9月12日,天色渐晚。
在鹤岗市郊的中国五矿石墨应用技术研发中心,25岁的材料工程师孙彤已连续十多个小时未出实验室,她正在利用一款纽扣电池对石墨材料应用性能进行检测。
此刻,在百里之外的五矿石墨萝北县云山矿区,一群青年科学家、“博士团”成员也正在采选、球化等科研岗位连续奋战。
正是这样一群平均年龄30出头的年轻人,怀抱着对石墨产业技术创新的执着追求,舍弃繁华,从首都北京奔赴东北边陲,汇聚一处。组成了我国石墨产业领域一支特别能吃苦、特别能战斗的“科研劲旅”,攻克了一个又一个关键技术,缔造了丰硕的科研成果。
这是一支怎样的团队?近日,记者走近了他们。
五矿石墨萝北云山石墨园区一角
一组数据昭示新质生产力的形成
9月初,在鹤岗市举行的天然石墨高质化利用成果发布会上,五矿石墨董事长王炯辉郑重宣告:“五矿石墨科研团队攻克了石墨高温提纯关键技术,成功开发出纯度达99.99995%的超高纯天然石墨产品,跻身全球领先技术行列。”
这一重大突破性成果破解了我国在高纯石墨领域的“卡脖子”技术,摆脱了关键核心技术被人掣肘、超高纯石墨产品无法自主稳定供应的困境,对国家战略性新兴产业关键原材料的发展意义非同小可。这标志着中国造超高纯度石墨在核基材料、芯片制造等高端领域应用上有了话语权。
中国五矿集团(黑龙江)石墨产业有限公司副总经理张成学将99.99995%表述为“六九五”。“从‘五九’(99.999%)到‘六九’(99.9999%)是一次飞跃,从‘六九四’(99.99994%)到‘六九五’(99.99995%),哪怕仅有0.00001%的微小提升,也付出了科研人员巨大的努力。”
这组数字落于纸上,细细端详,从中所见的不单是石墨纯度,更蕴含科技的魅力与美感,这是科技成果的“吉祥号”。这组数据的背后是新质生产力的支撑与成就。
张成学告诉记者,所谓超高纯石墨指的是含碳量。“四九”(99.99%)以上的石墨,其具有自润滑性优良、导电性良好、耐腐蚀耐高温、化学稳定性出色等特性。在我国,石墨超高提纯是一项一直未被攻克的“卡脖子”技术,该技术被欧美等少数国家垄断,超高提纯技术被攻克之后,打破了技术封锁,摆脱了受制于人的局面。
今年54岁的张成学,是矿物学、岩石学、矿床学博士研究生。他告诉记者,五矿石墨的科研团队的价值观和企业精神,除了艰苦奋斗、勇于拼搏之外,便是创新。
一条“科技线”始终伴随产业发展
余宇星今年38岁,地质学硕士研究生,现任五矿石墨萝北云山龙兴石墨开发有限公司总经理。他是首批从中国五矿总部来到位于萝北县云山镇这座石墨矿山的科技人员之一。从生产部部长到副总经理再到总经理,余宇星的成长没有离开矿山。
“是矿山成就了我。”
“我来的时候孩子刚满周岁,如今孩子都上小学了。”
2012年,从中国地质大学毕业后,余宇星进入中国五矿集团,2019年被派往萝北云山石墨矿山。
“从资源整合到开发建设,再到开工生产,直至出产品出成果,我有幸自始至终亲身经历并见证一个石墨产业链建设的全过程。”余宇星说,2019年建设之初,五矿石墨就提出了打造高端化、低碳化、智能化矿山的理念和目标。
在五矿石墨产业线建设的同时,一条“科技线”始终如影随形,伴随一次次科技创新,五矿石墨收获了一系列成果。
今年年初,五矿石墨国内首台套连续式高温石墨纯化炉完成安装并启动运行。8月,五矿石墨提纯项目实现了石墨化学提纯和高温提纯同步推进,成为我国天然石墨领域唯一一家完成从采矿、选矿、球形到高纯石墨、负极材料及材料研发全产业链布局的“链长”企业。
除了超高提纯技术之外,五矿石墨还创造了天然石墨产业链的多项新技术、新成果。比如,石墨资源协同开采与固废源头减排、石墨“柱-机联合”分质分选鳞片保护、多盘高收率球形化、球形石墨尾料制备高容量负极材料、高纯石墨制备等新技术,以及闪速浮选机、高收率球形化成套设备、国内首台套连续式高温纯化炉等新装备。
在艰苦的条件下,五矿石墨的这些青年科学家、“博士团”成员迎难而上、默默奉献,在东北边陲小镇,通过新技术、新模式,把石墨这个曾经的传统产业打造成为新质生产力。
五矿石墨萝北云山石墨智慧矿山管控平台一角
“科技创新,把石墨产业引向一个充满无限可能的一片蓝海!”余宇星说。
在4.3平方公里的石墨矿山挥洒青春
唐宇今年33岁,采矿工程博士研究生,是五矿石墨萝北龙兴石墨开发有限公司生产运营部部长。
采用“矿岩分爆”“多爆少碎”技术,一炮能爆出10万吨矿石。在采矿工程专业科班出身的唐宇那里已属平常,却颠覆了记者对爆破的传统认知。
据介绍,五矿石墨采用创新技术,在钻孔布置、炸药用量、起爆时间等方面都能实现精准控制,达成高效、安全的爆破效果,实现降低炸药用量,保护大鳞片石墨的目的,减少对环境的影响,提升矿石的开采效率和质量。
唐宇的老家在湖北,2019年,从湖北来到东北,开始他很不适应。“这里没有游戏厅,也没有奶茶店,甚至没有超市和饭店。这里有的只是采矿许可证上标注的4.392平方公里的采矿范围。”
位于萝北县云山镇的五矿石墨园区人烟稀少,一公里以外的一处“小卖店”是唐宇和伙伴们放松的去处。因为宿舍就在单位,工作地点和休息场所没有严格的界限,“对于我来说就是24小时待命。”唐宇说。
海拔416米的云山石墨矿山,属于小兴安岭南麓余脉,夏季满目葱茏,负氧离子颇高。
烦闷时,唐宇和伙伴们会爬上山顶,极目远眺,壮美的现代化新矿山尽收眼底,他瞬间神清气爽,“一种科技报国的使命感油然而生。”
“一个资源、一代材料、无限产品”
2016年,晶质石墨作为非金属矿产的一类,被我国列入战略性矿产名录。这意味着,石墨资源的安全供应,在一定程度上关系到国家经济安全、国防安全和战略性新兴产业的发展。
从用途来看,上至核工业的高温气冷堆,下至日常生活中的铅笔芯,石墨都凭借其耐高温性、导电性、润滑性等特质被广泛应用。在新能源领域,石墨的市场也持续拓展,以新能源汽车所使用的锂离子电池为例,石墨是其不可或缺的负极材料。
五矿石墨绿色矿山宣传牌
据了解,经过多年努力,五矿石墨积极引进高精尖人才,以人才为支撑,构建起“技术研发-工程产业化-前沿基础研究”的科创体系。形成五矿石墨技术研究院、天然石墨基负极材料联合实验室、天然石墨应用技术研发中心、天然石墨应用技术研发中试基地等多个科研平台,五矿石墨正在成为代表天然石墨高质化研发和产业化科研的“国家队”。这些高精尖人才的引入,为我国战略性新兴产业的发展提供了有力支撑,也为整个石墨行业注入了新活力、孕育了新希望。王炯辉在前不久召开的石墨高质化利用成果发布会上自豪地说,近年来,五矿石墨持续聚焦“卡脖子”关键技术攻关,搭建起了从研发到中试到应用的天然石墨应用技术创新平台,目前已建成全球产能规模最大的绿色智能矿山和行业领先的产业链,在石墨行业树立了新标杆、引领了新发展。
五矿石墨应用技术研发中心科研人员工作场景
“一种矿产、一代材料、无限产品!”会上,王炯辉说,“这个理念将贯穿五矿石墨整体发展脉络,通过从矿产开发到研发一代材料,再到最终技术突破获取无限产品,走向无限可能的未来!”
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