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把废料变财富 这项技术价值1亿元

赤泥,是氧化铝生产中产生的一种工业废料,而处理这种工业废料,是一个世界性难题。如今,这个难题不仅有了破解方法,解题的技术还吸引了两家企业拿出真金白银的亿元“聘礼”。

本报记者 郝晓明

东北大学张廷安教授的“零排放清洁生产氧化铝技术”,在近日召开的辽宁省科技成果转化大会上格外引人关注。

企业为何要掷重金购买这项新技术?带着疑问,记者走进东北大学特殊冶金创新试验室一探究竟。

15年,漫漫研发路上努力前行

随着我国电解铝、陶瓷、医药、电子、机械等行业的快速发展,市场对金属铝的需求量增大,金属铝成为我国仅次于钢铁的第二大金属材料。生产金属铝的主要原料是氧化铝,1吨铝电解大约需要2吨氧化铝,而生产1吨氧化铝则需要2—3吨铝土矿。

目前,我国是全球最大的氧化铝生产国,产量占全球的一半以上。而生产氧化铝会产生工业废料赤泥。赤泥,含有强碱,因其含有氧化铁而呈现红色。这些“下脚料”此前只能以干、湿两种方式在露天堆放。

干法堆存赤泥,目前废泥中许多可利用的成分得不到合理的利用,飞扬的赤泥粉尘造成大气污染;湿法存放赤泥,大量强碱性废液一旦渗到土地中,就会造成土壤碱化、沼泽化,严重污染地表和地下水源。

拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法,其产量约占全球氧化铝总产量的95%左右。“氧化铝生产过程中最难解决的问题是什么?”15年前,张廷安向专家请教,而这次请教改变了他的研究方向。

做科研就是要从最难处做起。张廷安带领的研发团队有一个口号:科学只有第一,没有第二。这既让激发团队不断进取,也鞭策着自己努力前行。张廷安说:“科学研究的最高境界就是为社会服务,为国家发展做出贡献。低成本规模化消纳赤泥是造福人类的事,值得一做。”

十几年潜心研究和千万元的研发投入,张廷安研发团队提出了理论上不含碱、不含铝的新型结构赤泥,由此取得了零排放清洁生产氧化铝技术和低成本规模化消纳赤泥技术。

“技术首先从理论上摆脱了拜耳法生产氧化铝对铝土矿铝硅比品位的限制,低品位铝土矿也可以生产氧化铝;其次,是实现了大幅度降低赤泥中钠和铝的含量,从根本上解决了赤泥的大规模、低成本、无害化和资源化再利用难题。”张廷安教授介绍,按照每年1亿吨赤泥、含碱量8%计算,仅回收强碱就达300亿元,还可以从赤泥中回收价值达270亿元的氧化铝。

1亿元,企业出重金给技术下“聘礼”

今年5月22日,零排放清洁生产氧化铝技术估价1亿元,成功完成科技成果转化。北京增鑫资产管理中心(有限合伙)和壹力(天津)环保工程有限公司共同投资近亿元,东北大学以该项技术做价入股,三方共同组建东大有色固废技术研究院(辽宁)有限公司(以下简称东固研究院),作为平台公司具体负责科技成果的产业化和生产。

东固研究院由此成为我国首家专注氧化铝赤泥无害化和低品位铝土矿处理、由校企合资组建的专业化高科技公司。这里,还有科研人员一次性“打包”到这个转化平台的技术:国内发明专利11项、国际PCT专利技术2项,这些技术先后获得了美国、俄罗斯、澳大利亚等国家的专利授权。

在这个亿元成果转化背后,是东北大学的强力推进。为强化科技成果转化机制,东北大学出台了系列政策保障。此项目中,东北大学以零排放清洁生产氧化铝系列专利技术整体做价持股51%,而张延安研发团队持有其中80%的股份。

随着东固研究院的建成,技术、资本、产业、平台,创新链上的各类要素一应俱全。“公司成立后,先出资建设一条赤泥利用的工业示范生产线,再与企业联合实现批量生产。同时,从储备中的百余项知识产权中选择,为下一个成果转化做好准备。”张廷安教授语速快、走路快,工作节奏更快。

他在接受科技日报记者采访时表示,“公司+平台”是这项科技成果转化的一大亮点,团队的技术力量,企业注入的资金支撑,以及公司规范化的管理,让他对东固研究院的未来信心满满。

千亿元,废弃下脚料产生可观经济效益

“这是氧化铝生产的颠覆性技术,对我国的氧化铝工业具有重大意义。”行业专家做出如此评价。据预测,该技术若大面积推广,相当于使我国铝土矿资源扩大了2—3倍,延长铝土矿使用年限30年以上,可以摆脱氧化铝行业对进口矿物的依赖。

张廷安教授给记者算了这样一笔账:每生产1吨氧化铝就会产生1.2吨—2吨的赤泥,每40万吨赤泥占地约1万平方米,而我国每年生产的氧化铝是千万吨级别。2017年,我国氧化铝产量达到6600万吨以上,这意味着赤泥的排放量超过1亿吨。截至目前,我国赤泥累计堆存量已达到6亿吨以上。

如果用东固研究院的技术对堆积赤泥进行处理,则可产生经济效益近千亿元,中低品位铝土矿的生产成本较现有方法每吨降低400元—500元,每年还可为赤泥堆场减少运行维护费用6000万元以上。

技术转化需要一个创新要素齐全的环境。“在这个合作中,我们看中的是张教授带领的富有创新精神的研发团队,转化的技术既有良好的市场前景又符合国家发展战略。”壹力(天津)环保工程有限公司负责人表示,下一步将选择研发团队其他市场前景良好的科研成果进行转化,如“利用铜渣生产含铜抗菌不锈钢与耐磨铸铁”“连续炼镁”“清洁提钒”以及“钛与钛合金短流程”等近百项专利技术,届时转化价值可达数亿元。

记者手记

让成果转化的激情迸发出来

辽宁是科技资源大省,大型研究院所数量、创新人才质量在全国均名列前茅,这是辽宁科技创新和科技成果转化的优势。但与南方发达省份相比,辽宁仍存在较大的差距。辽宁省8019家规上工业企业中,有科研机构的企业仅占总数的5%。截止到2017年底,全国高新技术企业突破10万家,其中广东超过3万家,辽宁还不到3000家。

现行体制下,科技与经济“两张皮”现象仍然存在。各类科研单位多以“科研—论文—成果”作为工作要求,导致科研人员的价值取向与市场需求不匹配。东北大学张廷安研发团队的氧化铝项目之所以能够在本地落地转化,无疑是从问题着手,与企业携手,与资本牵手,在当地各项政策的助推下,以市场为导向从而完成研发转化。

“成果转化需要一个科研转化平台,但东北的平台尚不成熟,企业承接成果转化的能力与我们的科研实力不匹配,南方是积极主动与成果对接,北方则出现‘墙里开花墙外香’。”采访中,张廷安教授就成果转化给出自己的看法:辽宁需要营造一个政府引导、企业引领、创新要素参与的氛围,也需要给科研工作者营造一个宽松的创新环境以及适宜技术转化的生态环境,同时还应加强对科研人员的知识产权保护。

多位受访者表示,辽宁需要在优化科技成果转化流程、建立技术转移机制等方面持续发力,也需要鼓励科技成果转移到能够创造市场价值的企业。近日,辽宁省科学技术厅党组书记、厅长王大南对辽宁科技成果转化工作提出了新要求:要强化对科技成果转化工作的宏观管理和综合协调,激发和调动各类创新主体加快开展科技成果转化,将科技成果转化的激情全都激发出来,让一批重大科技成果转化项目顶天立地,让一批先进适用的成果转化项目铺天盖地。


(网络编辑:刘冰倩)
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