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朱建喜 |
文/图 羊城晚报记者 李钢 奋斗者说 "只要你觉得这个事情值得去做，就一定会愿意下功夫去做。” 将稀土采收率提高约30%、杂质含量降低约70%、开采时间缩短约80%，将风化壳型稀土矿开采的绿色高效新技术提升到了国际领先水平，为我国稀土战略提供了重要技术支撑。近期，这一“风化壳型离子吸附型稀土矿电驱开采技术”的成型，引发了学界业界的高度关注。而这一技术的背后，是中国科学院广州地球化学研究所（以下简称“广州地化所”）广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室主任、中国科学院矿物学与成矿学重点实验室（以下简称“矿物实验室”）副主任朱建喜带领着他的团队，历经十余年的研发征程。 作为一名在矿物学界耕耘了20余年的学者，朱建喜深知，矿物的应用不仅渗透到了日常生活的方方面面，更是在诸多尖端领域发挥着不可或缺的作用。征程在前方，月球、火星、小行星……随着人类将目光望向了浩瀚星辰，矿物学的新高峰依然在等待着朱建喜这样的科学家们去攀登。 首创利用电驱技术开采风化壳型稀土矿 谈及“风化壳型稀土矿电驱开采技术”，朱建喜深有感触。他说，自20世纪70年代中国开始开采风化壳型稀土矿起，开采技术主要经历了三代，目前主要使用第三代硫酸铵原地浸出工艺，即采用硫酸铵从风化壳黏土层中交换出稀土矿。按照这一方法，要在矿山上打出上千个洞，然后往洞中灌注硫酸铵溶液，从而利用离子交换的原理，提取出稀土，灌注时长要持续一年之久。 随着时代的发展，大量使用硫酸铵所造成的环境污染问题愈发严重，因此，产业界亟须一种可以替代硫酸铵原地浸出法的更为高效的稀土开采方法。 科技要面向经济主战场。8年前，在何宏平院士的主持下，朱建喜作为团队主要负责人，开始将科研方向聚焦在战略金属——稀土研究上。 朱建喜说，他曾经在赴英国留学期间，接触到电渗排水技术，采用了对含水土壤通电的方法，能够大大提高排水的效率。 因此，团队提出了在稀土开采新技术上同样采用电驱法。 “由于相关环保法律法规的出台，硫酸铵原地浸出法被禁止。我们首先提出，能不能使用电场促进稀土离子迁移从而减少浸取剂用量，并加速开采过程。” 历经8年的研发，朱建喜团队取得了一系列的成果，获得了十余项发明和实用新型专利，发表了多篇相关高水平论文。 为了验证技术的可行性，2023年，团队专门来到了梅州平远县的稀土矿山区内进行实验。最终，成果是喜人的——在三分之一亩的实验矿区内采集了2吨左右的稀土矿。这不仅是世界上首次利用电驱技术进行风化壳型稀土的原地开采，更是在一系列指标上都取得了惊人的突破——稀土提取率提高30%，开采时间缩短80%，更为重要的是，还大大减少了稀土开采所造成的环境污染问题，形成了一套覆盖全开采流程的技术。 “我是有幸接触了两个学科，将黏土矿物表界面性质和土体电动化学行为两者相结合，提出了电驱开矿这一方法，这也是我学术生涯中最自豪的成果之一了。”朱建喜说。 喜欢“静”的学者 让自己专注思考 “从化妆品到火箭喷口的密封材料，矿物其实基本上渗透到了所有的领域，从日常生活到尖端领域，无所不在。”一聊起矿物学，朱建喜就神采飞扬。而作为一名矿物学家，就是要对矿物应用从理论到实践的全链条进行科学研究。 在矿物实验室，朱建喜对其中的各种设备如数家珍，高分辨透射电镜、固体核磁共振谱仪、软X射线拉曼电镜……这些都是他当年来到广州地化所后，一件一件购置，成为如今实验室中的“宝贝”。 在这些尖端设备的帮助下，矿物实验室取得了一系列的成果：通过分析矿物－水界面反应产生活性氧的物理化学机制，何宏平院士和朱建喜等科学家们揭示出了早期地球氧气产生的矿物成因；通过对月壤样本的分析，团队发现了月壤中存在着三价铁，并提出太阳风和陨石撞击可能是月球产生三价铁的原因。 作为一名矿物学家，朱建喜说自己最喜欢“安静”，只有“静”，才能让自己专注于学术思考之中。他的家也在广州地化所的大院中，家、实验室、饭堂、小卖部，构成了他每天的生活轨迹。最让他开心的，是和学生们一起探讨学术课题，以至深夜两三点也乐此不疲。 回忆自己的科研历程，朱建喜说，似乎每一步都挺不容易，但是磨着磨着，磨个两三年就磨出了成果。 “只要你觉得这个事情值得去做，就一定会愿意下功夫去做。”朱建喜说。
