八一建軍節(jié)前夕,江西商報記者在江西宜春的一座現(xiàn)代化高科技實驗室內看到。一堆看似普通的白色粉末正接受精密檢測。數(shù)據(jù)顯示,這些來自鋰礦尾砂的提純產品,其二氧化硅純度已高達99.99%–99.999%。它們背后,是劉少云教授級高工四十來年技術攻堅的成果,更是中國高純石英材料從受制于人到自主可控的技術突圍。
技術破壁:從跟跑到領跑的跨越
90年代初,在我國無機非金屬材料泰斗顧真安院士的指導下,劉少云開啟了高純石英砂的研發(fā)征程。當時超高純石英砂完全依賴進口,美國尤尼明等企業(yè)壟斷全球市場,對中國實施嚴密的技術封鎖。
據(jù)介紹,超高純石英產業(yè)是一個傳統(tǒng)與創(chuàng)新、簡單與復雜、風險與收益的矛盾綜合體,激烈的國際競爭與技術封鎖,造就了“瘋狂”的高科技石頭!高純石英砂長期被美歐企業(yè)壟斷,是單晶坩堝、微電子等行業(yè)不可替代的原料。如何突破超高純石英提純技術的瓶頸,既是國內高純石英產業(yè)發(fā)展的迫切需求,也是相關企業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的重大機會。劉少云以“外國人能做到的,中國人也一定能做到”為信念,2003年赴俄深造,深入掌握石英提純核心技術。2004年,在顧真安院士和俄羅斯專家指導下,完成國內首條高純石英中試線建設,實現(xiàn)從“0”到“1”的突破。
從專利材料發(fā)現(xiàn),劉少云團隊近三年來在傳統(tǒng)的無機強酸法基礎上創(chuàng)新自主研發(fā)“特種多功能疊用設備”與“雙元有機混酸絡合技術”,有效減少50%以上酸用量,降低能耗60%。獨創(chuàng)“驟冷萃取法”解決水紋氣泡問題,使石英純度穩(wěn)定達到99.995%-99.9998%,部分指標已優(yōu)于美國同類產品。2024年,其團隊組建的“上饒市中彬桐辰科技有限公司”成為國內唯一可將鋰礦尾砂制備為99.99%–99.999%,的高純石英砂的企業(yè)。
團隊鑄魂:聚智攻關的“石英鐵軍”
在技術硬實力背后,是一支高水平、協(xié)同創(chuàng)新的石英科研團隊。團隊由3名教授級高工、6名工程師和多位碩士組成的“石英鐵軍”已然形成。團隊融合選礦、材料、機械、化工等多領域人才,持續(xù)與國家非金屬礦深加工工程技術研究中心、浙江大學等合作,構建“基礎研究-中試轉化-產業(yè)應用”全鏈條體系。
作為多項高純石英技術的第一發(fā)明及研發(fā)領頭人劉少云自主研發(fā)的成果曾榮獲過國家四部委聯(lián)合認定的“國家重點新產品二等獎”,江西省科技進步二等獎,上饒市科技進步一等獎、廣豐區(qū)科技進步一等獎。并獲得國家科技創(chuàng)新基金180萬元、省重大項目專項資金350萬元的支持;其間申報了多項“石英砂和石英粉的制備與提純工藝及其產品”的國家發(fā)明專利,在技術延伸與礦物提純創(chuàng)新方面:作為一個廣豐人,2006年獲得“黑滑石制作高白超細滑石粉的工藝”專利,為廣豐黑滑石產業(yè)發(fā)展作出了一定貢獻。
劉少云多年來堅持深耕高純石英項目以科技創(chuàng)新驅動產業(yè)發(fā)展,主持和參與省內外多項科研攻關課題,2007年以技術合作創(chuàng)辦江西月兔硅材料科技有限公司,建設年產2000–3000噸高純石英生產線,任公司總經理兼技術總工,產品應用于光電、特種玻璃及軍工領域。2010年在顧真安院士帶領下,合作研發(fā)聚焦特種玻璃、光導纖維及軍工應用超高純石英砂、低膨脹黑石英砂技術。作為深耕行業(yè)40來年的石英提純技術資深專家,先后受聘于多地重點高科技企業(yè)擔任技術總工。
多年來,國外以及行業(yè)內普遍認為中國缺乏高純石英原礦,因此在高端材料領域難以實現(xiàn)自主突破。事實上,這一認知在一定程度上源于西方國家對高純石英市場的長期技術封鎖和資源壟斷,使我國在半導體、軍工等關鍵領域長期依賴進口。對此,顧真安院士明確指出:中國并非無高純石英原礦,而是長期受限于先進提純設備和關鍵核心技術的落后。
團隊成員中,由技術領頭人劉少云帶領多名技術人員為一組,利用國內石英礦為原料結合多年提純經驗與自主研發(fā)的專利專用設備成功將國內石英原礦提純至99.998%–99.9998%;這一成果不僅打破了“國內無高純原礦”的行業(yè)誤解及謊言,更實質性突破了我國在高純石英材料領域受制于人的局面,實現(xiàn)了從資源材料到技術的全鏈條國產化替代。在袁勇教授為組長的指導下,王彬斌、從軍軍、項淵等技術人員共同努力利用鋰礦尾砂為原料成功提純石英砂至99.99%–99.999%,達到國內領先國際先進水平。以機械專家李慧為組長、余小江等公司技術人員自主研制出集成微波、超聲等多功能疊用的高效設備,實現(xiàn)原料利用率從60%提升至92%。他們秉承顧真安院士嚴謹?shù)目蒲芯?#xff0c;兼具俄羅斯體系的工程化能力,形成國內獨樹一幟的技術路徑。
更具深遠意義的是,團隊將視野投向固廢高值化利用。在宜春鋰礦園區(qū),堆積如山的尾砂曾被視為環(huán)保負擔,如今卻因劉少云團隊的工藝實現(xiàn)“變廢為寶”?!拔覀儾粌H要打破技術壟斷,更要破解資源環(huán)境困局?!眲⑸僭圃诮邮苡浾叩牟稍L時,道出了團隊的使命擔當。他們研發(fā)的工藝可將含SiO2 75%–95%的尾砂提純?yōu)楦呒兪?#xff0c;按年處理36萬噸計算,可節(jié)約堆場120畝,減少碳排4.2萬噸,年經濟效益達1.8億元,成為礦產綠色低碳轉型的重要抓手。
目前,團隊工藝已適配于石墨、磷礦等尾礦體系,正向全國推動技術設備項目落地,打造“尾礦—提純—應用”的綠色循環(huán)產業(yè)鏈。
從技術突破到生態(tài)治理,劉少云與團隊以石英為媒用技術為筆,正在書寫中國新材料產業(yè)自主創(chuàng)新的新篇章。正如顧真安院士生前所言:“真正的科研力量,既要能突破壁壘,更要造福社會?!边@句話,已然成為這支團隊前行的燈塔。
【劉少云】教授級正高工,2004親手建成中國首條年產400噸的超高純石英中試生產線,2006年成果轉化新建年產約3000噸的生產線,多年來帶領技術團隊研發(fā)的產品主要用于:軍工、航天航空、半導體光伏與微電子,技術支持國內多家純高純石英生產企業(yè),解決了國家“卡脖子”技術難題,為國防建設和科技發(fā)展作出突出貢獻。(文/記者 張宇)
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