尹升華：筑夢芳華 匠心前行

供稿|婁奧 / LOU Ao

內(nèi)容導(dǎo)讀

作為一名采礦人，他始終以提高礦產(chǎn)資源回收利用率、實現(xiàn)礦山綠色高效開發(fā)為己任，長期致力于金屬礦溶浸開采和礦山膏體充填等領(lǐng)域的技術(shù)研究。作為一名高校教師，他兢兢業(yè)業(yè)、無私奉獻，以全年無休的精神辛勤耕耘，把一腔熱血傾注在教書育人的偉大事業(yè)中。他就是北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、2019年入選國家“萬人計劃”領(lǐng)軍人才的尹升華。封面故事文章從尹升華教授的學(xué)術(shù)成果入手，重點介紹他的科研理念和教學(xué)思想，展現(xiàn)其鐘情科研、銳意進取的學(xué)者風(fēng)采和匠心樹人、師德為先的教師風(fēng)尚。

1981年，尹升華出生在江西永新的一個普通鄉(xiāng)村。1999年考入中南大學(xué)采礦工程專業(yè)后，尹升華逐漸認識到礦產(chǎn)資源對國家經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要性，他更深刻的體會到落后的采礦理論技術(shù)水平已嚴重制約我國礦產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展。學(xué)問是苦根上長出的甜果，經(jīng)過十年磨一劍的努力，尹升華本科畢業(yè)遂保送本校讀研，并在2006年考入北京科技大學(xué)讀博深造，繼續(xù)從事采礦研究。

讀博期間，尹升華就已獲得北科大學(xué)子的最高榮譽“校長獎?wù)隆焙汀笆褜W(xué)術(shù)之星”。博士畢業(yè)后，鉆堅研微的尹升華又以破竹之勢取得一項接一項耀眼的成績：2012年獲評全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文，2013年入選教育部“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”，2015年被評為中國高校礦業(yè)石油與安全工程領(lǐng)域優(yōu)秀青年科技人才，2016年入選教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”青年學(xué)者，2017年獲得國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金資助，2018年獲批科技部重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊負責(zé)人，2019年入選國家“萬人計劃”領(lǐng)軍人才……這些榮譽稱號大多是北京科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)科創(chuàng)建以來首次獲得，不僅是對尹升華個人工作的肯定和褒獎，更是北京科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)科的驕傲與榮耀。

近年來，尹升華先后主持國家自然科學(xué)基金項目3項、國家重點研發(fā)計劃子課題2項、省部級縱向項目8項；作為北京科技大學(xué)的課題負責(zé)人承擔(dān)國家自然科學(xué)基金重點項目1項；獲國家科技進步二等獎2項、北京市科學(xué)技術(shù)一等獎等省部級科技獎9項；授權(quán)發(fā)明專利14項；在Bioresource Technology、Journal of Cleaner Production等礦業(yè)工程學(xué)科領(lǐng)域頂級學(xué)術(shù)期刊發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文70余篇。

圖1 尹升華生活照

精研創(chuàng)新，揭開“黑箱”面紗

礦產(chǎn)資源是支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，我國十多種有色金屬的產(chǎn)量與消耗量連續(xù)10余年位居全球首位。然而，我國金屬資源的稟賦性差，存在貧礦多、伴生現(xiàn)象明顯、礦石可浮性差等特點，采用常規(guī)開采方式時常出現(xiàn)污染嚴重、殘渣處理難、選礦成本高等諸多問題。

溶浸采礦作為一種低成本、高效率、綠色環(huán)保的采礦技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于次生硫化銅礦等復(fù)雜多金屬銅礦的開采作業(yè)。該技術(shù)是利用化學(xué)溶劑及微生物，選擇性地溶解、浸出和回收礦床、礦石或廢石中有用金屬組分的采礦方法。與傳統(tǒng)的開采技術(shù)相比，溶浸采礦最突出特點是能有效回收中小型礦床資源、復(fù)雜難處理礦石、低品位礦石，甚至可以處理表外礦石、殘礦、尾礦和廢石。因此，溶浸采礦工藝在業(yè)內(nèi)被譽為“綠色開采技術(shù)”。

當(dāng)前，全球25%銅、20%鈾的開采都依賴于溶浸采礦技術(shù)。該技術(shù)已在美國、澳大利亞、中國、南非、加拿大、印度等國家得到廣泛推廣應(yīng)用。然而，礦石浸出是一個十分復(fù)雜的多相多場共存、相互耦合的復(fù)雜體系。長期以來，國內(nèi)外學(xué)者普遍將浸出礦堆和礦體視作“黑箱”，由于缺乏模擬堆浸過程的綜合試驗裝置，學(xué)者們只能從宏觀參數(shù)的變化進行觀測，對礦石的浸出很難進行有效的監(jiān)測與調(diào)控。

萬千發(fā)明，始于一問?！澳懿荒馨l(fā)明一種裝置，可以對礦巖浸出試驗進行自動控制？”靈感的火花瞬時激起了尹升華的科研熱情。于是在讀博期間，尹升華圍繞浸出體系多相多場耦合這一難題開展攻關(guān)，經(jīng)過無數(shù)日夜的苦心孤詣，終于發(fā)明出國際一流的、多功能自動控制的柱浸試驗裝置，率先實現(xiàn)了浸礦過程中固、液、氣、菌、熱等多相介質(zhì)實時監(jiān)測、浸礦多場參數(shù)可調(diào)可控，可支撐開展由室內(nèi)試驗到工業(yè)級浸出的多尺度研究，有效填補了國內(nèi)多相多場耦合浸出裝置與理論研究的空白。

依托該研究平臺，尹升華重點突破了浸礦過程中溶液優(yōu)先流表征、固液界面作用特征、浸出反應(yīng)動力學(xué)、孔裂隙結(jié)構(gòu)及其演化過程演化規(guī)律、傳質(zhì)過程強化等關(guān)鍵理論。構(gòu)建了浸出體系多場多相介質(zhì)耦合作用及其調(diào)控等理論體系，相關(guān)理論指導(dǎo)云南羊拉銅礦浸堆的實際生產(chǎn)并取得了顯著的經(jīng)濟與社會效益。

“大膽創(chuàng)新，眼光獨到”是同行對尹升華科研工作狀態(tài)的生動評價。正是秉持著精研創(chuàng)新、突破常規(guī)的科學(xué)精神，對采礦專業(yè)心懷熱愛的尹升華收獲累累的學(xué)術(shù)碩果，成就斐然，為行業(yè)的進步和發(fā)展做出杰出的貢獻。

研以致用，矢志“青山無廢”

“綠水青山就是金山銀山”是習(xí)近平總書記在浙江考察時率先提出的科學(xué)論斷。黨的十九大再次強調(diào)，必須樹立和踐行“兩山理念”，堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策，解決生產(chǎn)活動與環(huán)境保護兼顧的問題，推動綠色發(fā)展。從農(nóng)村走出來的尹升華，對草木花蟲、青山綠水有著天然深厚的情愫，數(shù)十年的學(xué)術(shù)生涯也使他越發(fā)堅定研以致用，推動采礦產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的志向和信念。

圖2 尹升華團隊研制的多功能自動控制柱浸試驗裝置

利用傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源的開發(fā)流程，日積月累會產(chǎn)生數(shù)量驚人的廢品垃圾。其中，包括尾礦、廢石、煤矸石、粉煤灰和冶煉廢渣等已成為排放量最大的工業(yè)固體廢棄物。以云南某礦山為例，在50多年的生產(chǎn)過程中積存了超過60萬t的選礦尾砂和100萬t的煉鉛水淬渣。大量堆存的尾礦和冶煉廢渣，給環(huán)境、產(chǎn)業(yè)和社會都造成難以承受的壓力。

礦山膏體充填技術(shù)是對廢棄物的有效回收和利用，它是在采空區(qū)內(nèi)進行充填，減少礦山固廢外排。該技術(shù)經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展和檢驗已被證明能有效保護礦區(qū)的自然環(huán)境。此外，膏體充填能有效地維護圍巖，減少圍巖的移動和大量冒落，還可防止礦床開采的內(nèi)因火災(zāi)、巖爆等災(zāi)害發(fā)生，對維護工人和群眾生命財產(chǎn)安全具有重大意義。尹升華所在的北京科技大學(xué)金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，長期致力于礦山膏體充填領(lǐng)域的技術(shù)研究，經(jīng)過多年研究與實踐的積淀，綜合實力位居國內(nèi)行業(yè)第一方陣。

我國眾多礦山采用以全尾砂-水淬渣為代表的粗骨料膏體進行充填。這種膏體的原料可以就地取材，兼具成本低和充填效果好的優(yōu)點。但是，在過去較長的一段時間里，全尾砂漿的處理工藝一直是亟待解決的行業(yè)難題。

“全尾砂可用于制備膏體，實現(xiàn)礦山尾廢再利用，尾砂的濃密脫水是膏體制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，”尹升華介紹說，“受限于設(shè)備制造與理論研究水平，我國過去只能采用二段脫水方案。存在著成本高，能耗大，膏體濃度不穩(wěn)定等難題。”對此，尹升華迎難而上，鉆研基于高效深錐濃密機的膏體濃密制備新工藝。

“這種新技術(shù)極大地優(yōu)化了全尾砂脫水流程，由二段濃縮演變成一段高效濃密，是膏體制備技術(shù)的重要突破”。行業(yè)贊譽沒有使尹升華產(chǎn)生絲毫懈怠。很快，由尹升華參與建設(shè)的我國第一條全尾砂-水淬渣膏體充填示范生產(chǎn)線投產(chǎn)，實現(xiàn)了礦山尾砂零排放，極大推動了我國金屬礦山無廢開采領(lǐng)域的進步?！扒嗌綗o廢”的誓愿支撐尹升華在綠色采礦事業(yè)的征途上越走越遠。

尹升華深知，學(xué)術(shù)爭鳴要吐故納新、博采眾長。作為主要成員，尹升華參與舉辦了4屆膏體充填國際學(xué)術(shù)會議，推動構(gòu)建了我國膏體充填領(lǐng)域?qū)W術(shù)平臺。尹升華還先后赴澳大利亞、加拿大、贊比亞、阿爾巴尼亞、智利等礦業(yè)大國開展國際學(xué)術(shù)交流，獲得了業(yè)界同行的廣泛贊譽。

匠心為師，砥礪至臻育人

全國政協(xié)常委、民盟中央副主席葛劍平曾說“工匠精神鑄就雙一流大學(xué)”。踏石足留印，抓鐵指刻痕。尹升華明白，教育工作者必須以“釘釘子”的精神，鍥而不舍、扎扎實實地培養(yǎng)優(yōu)秀科研人才，才能為國家的建設(shè)發(fā)展匯聚強大的智力支撐。

從教八年來，尹升華時刻以“教書工匠”的精神鞭策自己，堅信只有慢工淬煉，才能使學(xué)生收獲質(zhì)的飛躍。他認為，傳道授業(yè)應(yīng)該達成四個基本目標(biāo)，即培養(yǎng)學(xué)生的獨特個性，增強學(xué)生開拓精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造才能。缺少一環(huán)，育人就難言成功。悠悠數(shù)載，尹升華立三尺之臺不忘初心，詮釋匠人之堅持，樹人之無私，實現(xiàn)了國家對人民教師“師德為先、能力為重、學(xué)生為本、終身學(xué)習(xí)”的專業(yè)期望。

學(xué)生若人云亦云，不擇良莠，必是師者的悲哀。尹升華把培養(yǎng)學(xué)生的個性放在育人的重要位置。在《金屬礦產(chǎn)資源與開發(fā)技術(shù)》、《特殊采礦技術(shù)》、《溶浸采礦學(xué)》等課程教學(xué)中，尹升華結(jié)合多數(shù)學(xué)生的心理特點和知識認知結(jié)構(gòu)，精準(zhǔn)備課，真正做到因材施教，長善救失。在他的課堂里學(xué)生的個性得到發(fā)展，課堂活躍氛圍和教學(xué)質(zhì)量都得到顯著提高。

圖3 尹升華和學(xué)生們在一起

初涉專業(yè)的本科生需要早日培固創(chuàng)新意識，提升創(chuàng)造才能。尹升華堅持“不憤不啟，不悱不發(fā)”的啟發(fā)性教學(xué)原則，結(jié)合科研項目，為本科生提供領(lǐng)先的研究平臺，指導(dǎo)他們的畢業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新訓(xùn)練選題。傳授文獻查閱技巧、點評研究方案和設(shè)計試驗等，這些引導(dǎo)學(xué)生進步的點滴，尹升華常常親自參與，全程負責(zé)。良禽擇木棲，名師出高徒。尹升華所指導(dǎo)的本科生科技創(chuàng)新中，入選國家級創(chuàng)新訓(xùn)練項目1項，入選北京市創(chuàng)新訓(xùn)練項目2項。他所指導(dǎo)的學(xué)生有多人獲得第四屆采礦模型大賽全國二等獎、校級優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計等驕人成績。

勇攀高峰，創(chuàng)新無價。短短的八個字，尹升華常常以此勉勵研究生，體現(xiàn)他對研究生開拓能力培養(yǎng)的深沉希冀。尹升華不但指導(dǎo)研究生精心選題，強調(diào)課題的學(xué)術(shù)前沿性和對我國礦業(yè)發(fā)展的促進作用，同時要求他們在實驗中一絲不茍、敏于觀察、勤于思考、善于分析，博觀而約取，厚積而薄發(fā)。

時至今日，尹升華已指導(dǎo)博士生6人(含1名外籍)、碩士生11人，協(xié)助指導(dǎo)博士生7人、碩士生7人；其中6人獲國家獎學(xué)金，2人獲北京市優(yōu)秀畢業(yè)生，此外，還有多人榮獲宏大爆破獎學(xué)金、學(xué)院研究生學(xué)術(shù)之星、校優(yōu)秀三好研究生、校優(yōu)秀碩士學(xué)位論文等榮譽。

清代鄭板橋詩云：新竹高于舊竹枝，全憑老干為扶持。尹升華十年如一日，以初心行師道，以匠心踐師德，堅持做學(xué)生科研道路的引領(lǐng)者和學(xué)生求學(xué)生涯的陪伴者。苗圃著花，馨香自來。辛勤耕耘的尹升華，終收獲桃李滿園，結(jié)實累累。

結(jié)束語

扎根礦業(yè)研用并舉引前瞻，匠心為師精心施教育英才。尹升華正是憑借對科研、對教育、對學(xué)生的無比熱愛，以及苦心孤指、銳意進取的拼搏精神，才成就今天的驕人業(yè)績。正如他作為教師代表在2018年北科大春季畢業(yè)典禮上的發(fā)言：“九層之臺，起于累土，只有點滴汗水的不斷揮灑，才能繪出恢宏壯麗的人生畫卷。”未來可期的尹升華，必將在汗水浸潤的碧林礦海，開采出更加輝煌的金色明天！