東北大學特殊冶金創(chuàng)新團隊，團隊成員平均年齡只有38歲。團隊圍繞著我國復雜難處理有色金屬礦和冶金渣的生態(tài)化綜合利用，從冶金多相反應工程學角度出發(fā)，在高壓濕法冶金、高溫冶金、冶金反應器三個方向取得了一系列開創(chuàng)性成果，受到了國內外同行的廣泛關注。作為這個團隊的學術領頭雁，張廷安教授不辭勞苦，幾乎沒有休息過一個節(jié)假日，課題組所有科研項目以及學生課題從選題到制定方案到每一組實驗和最后的結果，他都親自參與討論。

目前為止，張廷安教授已培養(yǎng)研究生100多名，畢業(yè)60多名，其中在讀博士17名，碩士20名，并為中國鋁業(yè)河南分公司、貴州分公司、新疆眾和、葫蘆島鋅廠等國有大中型企業(yè)培養(yǎng)工程碩士數(shù)十人，目前這些工程碩士已成為企業(yè)技術和管理的骨干力量。

追求卓越 積極建設高品質學科

令人自豪的是，張廷安所在的學科有色金屬冶金學科于1981年首批建立博士點，是我國第一批“211工程”重點建設學科和冶金工程一級學科博士學位授權點，也是國家“985工程”重點建設學科，2001年成為國家重點學科。在他的率領下學院獲得首批材料科學與工程和冶金工程2個一級學科國家重點學科。

與此同時，張廷安高瞻遠矚，以實現(xiàn)我國多金屬礦的生態(tài)化利用、冶金節(jié)能降耗和清潔冶金為目標，依托東北大學冶金工程國家一級重點學科，積極倡導組建了國內首個多金屬共生礦生態(tài)利用教育部重點實驗室，以及首個有色金屬冶金過程技術教育部工程研究中心。目前，學院擁有國家重點實驗室1個、教育部重點實驗室3個和教育部工程研究中心3個。借助985工程建設，他還組織編撰了我國首套“現(xiàn)代冶金與材料過程技術”叢書，并被科學出版社列為“十二五”國家重點圖書。

面向未來，張廷安院長作為承上啟下的新一代冶金人將以“厚德求實、拓新踐行”的頑強拼搏精神，踐行創(chuàng)建以教授為核心的融教學和科研為一體的學術團隊，為實現(xiàn)“國內一流，國際知名”的研究型學院的目標而不懈努力。