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信步于产业化发展之路——记第九届甘肃青年科技奖获得者中国科学院兰州化学物理研究所慕新元

时间:2019-04-25 247

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在生产车间慕新元(右二)对工作人员进行技术指导

      

  慕新元,男,汉族,中共党员,高级工程师,中国科学院兰州化学物理研究所羰基金属与选择氧化国家重点实验室工作,致力于羰基金属及特种功能材料合成与制备工作。近20年来,他详细研究了羰基金属合成新方法,极大改进了各种羰基金属合成技术,使十多种金属的羰化达到了工业放大水平。带领团队同吉林吉恩镍业股份有限公司合作开发了“中压法羰基铁粉生产技术” (具有国际先进水平)及“常压法羰基镍粉生产技术”,均已建成1000吨/年工业化生产装置。其中,1000吨/年中压法羰基铁生产线属国际首套,实现了海绵铁高效转化,年纯利润3000万元。羰基镍生产线年产值近1亿元。其他羰基金属样品也得到用户的认可,正在实施产业化转化。作为主要完成人研发的“中压法羰基铁粉生产技术产业化”和“千吨级高品质羰基镍粉、羰基铁粉产业化”分别获得2013年、2014年中国有色金属工业协会科学技术二等奖;“千吨级高品质羰基镍粉、羰基铁粉产业化”2015年获得吉林省科技进步一等奖。未来两年内,可实现羰基钴的工业放大生产,年产值5000万元以上。


  只要有用到金属的地方就有羰基金属的“身影”。羰基金属化合物在制备高纯金属、催化剂和汽油抗震剂等方面具有重要应用前景。2005年,当羰基金属化合物提炼技术还被国外封锁和垄断时,在中国科学院兰州化学物理研究所已经有一群人成功研发出羰基金属合成新技术,极大改进了国际上传统的各种羰基金属合成技术,并顺利实现产业化。经过十多年的努力,羰基金属化合物的产业化发展已逐渐步入正轨。而在这背后有这样一个人,他执着不懈、稳步向前,20年来,致力于羰基金属及特种功能材料合成产业化的转型升级。

  出生在庆阳市镇原县的中科院化物所高级工程师慕新元言语简单朴素,在他身上有着大西北人的直率与坚毅,“投身科研,不能做温室的花朵,而要进入到实战中,促进科研产业化,服务于更广阔的平台,实现经济效益、社会效益和生态效益相统一。”


“北京来的记者一句话改变了我的命运”


  慕新元出生在一个普通家庭,从小到大都是尖子生,对物理、化学兴趣颇浓。就在准备高考的那一年,填报志愿时,慕新元心中犯愁,既憧憬着做科学家的梦想,也对从事教书育人的教师身份情有独钟,不知道自己该报考哪所大学。那时候信息闭塞,老师们也给不了好的建议,大家只知道清华北大好,还有就是兰州大学。正在慕新元踌躇之际,恰逢一名北京记者来到县一中,校长让同学们搬上小板凳,在操场集中听记者的讲座,而让慕新元震惊不已的是,这位北京记者其中一句话竟然是——“北京并不是天堂”,不能盲目追随。竞争激烈的时代,更需要每个人脚踏实地,只有经过大浪淘沙,方能识得真金。北京记者的一席话无疑给了慕新元一击醒锤,也无形中让他有了选择的方向,报考志愿时,他毫不犹豫的报了兰州大学,而他也最终进入了心仪的化学系。

  多年后,慕新元仍然不忘命运选择关口那位北京记者的一席话。慕新元感慨:“要实现梦想,最关键的就是要让梦想扎根土壤,无论身处何地,只有脚踏实地耕耘与奉献,努力实现个人价值,才算是对这个社会最好的回报。”正是这么一个机缘巧合恰恰改变了慕新元的一生。

  来到兰州大学的慕新元一头扎入书海,拼命读书,利用一切时间吮吸着化学知识的养分。 1999年,毕业前的他进入中国科学院兰州化学物理研究所实习;2000年,慕新元顺利毕业,正式进入该所,师从在金属有机与催化研究方面卓有成效的研究员胡斌老师,从此与羰基金属结下一生之缘。


“我算出凌晨两点能提炼出羰基铁液体”


  2005年,基于仅有4个国家拥有羰基金属开发技术却不外传、而国内对羰基金属合成物的迫切需求现状,慕新元团队利用在羰基金属领域多年的研究经验开始在吉林省进行相关开发。这是离开实验室,第一次进入企业将研究成果产业化,对于慕新元来说,信心并不足。究其原因,关键是国际上没有可借鉴的经验,国外从不报道具体的技术方法,只知道采用的工艺是高压法。

  “当时,企业的老总说这一项目投资了1500万。对于国企来说,花费了这么长时间、投入了这么多精力,如果做不出来,带来的损失就是笔天文数字。”慕新元回忆说,因此压力很大,一旦失败了怎么办,对企业如何做出交代?

  “作为科研工作人员,最关键的是心理素质要强大。在实验室里研究羰基金属合成技术时曾遭遇了无数次失败,但到企业进行产业化开发,既要改进国外的传统技术,又不能失败,可谓压力巨大。我的导师胡斌就一再说,我们搞科研的就要有奉献精神,要有一颗大心脏,承受各种压力。”回首当年的艰难时刻,慕新元不无感慨。

  当中试装置进入企业,慕新元和胡斌老师带领十几个大中专学生,不分昼夜安装、调式装置。

  “有的学生连阀门都没有见过,我手帮手的教;一些操作方法,我自己不会就先学,学会再教给学生。”

  整整奋斗了52天后,慕新元经过计算不无兴奋地说:“我算出今晚凌晨两点就能提炼出羰基铁液体。”这一消息让从未接触过高技术、只对矿物进行粗加工的企业高工震惊不已,也陪着慕新元他们守在实验车间,打算亲眼见证一下。大家静静地等待时间的到来,凌晨两点,分秒不差,从管道中,大家看到一汩汩红褐色的羰基铁的液体流出,就像一杯浓茶的颜色。慕新元和他的团队兴奋不已,而企业上上下下的员工更是觉得很神奇。

  第二天一大早,公司董事长立刻决定投产:建1000吨的生产线。该生产线于2008年建成,2009年投产,迄今没有出过任何问题。这1000吨/年中压法羰基铁生产线属国际首套,突破了技术瓶颈,实现了海绵铁高效转化。

  慕新元和他的团队开发出的这一新技术,环保生态,反映出高效率、高转化率的特点:分离羰基铁后没有污染排放,几乎无废水,仅存的含铁的废渣进行优化后就能就地再利用,做成副产品。

  “这套工艺比较先进,全部实现了自动化,随着技术开发,每一个工艺的自动化程度越来越高,年产值5000吨的一套生产线,只需要150多人就可以完成整个管理。”慕新元说。


“最欣慰的是培养了一批人才”


  从当初的十几个技术人员到现在的400多人,专业生产团队在不断壮大,技术骨干成为新生力量。从年产100吨到年产5000吨,从上千万收益到上亿的创收,羰基金属产业化路子越走越宽,企业经济效益逐年攀升。

  慕新元和他的技术团队也随着羰基金属合成研究开发技术的成熟而日益成熟,“最欣慰的是培养了一批人才。”慕新元说。

  20年间,慕新元积极与企业深入讨论,规划羰基金属的产业化发展,在企业成立科研机构、测试中心,引领企业的科研水平不断提高。除了对已有的羰基金属合成技术工艺的不断改进与完善外,慕新元还带领专业生产团队对其他金属进行产业化技术开发与研究,从实验室到中试装置再到产业化,从实验室几克的产出到生产线的几吨产出,再到大批量进入市场进行销售,无不渗透着慕新元的心血,目前已有十多种金属的羰化达到了工业放大水平。就拿刚刚开发出的羰基钴来说,国际上还没有做到超过1吨的产出,但慕新元他们已经能产出10吨。

  “勤奋,求实,注重细节”这是慕新元带领团队的宗旨和理念。他认为,勤奋是一名合格的社会人最基本的素质;而求实就是指,无论进行科学研究还是企业技术开发,都要秉承实事求是、精益求精的科学态度;说到细节,慕新元认为作为投身产业化研究人员,与基础研究不同的地方在于,基础研究攻克的是核心反应的大方向,而进入产业化,则需要在细节上做文章。

  这一点慕新元深有体会。从进入企业开始羰基金属技术运行的那一天起,无论是物料转移还是设备安装,无论是企业水电气设备还是人员培训,拟定工作计划,跟踪落实,解决发现问题,进行后续布防,慕新元都要亲自上阵,从头到尾,全程跟进,“就像是养育孩子一样,细心呵护,培养他慢慢成长。”每一个细节都不容忽视,小到阀门的更新,大到技术的改进,慕新元都要体察入微,提前预判,确保生产平稳运行。“一旦矿料从实验室走向生产线,就不是简单的克数,而是庞大的吨数,细节最关键,容不得半点马虎。”

  在慕新元看来,平稳运行是生产的生命线,各项工艺指标平稳,就避免了事故隐患。如果数值发生变化,则是可能暗藏险情。慕新元一再告诉团队,“我们要追求平稳,追求每一次实验都要成功。这与在实验室做实验是不一样的,实验室允许失败。但在具体工业中,确定羰基金属提炼比例是50%,就必须是50%,如果是60%就意味着不成功,因为高的收率会造成产量不稳定。”

  一年中,慕新元半年时间要常驻企业,他已经记不清自己开了多少次技术难题攻坚会,但科技组每周的车间班会,两周一次的车间总结,一季度的技术交流会,一年的总结大会……这些都是雷打不动的,由此,也为企业培养了一大批业务素质高、专业能力强的技术骨干。

  与吉林吉恩镍业股份有限公司合作的16年,双方友情日益深重,面对慕新元以及他所带领的专业团队严谨的科研态度,无私奉献的精神,历经四次换届的公司,每一位老总都对他坦诚相告,“无论企业遭遇什么样的困境,我们一定保证你们的科研经费。”

  企业求贤若渴,而现在的慕新元同样面临着人才不足的难题。因为,对于一些研究人员来说,羰基金属这一领域还比较陌生,心存顾虑,不愿转变研究方向。

  “研究工业化的羰基金属,是件有意义的事情。”虽然前路崎岖,但面对未来慕新元充满信心,他笑着讲了自己的愿望:“我相信有一天,我们的专业研发团队每一年都会有一个新目标,研发出一项新技术,在中试装置上做出一种羰基金属合成,确保能够稳定生产。对未开发的羰基金属进行继续钻研,不断帮助企业降低成本,直接替代陈旧模式,规模化生产羰基金属合成物。”


“我不追求速度,我们要按部就班的发展”


  时间跨越20年,慕新元的羰基金属合成法产业化之路已经在全国遥遥领先。“我们不追求速度,我们要按部就班的发展。”多年来,慕新元一直是这样要求的。

  什么是按部就班的发展?2004年,慕新元与胡斌老师带领十几个人组成团队到吉林省进行羰基金属领域产业化的相关开发。2005年,中试成功,顺利完成了成果技术转移。2005年11月,与吉林吉恩镍业股份有限公司签约,开工建设第一条正式生产线,这条具有国际领先水平的无污染、绿色环保生产线2009年投产。目前,其他羰基金属样品也得到用户的认可,正在实施产业化转化。慕新元产业化之路可谓一步一个脚印,“我的目标就是要让尽可能多的羰基金属合成物的实验研究产业化,满足市场需求。”

  目前,慕新元他们的研究开发技术得到了省内外的高度重视,有了吉林省的成功“试水”,2018年,甘肃省提出与中科院化物所展开合作,并成立了甘肃省制造业创新中心,旨在为金川公司牵线搭桥,引进慕新元他们的专业技术,来解决金川公司羰基金属品质低下、生产处于停顿状态的瓶颈问题,而这一举措,也得到了甘肃工信委、金昌市政府的全力支持。与此同时,慕新元还在积极申请创建国家级创新中心。

  这样一步一步规划出来的蓝图既清晰明了,又循序渐进。

  不难发现,慕新元有着自己的一套节奏,不被外界干扰,“成立专门的羰基金属研发中心,培养后备人才,稳步推进产业化,建立中试基地,进行工艺优化,不断超越完善,拓展国内市场,走向国际舞台……”

  听着慕新元有条不紊地产业计划,不禁让人感概,他身上那份淡然的气质其实是源自对未来规划的运筹帷幄、一步一个脚印的踏实态度。云淡风轻,阔步于羰基金属合成产业化之路,胸有成竹,超越发展,勇往直前。

(本报记者  颜岩)

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