
[勇作念新时间的欣慰者]
武汉科技大学钒资源清洁愚弄团队
向高而攀,摘取满天“钒”星
光明日报记者张锐王建宏光明日报通信员程毓
走进武汉科技大学国度环境保护矿冶资源愚弄与羞耻截止重心实验室的一楼展厅,仿佛插足一个奇异的矿物世界:从鄙俗的钒页岩矿石,到精粹的高纯钒粉末,再到钒基合金、钒电解液、海洋工程地聚物材料,它们性状分手、功能不一,餍足地罗列在展台上。
“这里等于钒的世界。”实验室主任张一敏先容。钒,国度政策性金属资源,领域不大,但不成或缺,有“工业维生素”之誉。“全球90%的钒页岩储存于我国,但是,我国的钒页岩品位极低——钒含量只好0.7%左右。如何高效、清洁地索要这‘工业维生素’,曾是世界性贫困。”张一明锐慨地说。
40多年来,张一敏率领武汉科技大学钒资源清洁愚弄团队,从鄂西深山到云贵高原,从百米矿井到高温炉前,一步一个脚印攻关。如今,团队已领有自主常识产权超100项。

面壁十年图破壁
20世纪七八十年代,东谈主们开采的主如果表示地表的氧化型钒页岩。传统的提钒本事有三谈“门槛”迈不外去:钒回收率太低;坐褥过程废气废水横流,羞耻严重;尾渣堆积如山,无法愚弄。
“巨匠谈钒色变。一外传你是搞钒的,就认定你是个羞耻大户。”回思起昔日的处境,张一敏不禁扼腕。
彼时,国内钒产业马虎发展,矿山上空烟尘满盈,河沟里浑水横流。张一敏看在眼里,痛在心里:“低水平发展的老路走不远,必须研发高效、环保的提钒本事。”但是,矿冶究诘的“无东谈主区”,关口重重。有同业好心劝他:“干吗拨草寻蛇,选这样难啃的骨头?”
张一敏没吭声,带着学生进了山。
“张老诚带着咱们,用镰刀砍出山路,卷起裤腿蹚过河流,在矿井走几公里巷谈去采样。天不亮就开赴,背着干粮和水,在矿山上一待等于一整天。”时隔多年,武汉科技大学资源与环境工程学院诠释黄晶,还是明晰记顺应年随导师找矿的情景。
就这样,一袋又一袋的钒矿石样品,从四面八方积蓄到实验室;一次接一次的调研与评审,团队的脚迹印刻在天涯海角的钒矿一线。历时8年,他们踏遍宇宙有代表性的矿山,终于建设了全球首个钒页岩贵寓库。
摸清了钒页岩的“家底”和“性格”,真确难的是怎么把它用好。
武汉科技大学资源与环境工程学院诠释刘涛打了个比喻:钒的熔点高达1890℃,焙烧时,钒页岩中的杂质融化成液体,包裹在钒上,酿成一层鉴定的外壳——他们管这叫“硅盖罩”。怎么破开这层“盖子”?
团队守在矿热炉前,以30℃为单元,少许少许往上加温度。焙烧温度、工艺历程、专用开垦……每一项齐要反复调试。炉前的高温烤得东谈主脸上发烫,他们一守等于十几个小时。
上下同心,金石为开。团队在国内创始“自催化—高效解离—轮回氧化提钒”新举止,杀青了提钒坐褥的节能减排、在线轮回和降耗增效。尔后,“含钒页岩高效索要在线轮回资源化新本事及工业应用”形状获国度科技跳跃奖二等奖;“基于页岩钒行业全过程羞耻防治的短历程清洁坐褥关节本事”获国度本事发明奖二等奖。
在不绝的科研进修中,勇闯“无东谈主区”、敢啃“硬骨头”,已成为团队的亮眼特点。
钒原子在矿石里的形态是怎么的?十年前,全球有臆想的宏不雅数据,莫得准确的实验数据。因为钒在矿石里的含量少,还很漫步,无法检测出钒的准确位置。团队后生西宾薛楠楠和郑秋实将量子化学引入矿物学领域,千方百计作念出了策划模子,通过不绝调理钒和其他原子的配比,调试温度、压力值,历经5个寒暑,终于找到了共性规则。2022年,他们在全球初度揭露钒在页岩中的原子情状,2025年出书学术专著《钒页岩晶体结构与配位化学》。
“张老诚常说‘面壁十年图破壁’。在咱们心里,搞科研攻关,就要把启动的那股干劲坚执到底。”薛楠楠说。

既要上书架,也要上货架
如果说钢是虎,那么钒等于翼。在钢铁冶真金不怕火中加入微量的钒,就如虎添翼,能极大提高钢铁的强度、耐热性和抗腐蚀性。我国70%至80%的钒齐用于钢铁行业。
张一敏思得更远:“钒的用量少,全球年用量约20万吨,况且和钢铁等巨额商品价钱紧缚。钒产业要发展壮大,必须拓展产业链。”
怎么拓?谜底是到一线去。
团队有个成例,星空体育(中国)官方网站不管是老诚照旧学生,细则了究诘标的后,就要去企业,与工东谈主同吃同住同责任。“我下厂去啦!”这是团队师生说得最多的话。他们分批下到宇宙各地的企业,有的蹲点实习,有的作念中试,有的训诲企业坐褥。
刘涛攻读硕士时加入团队,第一个月就穿上责任服,头戴照明灯,下到几百米深的矿井,拿着小锤子网罗矿样,在企业进行现场调研和本事攻关。
一次,刘涛参与的一项究诘后果在实验室效果很好,可到坐褥中却耐久不睬思。“张老诚告诉我,企业坐褥是集中的过程,每个身手的开垦和操作齐可能影响斥逐。”刘涛说,之后他并吞坐褥推行不绝调理,才获得临了的成效。如今,刘涛只消有空就跑一线,把在坐褥中发现的问题行为新的课题,通过这样的良性轮回,他成长为国度级东谈主才。
由于我国的钒页岩品位低,索要1吨钒,经常需要120吨至150吨矿石。这就带来一个无法隐敝的现实问题——巨量的钒尾渣。
“一定要把钒矿石‘吃干榨净’。”为此,团队研发出原生型钒页岩“一步法”短历程清洁坐褥本事,索要的钒纯度达99.9%,远超外洋办法。同期,团队摸清钒尾渣特性,发明钒尾渣三维重构本事,有用普及钒尾渣地聚物空洞性能,新工艺能使钒坐褥碳排放量减少70%。
博亚体育中国官网在线入口“科研后果不仅要上得了书架,也要上得了货架。”这是张一敏常说的话。刻下,团队研发的本事与开垦在行业内履行,构建的“绿色索要—高端制造—空洞愚弄”的全产业链本事撑执体系创造经济效益已超145亿元。
作念探索不竭的“钒”东谈主
“几十年来,不管进厂矿一线,照旧作念学术探究,我开场就讲钒,科普钒的价值,扭转东谈主们对钒产业的旧有偏见。同业齐玩笑说我是中国第一‘烦(钒)’东谈主。”张一敏笑着对记者说。
这些年,团队分红提钒、环保、愚弄、深加工等究诘小组,针对扫数类型的钒页岩开展本事升级换代,在钒产业链上全面出击,不绝拓宽钒的应用空间。举例,用钒作念合金,开发高品性钢材,应用于汽车、铁路、桥梁等领域;用钒合金作念超导材料、核响应堆材料,在航空航天和核工业中应用;愚弄提钒产生的尾渣,制作绿色建筑材料……“作念又名‘钒’东谈主”,成为团队成员的心声。
90后博士生葛灵,对准了全钒液流电板储能本事的核肉痛点——杂质高、浓度低、温度区间窄。前后4年,他在实验室和企业之间往复奔波,开发出中国独到的高性能钒电解液,大幅普及电解液容量和能量密度,破解了高浓度钒电解液宽温域(-20℃~70℃)知道运行贫困,让全钒液流电板从只在实验室和和缓环境中性能优良的“偏科生”,变成了一个能扛住极点温差、占空间小的全风光型“储能战士”。
00后博士生张子涵钰,从硕士启动就安身钒铝合金提质攻关标的。钒铝合金的杂质降不下来,他研发出富钒液短历程,精确调控合金化工艺,杀青了制备宇航级钒铝合金的顽固,用于制造航天辐照器和国产大飞机的骨架和外壳,杀青轻量化同期强度高。
脚下,团队正在湖北安陆市建设钒产业究诘院,开展页岩提钒、钒深加工和钒电板研发。武汉科技大学资源与环境工程学院诠释袁益忠说,团队不仅调和多方力量在安陆打造“中部钒齐”,还与四川攀枝花、河北承德等钒钛资源富集区共建产学研基地,加快科技后果转化。
从钒领域科研攻关的孤勇者,到钒产业延链强链的力行者,再到钒尾渣空洞愚弄的探路者,数十年来,张一敏团队向高而攀,摘取一颗颗“钒”星,团队成员中暴暴露3名国度级东谈主才、8名省级高级次东谈主才,十多名师生出洋走访留学,百余名毕业生遍布全球。
采访扫尾时,记者问张一敏:“如今我国已成为世界最大的钒坐褥国和奢华国,是不是不错松语气了?”
张一敏笑了笑,摆摆手:“风碰巧扬‘钒’。国度还需要,咱们哪能歇?”
《光明日报》(2026年06月14日07版)星空体育