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曹宏斌：爲工業增添一點“綠”
中國科學報記者 甘曉
當前，我國正在經曆跨越式發展，重化工業在相當長的時間內仍然是國家經濟發展的支柱産業之一。
“減汙降碳、提質增效，這一八字方針將是未來一段時間我國工業領域綠色轉型的必然選擇。”近日，中國科學院過程工程研究所研究員曹宏斌在接受《中國科學報》采訪時表示。
多年來，曹宏斌帶領團隊致力于發展以高效分離爲核心、統籌生産端與末端協同優化的工業生産全過程減汙降碳新方法，用多項重大科技成果爲冶金、煤化工、新能源固廢處理等行業增加一點“綠”。他因此榮獲第三屆全國創新爭先獎。
下沈行業，面向國家需求
分離是工業生産中最常見的過程之一，目的是將混合物中的不同化學物質分開，得到有價産品，並使有害物質減排甚至零排放。有數據表明，分離過程的能耗占整個工業過程能耗的60%以上。
“汙染物排放的主要原因在于分離不徹底，而深度分離則可以讓更多化學物質變成有價産品，而不是廢物。”長期從事環境分離研究的曹宏斌說。
2006年，一個偶然的機會讓曹宏斌開始探索一種以分離爲核心、統籌生産端與末端協同優化的工業生産全過程減汙降碳新方法。當時，遼甯葫蘆島一家企業主動找上門來，希望他能幫助解決釩鉻分離與廢渣清潔處理的問題。
曹宏斌欣然接受了這個艱巨的任務，一幹就是5年。最終，他帶領團隊成功建立了以“伯胺萃取分離釩鉻-熱解絡合精餾蒸氨-廢水處理與分質循環”爲核心的釩鉻渣高效利用新工藝，解決了釩鉻分離、重金屬和氨深度分離等難題，實現了汙染物近零排放，使總資源利用率提高30%以上。這項成果獲得2013年國家技術發明獎二等獎。
其中，重金屬和氨深度分離技術在稀土行業的應用還爲解決氨氮汙染問題發揮了重要支撐作用。
曹宏斌在位于新疆吐魯番的工程現場。受訪者供圖
面向國家需求，曹宏斌把他的絕活兒帶到煤化工行業。2016年，西南地區一家煤化工企業在生産過程中産生的惡臭異味被附近群衆投訴，企業因此停産。爲解決這家公司遭遇的環境汙染“滑鐵盧”，曹宏斌帶領團隊第一時間趕赴現場，並接受了企業委托。
針對企業廢水生産端未能深度解毒、出水汙染物濃度高、處理成本高等問題，他帶領團隊提出以“高效分離減毒-生物強化降毒-高級氧化深度淨化”爲核心的全過程優化控汙技術路線，在順利解決問題的同時，使成本降低超15%。這一系列“神操作”，在停産3年的企業恢複生産中發揮了關鍵作用。
基礎到應用，跑通全鏈條
在幾十年的科研生涯中，盡管曹宏斌經常奔走在解決企業實際問題的一線，但他始終沒有忘記科學家的角色。
“課題可以結束，但學術方向要堅持。”這是曹宏斌經常對課題組青年科研人員強調的。長期實踐中，他總結出一套方法論，支持他跑通從基礎到應用的創新全鏈條。
比如，面對企業提出的釩鉻分離課題，曹宏斌先從文獻中得到啓發，形成解決現實問題的想法，曆經小試、中試、示範等環節，在工程上將想法變爲現實，順利完成這個課題。而他探索的腳步並沒有就此停止。
“建好工程後，我們繼續開展基礎研究，包括探討釩鉻分離的影響因素與強化方法。”曹宏斌告訴《中國科學報》，“我們最後從科學上弄清楚了，釩的離子形態會影響它的分配系數。這一認識指導我們通過調控釩的離子形態實現對它的深度分離，幫助我們得到純度更高的釩。”
在曹宏斌看來，從應用到基礎再回到應用，這個過程不僅可以更高效地解決實際問題，還能更加深入地認識科學問題，使工業生産全過程減汙降碳這一學術方向上的認知實現螺旋式上升。
正是凭借在这一学术方向上的深厚积累，曹宏斌得以在科学上进行超前部署。2006年，他關注到随着手机等电子产品的广泛使用，废锂电池的回收再利用极有可能成为人类社会面临的重大挑战。于是，他指导一名博士生围绕锂电池处理进行研究。
近20年來，基于前期基礎研究，他們面向實際問題，發明了以選擇性提锂、雙極膜酸堿循環、萃取液深度分離回收萃取劑、熱解絡合精餾深度分離重金屬-氨等爲核心的锂電固廢低碳循環利用與二次汙染控制成套技術，爲我國锂電固廢處置提供了先進、適用的新方案。
團隊開發的核心技術成功應用于近80項産業化工程，锂回收率由不足70%提高到90%以上，氨氮排放降低95%以上，國內産能覆蓋度超過60%。
多年堅守，論文寫在祖國大地
不在工程現場，就是在去現場的路上，這是熟悉曹宏斌的人對他的印象。多年來，他與企業技術人員一起堅守在工業生産一線，確保工程試驗不出差錯。
對曹宏斌而言，工業生産現場和實驗室完全不一樣，不僅生活和工作條件比較艱苦，還承擔著巨大壓力。“你得跟著生産的節奏來，工程中出了技術問題必須馬上解決，半夜出了問題就要半夜解決。”他說。
胸懷使命、肩有擔當，曹宏斌憑著滿腔熱情和奉獻精神堅持下來。當年在遼甯葫蘆島攻克釩鉻分離難題時，他爲了每周三給研究生講課，奔波在企業和課堂之間。
“周二晚上要麽坐汽車、要麽坐火車回北京，兩種方式都要五六個小時。幾年下來，我的頭發白了好多。”曹宏斌回憶說。
這些年，他在工程現場的時間超過7年。葫蘆島、鞍山、攀枝花、三門峽、天津、長沙、吐魯番……他的足迹遍及全國許多城市，真正做到了把論文寫在祖國的大地上。
“辛苦並快樂著。”曹宏斌對這句話深有體會。用科技創新解決實際問題並實現工業應用，同時獲得用戶單位的好評，給他帶來了極大成就感，讓他始終樂在其中。
來源：中國科學報
