“若将人生比喻为一支歌,我的五线谱有化学元素的起承转合,工业固体废物的抑扬顿挫,反复实验是‘与寂寞过招’的小调悠扬,最终弹奏绿色工业与城镇发展的相融交响。”这是“工科男”顾汉念对所学专业浪漫的比喻。他36岁,是中国科学院地球化学研究所副研究员,研究“环境矿物学”。
顾汉念在办公室
“怎么把废物变成宝贝。”这一说,倒通透了,像磷石膏、赤泥、钡渣、锰渣、钢渣等等对地球环境有破坏的工业固体废弃物,怎么综合利用、吃干榨尽?对全世界都是一道难题。
这位贵州青年科学家解题十年,每当想出一步“解题公式”,就会在现实的“草稿纸”反复验算,取得“一点进步”,都很有成就感。
十年做一题:研究比磷石膏更复杂的赤泥中国科学院地球化学研究所下属各个实验室出入的科研人员,基本全员博士。顾汉念本科是中国地质大学。年获得双学位,选择在中科院地球化学所硕博连读,毕业后毅然当新贵州人。他说,因为贵州矿产资源丰富,他研究的正好是环境矿物学。矿产资源与工业固体废弃物综合利用的应用基础是主要研究领域;赤泥,是主要研究对象。
就是此时此刻,他在实验室研磨的泥巴。
顾汉念在实验室
泥巴色泽偏红,看着喜人,实际上一点不可爱。顾汉念介绍,这是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物,大约每生产1吨氧化铝要排放生1.2-1.5吨赤泥废渣。近年来,我国氧化铝产业快速发展,氧化铝规模扩张带来的赤泥处置问题日益突出。
工信部数据显示,据不完全统计,截至年7月,我国赤泥累积堆存超过11亿吨。由于缺乏经济可行的赤泥资源综合利用技术,大量赤泥长期堆存,不但占用大量土地,还存在赤泥库溃坝、土壤及水污染等风险。
“今年3月份,国家发改委等十部委下发《关于‘十四五’大宗固体废弃物综合利用的指导意见》,其中提到赤泥等固废利用率仍较低,占用大量土地资源,存在较大的生态环境安全隐患。”顾汉念对这则新闻印象深刻。资源化利用赤泥已刻不容缓。“可这家伙的处置是氧化铝行业面临的世界性难题。”他挠挠头,作为国内开展赤泥研究较早的一批科研人员,十年埋头作业,他对赤泥中U、Th的赋存状态、放射性制约研究,赤泥和粉煤灰制备无机胶凝材料研究,赤泥催化甲醇裂解制备碳基复合材料研究等等,投入大量精力,钻研越深入,越感到学无止境,“现在磷石膏资源的高值化发展相对顺利,比如投入建材行业就有磷石膏制砖和石膏粉,但赤泥的成分比磷石膏复杂得多,含有碱、重金属等有害成分。多重原因造成了赤泥变废为宝之路,目前没有磷石膏走得快、走得远。”顾汉念说,近年来,经省内各方努力,磷石膏的综合利用已经取得显著的成绩。省内的相关部门正积极寻求方案,力争赤泥的综合利用能够在规模化利用方面迈出实质性的步伐。“我研究赤泥,就特别希望贵州赤泥的综合利用,能够率先实现突破。”他期许道。十年磨一剑:探索赤泥综合利用提高赤泥的利用效率是一条难路,敢于走别人没有走过的路,正是新时代科技工作者的使命担当。《指导意见》指出,加强产业协同利用,扩大赤泥和钢渣利用规模,提高赤泥在道路材料中的掺用比例。鼓励从赤泥中回收铁、碱、氧化铝,从冶炼渣中回收稀有稀散金属和稀贵金属等有价组分,提高矿产资源利用效率。顾汉念难掩激动,“正是我们这些年攻坚的方向。”他说,研究赤泥的中前期,思考过把泥掺进烧砖,“实验发现,因为赤泥中放射性元素的赋存状态不稳定,掺入赤泥比例要在20%或30%以下,掺入量低,无法享受税收优惠政策,企业主动利用赤泥积极性不高。”他在实地调研过程中,也听到很多工厂的心声,“就算铝厂免费提供赤泥,货车拉运和库房堆砌的成本,还有把赤泥混入砂石变成建材产品,累积起来都是一笔笔付出”,企业要生存,老板不愿意选择麻烦的赤泥作为原料。
但是,把赤泥作为铺路材料是一条新路。
顾汉念在研磨赤泥
顾汉念描述“赤泥作为路用材料”的前景时,浑身上下透出一股兴奋劲,“路用材料也是赤泥实现规模化利用的途径之一,有实践表明,赤泥符合沥青路面表层、中层和底层的要求。”山东省在路用赤泥规模化应用技术方面进行了探索,济青高速公路滨州段,用1.33万吨改性拜耳法赤泥,铺设了4.9公里长的路基。慕名山东的经验做法,贵州清镇市曾组织考察团到山东滨州学习赤泥透水砖和建筑路基的技术开发。愿为双鸿鹄,奋翅起高飞。因为赤泥富含铁、钛、铝、钠以及稀土、镓等稀有金属元素,是一座富矿,用起来不得了。顾汉念也对赤泥中铁的提取与回收利用进行研究。实验室的昼夜作战,经过磁选、重选、还原剂的多次尝试,失败又重来,他终于发现一些新东西。“赤泥中铁的含量差异较大,高铁赤泥中的铁具有回收利用潜力,从赤泥废渣中分离提取铁资源,具有重要意义。”顾汉念滔滔不绝地介绍实验成果,“直接物理分选法流程简单,易于操作,成本低,但总体上铁回收率不足55%,所得精矿品位低,可以作为初选的方法。”“还原-磁选法中煤基还原剂的应用是目前研究热点,对铁的分选效率好,但存在能耗高,设备要求高等问题。”他越说越快,眼里有光,“湿法提取法过程反应温和,铁的提取率高,但后续铁与其他金属分离会增加成本……”各种各样的实验结果,别看是如山数据,对于做基础研究的顾汉念来说就是无穷的宝藏,“今后在赤泥提取铁的工业化推广,我们可以提供翔实的基础数据,企业根据不同参数,考虑综合回收利用其它伴生元素,以降低经济成本。”板凳甘坐十年冷以有涯随无涯袁隆平一辈子力于杂交水稻技术的研究、应用与推广,创建了超级杂交稻技术体系;樊锦诗大半生待在大漠,成为莫高窟的守护人;新中国成立后第一位大学女校长谢希德,如同一位斗士,于满身病痛中在教育、科研领域奋斗了数十载,更为我国培养了宝贵的第一批半导体人才;天上有一颗星星叫“南仁东”……顾汉念感慨,搞科研三年五年是起步,十年八年不过指缝间的事,每一项科研成果的重大突破背后,一定是有仰望星空、紧跟时代的格局与胸襟,也有“板凳甘坐十年冷”的耐力与能力,这一路上,孤独、迷茫和挫折,都是必经的风景;越是接近未知的“无人区”、创造的“高寒区”,越可能失落失望失掉所有方向。
“也曾怀疑过人生,不知道这条路到底走得对不对?”当他看不见光,会寻找内心的灯塔。
顾汉念在做实验
“那是科学家精神。”顾汉念表示,科学家精神最核心的特质是对科学和真理的追求,实事求是,求真务实。在中国,科学家精神的独特内涵是融入了家国情怀,“因为我们的老一辈科学家经历过国家贫穷落后的状况,他们的奋斗除了科学上的追求外,还有为国家图强的意义。”“我辈难,老一辈科学家更难;我辈苦,他们又何止苦千倍百倍。”顾汉念说,老一辈科学家不光是因为他们在年迈之际,依然竭尽所能地为科研事业发光发热,更因为他们在青年时代,放弃物质享受和安定的生活机会,把最美的青春投身于一条充满艰险、前途未卜的奋斗之路。“这是何等的精神伟力,铸就波澜壮阔的一生。”一想到这些,他就像在马拉松中咬紧牙关奔跑,能听到的只有自己耳边的风声,每一个节点的冲刺激动人心,每一次坚守拥有意想不到的收获,才能“守得云开见月明”。赤泥的综合利用研究的路道阻且长,顾汉念决定和这道世界难题死磕到底,“作为当代青年,趁着年轻,在自己的工作领域里应鼓足干劲,只争朝夕,不负韶华。逐梦路上,体悟庄子所言‘吾生也有涯,而学也无涯,以有涯随无涯’。”
贵州日报天眼新闻记者刘丹彭妲编辑申凌编审刘丹刘钢
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