趙中偉：解決世界難題的愛“鎢”者

有人稱他為中國金屬鎢研究領(lǐng)域的一匹黑馬，有人稱他為世界鎢脊的攀登者，還有人稱他在與鎢熱戀……

教書、做研究……他的日子簡簡單單：認識鎢，研究鎢，分離鎢。如果不關(guān)心鎢的話，還真未必會知道他。但是，也正因為“專心做一件事”，他成功了。

他就是趙中偉——第十一屆“湖南光召科技獎”獲得者，全國優(yōu)秀科技工作者，中南大學教授，長期從事有色金屬冶金、相似元素分離、冶金過程強化的研究。其科研團隊以“難冶鎢資源深度開發(fā)應用關(guān)鍵技術(shù)”項目獲得2011年度國家科技進步獎一等獎，其與團隊發(fā)明的“一種從白鎢礦中提取鎢的方法”專利榮獲第十八屆中國專利獎金獎，主持完成的“基于硫磷混酸協(xié)同浸出的鎢冶煉新技術(shù)”項目獲2018年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

鎢被譽為“工業(yè)的牙齒”和“戰(zhàn)爭金屬”。作為硬質(zhì)合金等的關(guān)鍵原料，鎢在國民經(jīng)濟中占有重要地位。對趙中偉而言，研究怎樣冶煉好金屬鎢、利用好金屬鎢，成了他一輩子的夢想，也是他持之以恒的事業(yè)。

面向我國高端制造和新能源對鎢、鋰的重大需求，突破了鎢、鋰資源復雜、品位低、難處理等技術(shù)瓶頸，中南大學趙中偉教授及其團隊的研究，突破了國內(nèi)外長期認為白鎢礦不能堿分解的理論禁錮，發(fā)明了“基于堿法體系的難冶鎢資源高效利用”“硫磷混酸體系協(xié)同分解鎢礦”和“選擇性沉淀法從鎢酸鹽溶液中除鉬、砷、錫、銻”等系列鎢冶煉技術(shù)，實現(xiàn)了我國復雜鎢資源的清潔、高效生產(chǎn)，為我國鎢提取冶金居于世界領(lǐng)先地位做出了重要貢獻；發(fā)明的鹽湖提鋰技術(shù)，為占我國鋰資源量80%的鹽湖鹵水鋰的綠色、高效提取提供了技術(shù)支撐，相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓經(jīng)費超過1億元。

趙中偉教授（右二）在電化學脫嵌法鹽湖提鋰工業(yè)化現(xiàn)場（湖南省科技廳供圖）

中南大學冶金館423實驗室，趙中偉教授（中）指導研究生實驗（湖南省科技廳供圖）

無意之言成努力目標

1989年，趙中偉從中南大學本科畢業(yè)，報考研究生時有多個選擇，但他毫不猶豫地選擇了跟著本校冶金科學與工程學院教授李洪桂老師，專注于稀有金屬鎢的研究。之后的一天，他到老師家中串門，無意中聽到一個師兄說，鎢鉬分離是世界難題?！爱敃r，我心里咯噔一下?！倍嗄赀^后，趙中偉還清晰地記得那個場景。

從那時起，研究鎢成為趙中偉生命中難以割舍的內(nèi)容。他花了大量時間泡在圖書館里，查閱了國內(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分離的資料。有一天，他從兩篇相關(guān)論文中受到啟發(fā)，高興得拔腿就往實驗室跑。可是經(jīng)過反復實驗，一年多時間過去了，還是進展不大?！皼]辦法，得靜下心來重新讀書?！壁w中偉說，這時候，他和課題組的成員又查閱了大量資料，經(jīng)過反復討論、調(diào)研，最終從地球化學的書籍中受到啟發(fā)：既然不同鎢礦在成礦過程中就有鉬，那么再模擬地球化學成礦的過程重新“成礦”，不就可以將鉬分離嗎？這樣，“高效選擇性分離鎢鉬技術(shù)”應運而生。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)量的鎢粉和碳化鎢粉，用于制造新型硬質(zhì)合金制品。

科研工作是艱難的、枯燥的。有人問趙中偉，“一輩子只專注于鎢，難道不覺得枯燥？怎么能夠堅持下來？”而在趙中偉看來：“反復的實驗研究，加溶液過濾，再加再過，幾十個燒杯在你面前來回倒騰不出活兒的時候，確實煩躁；雙手整天在有毒的氟水中攪，滿身硫酸銅的臭味，真的令人很不舒服。但靈光一閃，找到解決問題的關(guān)鍵點時，卻又無以言表的開心！”

1998年，趙中偉被派往日本讀博士后，當時的研究方向是“生物陶瓷膜”，他將冶金的思路和方法運用到材料制備上，提出了致密化膜制備的新技術(shù)路線。

2000年9月，趙中偉回國后，有人建議，繼續(xù)從事生物陶瓷膜研究；也有朋友勸他，新型材料，搞好了來錢快?！跋雭硐肴?，我還是選擇了鎢，鎢業(yè)是我國優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，而科研工作就需要你一輩子的堅守?！壁w中偉說，當年他選擇“稀冶”（鎢冶煉屬稀冶），就是基于這份熱情。

在趙中偉看來，自己所做的這一切都值得：鎢是稀有金屬，幾乎所有的工業(yè)加工都需要鎢。碳化鎢刀具削鐵如泥，被稱為“工業(yè)的牙齒”。我國的鎢儲量和產(chǎn)量均居世界第一，但由于過去冶煉和加工技術(shù)相對落后，主要出口低端原料。他希望能夠貢獻自己的一份力量來振興中國鎢業(yè)，讓中國由“鎢業(yè)大國”變成“鎢業(yè)強國”。

破鹵水降“比”鋰資源開發(fā)難題

說起鋰，人們都不陌生。大到新能源汽車動力電池，小到手機電池，主要原料都有鋰。

鋰被“重用”，與其在全球極為豐富的儲量有關(guān)。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局數(shù)據(jù)，全球鋰儲量1300萬噸，鋰資源量3950萬噸。其中，76%的鋰資源存在于鹽湖鹵水中。我國已探明的鋰資源儲量的85%也存在于鹽湖鹵水中。

鹽湖鹵水主要分布在南美洲安第斯高原和我國青藏高原。通常，鹵水鋰平均濃度越高、“鎂鋰比”越低，則越有利于鋰的提取。

我國大部分鹽湖鹵水“鎂鋰比”，比國外優(yōu)質(zhì)鹽湖鹵水高出幾十倍甚至上百倍，以現(xiàn)有工藝，難以實現(xiàn)對高“鎂鋰比”鹽湖鋰資源的大規(guī)模、高效、清潔、經(jīng)濟開發(fā)生產(chǎn)。也因鹵水降“鎂鋰比”難度大，我國乃至世界的高“鎂鋰比”鹵水資源開發(fā)，都無法大幅釋放其中產(chǎn)能。因此，盡管我國是鋰資源大國，但鋰資源對外依賴度仍超過70%以上，進口南美洲優(yōu)質(zhì)鹵水提鋰是常態(tài)。

如何降低“鎂鋰比”，成為鹽湖高鎂鋰比鹵水鋰資源開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，也是一道擺在業(yè)界專家面前的世界級難題。

趙中偉所在的中南大學冶金與環(huán)境學院，最拿手的看家本領(lǐng)之一，是以冶金法制備鋰電池正極材料?！澳苡靡苯鸱ㄖ苽滗囯姵卣龢O材料，那反過來，以鋰電池正極材料當‘工具’，就應該能提取鋰?！边@樣一項顛覆性的鹽池鹵水提鋰技術(shù)，在趙中偉的講述中，原理簡單得如同一層一捅就破的“窗戶紙”。

不過“捅破”這層“窗戶紙”也花了十余年。這十多年間，趙中偉團隊進行了大量研究，最終提出了電化學脫嵌法，并研發(fā)了相關(guān)裝備和工藝，可從高“鎂鋰比”鹽湖鹵水中實現(xiàn)鋰的高效選擇性提取和富集，分離效果更好、能耗更低，還不產(chǎn)生酸、堿等有害排放。

獲1.0 4 8億元高額技術(shù)轉(zhuǎn)讓費

盡管鹽湖提鋰技術(shù)剛誕生于實驗室，離產(chǎn)業(yè)化“八字還沒有一撇”，但絲毫不影響提鋰企業(yè)的興趣。中南大學剛將此消息在關(guān)注鹵水提鋰技術(shù)的企業(yè)“朋友圈”中傳播，立刻引來不少企業(yè)的關(guān)注。

最終，該成果于去年被專門從事有色礦產(chǎn)開發(fā)、專利科技成果轉(zhuǎn)化的新技術(shù)企業(yè)——上海鄲華科技發(fā)展有限公司“秒殺”。此次合作涉及2件中國發(fā)明專利和1件通過《專利合作條約》（PCT）途徑提交的國際專利申請。轉(zhuǎn)讓許可實施使用費共計1.048億元，其中貨幣資金2480萬元，股權(quán)8000萬元。為有效實施這一專利技術(shù)，雙方共同組建平臺公司江蘇中南鋰業(yè)有限公司，由平臺公司具體負責專利技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和生產(chǎn)。

回顧轉(zhuǎn)讓過程，身為“技術(shù)控”的趙中偉依然覺得“頭暈”。他只記得，這一成果實驗成功后，自己十分興奮，迫不及待地到中南大學科研部“求轉(zhuǎn)化”。可是，一聽到復雜的成果轉(zhuǎn)化程序，以及商業(yè)談判的“危機四伏”，趙中偉頓感“腦回路”不暢，打了退堂鼓。后在中南大學科研部技術(shù)轉(zhuǎn)移辦公室主任李昌友等“談判專家”的斡旋下，趙中偉手里的3項發(fā)明專利，最終僅1項實施了專利權(quán)人變更手續(xù)。同時，合同約定，盡管專利在形式上賣給了企業(yè)，但在趙中偉團隊和學校對此技術(shù)申報國家科技獎時，對方單位須無償配合。如此的協(xié)商結(jié)果，讓趙中偉沒有了后顧之憂。

談判中，還存在著另一“尷尬”。在談判成果轉(zhuǎn)化問題時，趙中偉的成果才剛剛從實驗室“新鮮出爐”，未進行成本高昂的中試?！爸性?，不能確保萬無一失。過程中產(chǎn)生的高昂費用，高校沒有經(jīng)費承擔。如果中試失敗，學校難以賠付企業(yè)在中試中投入的資金。”上海鄲華科技發(fā)展有限公司負責人魏華說，“雖然這一專利技術(shù)還只是實驗室階段成果，但是我們相信趙教授的科研能力，如果在后續(xù)的中試和工業(yè)化生產(chǎn)中出現(xiàn)問題，也會得到相應的解決。我們愿意出巨資購買這項專利技術(shù)，即使最后這項技術(shù)成果不能工業(yè)化，我們也做好準備，接受結(jié)果?！?/p>

這項技術(shù)交易后，在長沙進行的中試，效果非常理想。“企業(yè)現(xiàn)在也‘后悔’了，后悔不該給學校8000萬股權(quán)，而應該直接支付8000萬貨幣資金?！崩畈颜f。

“實際在專利轉(zhuǎn)讓完成后，我們花費了巨額的中試實驗費用，經(jīng)過上海鄲華專家技術(shù)團隊和趙教授科研團隊夜以繼日的艱苦努力、聯(lián)合攻關(guān)，解決了一個又一個的技術(shù)難題。目前這項技術(shù)及成套工藝設(shè)備基本達到了工業(yè)化的要求，得到青海和西藏鹽湖廠家的一致好評?！蔽喝A對轉(zhuǎn)化過程的每一步都印象深刻，如今的進展也讓她很欣慰。