新晋院士赵中伟：登上世界“钨”脊

● 余蓉

登顶“钨”脊，提“锂”先锋

钨被誉为“工业的牙齿”和“战争金属”，一直被列入国家战略储备物资。20世纪90年代，我国钨储量居世界第一，但钨储量中难处理的白钨约占78%，钨的提纯技术是一个巨大的难题。

当时国外学者普遍认为氢氧化钠（碱）分解白钨矿的热力学驱动力太小而不能进行。中南大学研究团队经过反复实验，突破了这一理论禁锢，建立了白钨矿碱浸出的新理论，实现了用常规的高压釜分解白钨矿，浸出率高达98.5%。

白钨矿能分解了，但白钨杂质极高，特别是钼，因其与钨元素性质极为相似，往往相互伴生，无法分离。

“一定要攻克这个世界难题。”那段时间，赵中伟每天都泡在图书馆和实验室。有一天，他从一份研究快报中得到灵感：既然不同钨矿在成矿过程中就有钼，那么再模拟地球化学成矿的过程重新“成矿”，不就可以将钼分离吗？

在中南大学冶金馆的实验室里，他和团队花了一年多的时间，进行大量的探索实验，成功研发“高效选择性分离钨钼技术”，可使占我国钨资源40%以上的钨钼共生复杂矿得到有效利用。

此后，研究团队又发明了多项新工艺，比如针对传统钨离子交换过程产生的废水问题，团队开发出高浓度离子交换转型技术，使废水排放量减少80%—85%。这些技术构成的难冶钨资源碱法冶炼技术体系，成为当前钨冶炼的主流技术，显著提升了中国钨业技术水平和国际竞争力。

传统钨冶金的离子交换工艺是用烧碱处理低浓度钨溶液，在吸附前必须冲入大量纯水稀释，导致废水排放量极大。不仅如此，生产过程还会排出含氯气的废气，以及含多种有害物的危险废弃物废渣。

“钨冶金除了用碱还可以用酸，如果用硫酸提取钨，废渣不仅不是危险废弃物，还是制备水泥的原料。”于是，赵中伟又带领团队攻坚克难。

他们从基础理论方面入手，通过冶金与地球化学学科间的交叉，创造性地引入了在过去钨矿分解过程中被认为是杂质的磷，发明了硫磷混酸协同常压清洁冶炼新技术，实现了钨钼磷的综合利用、废水近零排放和浸出渣资源化利用。

“以前，企业需要用烧碱，价格贵的时候高达6000元每吨，处理废渣废水废气还需要付出高额成本，而新技术用的硫酸磷酸成本低廉，还节省了处理废渣废水废气的钱。”赵中伟算了一笔账，这样一来，企业不仅降低了三分之一的生产成本，还提高了约15个百分点的选冶综合回收率。

▲ 2003年，赵中伟在进行高浓度离子交换的试验 （资料照片）

团队开发的系列技术，在创造出巨大经济效益和经济价值的同时，也让中国的钨冶炼技术始终领先全球。

登上“钨”脊后，赵中伟又瞄准提“锂”技术发起冲锋。

全球大部分的锂资源存在于盐湖卤水中，我国也是如此。但锂在湖水中的实际含量较低，且水中还含有较多的镁、钠等杂质，这给提取锂带来很大困难。10多年的攻关，团队最终提出了电化学脱嵌法，并研发了相关装备和工艺，可从高“镁锂比”盐湖卤水中实现锂的高效选择性提取，为占我国锂资源80%的盐湖锂的开发提供了重要支撑。

既有“牛”劲，又有巧思

赵中伟刚开始做科研工作，就参与了一种机械活化（热球磨）碱分解白钨矿及黑白钨混合矿技术研发，为此，他特意从郴州柿竹园国家矿山公园背回来一麻袋钨中矿做实验。

每天将重达40公斤的热球磨反应器搬上搬下，加矿加碱，升温分解，过滤洗涤……为了便于操作，赵中伟甚至不戴手套，直接用手在烧杯中搅拌含氟的溶液。

机器搅拌的噪声、矿浆的臭味……辛辛苦苦忙活一整天，测出的数据还不一定令人满意。但赵中伟并没有气馁，反而较上了劲，常常忙到后半夜才从实验室出来。

就这样，他一年搅拌了两麻袋原矿。

每每想到好的法子，他就会到企业去实践，“好的思路都是在现场出来的”，这是赵中伟坚持的一条科研准则。

多年来，他和团队深入国内钨企业，许多个寒暑假或双休日，他们都是在企业度过的。2004年底，赵中伟带领课题组在广东韶关一家企业做“高浓度离子交换”的产业化。“他每天提着几十斤重的溶液爬梯子，在复杂的管道上来来回回拧阀门，累得一回宿舍倒头就睡。”中南大学冶环院陈星宇教授回忆。

“多读书，善巧思。”这是赵中伟屡次突破科研困境的途径。

赵中伟从小爱读书，尤其是在他父亲到书店工作后，更是如鱼得水，《十万个为什么》《欢乐的海》《化学、细菌武器及其防护》《水浒传》……无论是科普书还是小说，他都看得津津有味。

读大学后，赵中伟读书的数量和范围更是大得惊人，除了本专业的，化学、物理、地质等方面的书籍他都有涉猎。

“有些当时可能没用，但不知什么时候就能发挥作用了。”赵中伟说，钨钼分离、从白钨矿中除锡，很多时候遇到难解的瓶颈，他都是在读书中受到启发，一步步走出迷雾。

人生路口，正确选择

回望学术生涯，赵中伟觉得自己在几个人生路口做出了“正确的选择”。

1982年，摆在成绩优异的赵中伟面前的有读中专和高中两个选择。“当时家里条件艰苦，不少人劝我读中专，早点参加工作端上‘铁饭碗’。”

但赵中伟有一种强烈的念头，他想读大学走上科研道路，于是坚定地报考了高中。

1985年高考，赵中伟选择了中南工业大学（今中南大学）冶金系，来到离河北老家1000多公里的湖南长沙。当时，冶金系有陈新民、赵天从、黄培云、刘业翔等多位在国内矿冶界赫赫有名，同时在国际上亦有重要影响的知名教授，赵中伟暗下决心，一定要努力做出一些成绩。

赵中伟博士毕业那一年，适逢中国有色金属工业总公司前来挑人。“去应聘被录取的可能性极大，这样离家就近了，但是离科研梦想就远了。”他踌躇了2个月，最终还是选择留在了中南大学。

1998年，赵中伟由教育部公派至日本名古屋大学从事博士后研究工作，研究方向是“生物陶瓷膜”。陶瓷膜技术作为一种新型的分离技术，在生物制药等新兴产业中应用广泛。赵中伟将冶金的思路和方法借鉴到材料制备上，提出了致密化膜制备的新技术路线。

“当时，日方挽留了我，他们的科研条件确实比国内优越很多。但一想到要离开我的祖国，心里就空落落的。”没有过多犹豫，学成之后，赵中伟选择了回国。

回国后，有人建议他做新型材料，这样经济效益更好。“但我想来想去，还是选择了钨。”赵中伟说，因为国家有需要，而且这里也有许多自己未解开的谜。

这些年来，赵中伟和他的科研团队取得的科技成果获得国际社会广泛关注，美国、哈萨克斯坦等国企业的代表多次找到赵中伟寻求技术合作。面对巨额的技术转让费用，赵中伟不为所动。

有了更多的资金，就意味着能翻新实验室，购置更多的仪器设备，研究人员的工作和生活水平也能得到相应提高。

但赵中伟明白，钨是国家战略储备物资，“岂能为了自己和团队一点利益而让国家利益受损”。他婉拒技术输出，只转让给国内企业，以保持中国的钨冶炼技术对国外的控制性优势。

湖南郴州、江西赣州、福建龙岩、云南麻栗坡、四川成都……赵中伟团队的技术已在全国多地实现成果转化，对我国稀有金属产业的发展提供了重要支撑。

热爱讲台，用心育才

科研教学“两手抓”，赵中伟在讲台一站就是31年，至今仍坚持本科、硕士、博士教学。

凡是听过赵中伟冶金课的学生，几乎都对他讲授的冶金原理课印象深刻。“这是一门纯理论性质的课程，有大量枯燥的冶金知识，却被赵老师讲得妙趣横生！”刘旭恒是赵中伟的学生，受他的影响，开始对冶金产生浓厚的兴趣。如今刘旭恒已是中南大学的教授，也是赵中伟团队的骨干力量。

“赵教授讲课生动有趣，深入浅出，让我对冶金产生了极大的兴趣。”北京科技大学的马铖佑曾作为交换生到中南大学学习，正是这种兴趣让他发奋学习，成绩突飞猛进，最终以专业第一的成绩被推荐读研，完成了从“学渣”到“学霸”的逆袭。

“用高深的语言与学生交流，就落入下乘，学生也听不懂。”赵中伟讲课追求深入浅出，他还会根据学生的反馈，不断调整授课内容。

赵中伟爱国画、书法，还自学篆刻和漫画，可谓多才多艺。很多同学特别爱看赵中伟的板书：仅用一根小小的粉笔头写写画画，就能把一个复杂的模型以最简单、最直观的方式呈现在学生眼前。上冶金课程强化课时，赵中伟还设计制作了可以互动操作的三维模型，方便学生理解。

讲课堪比“相声专场”，教室里座无虚席，这样的课堂表现，让赵中伟多次获得中南大学“我最喜爱的老师之最佳教学创新奖”“我最喜爱的老师之最佳教学手段老师”，以及“湖南省优秀教师”等荣誉……

赵中伟鼓励学生博览群书。他推荐学生读韦恩·戴尔的《你的误区》，教导学生“科研要注重‘灵活的大脑’，要解放思想，自己找到解决问题的途径”；他推荐学生读伽莫夫的《从一到无穷大》，鼓励学生从枯燥的研究、日复一日的实验中，找到创意迸发的乐趣。

“评上院士，并不是说我将来的科研工作就一定能比别人做得好。相反，我得更脚踏实地，为我国有色金属产业技术发展，为湖南实现‘三高四新’美好蓝图做出更大贡献。”赵中伟说，我国要从有色金属大国走向有色金属强国，依然有很长的路要走，而他也将继续秉承中南大学老一辈科学家的精神，为学科发展作出自己的贡献。