從青海省重點實驗室,到中國科學院的重點實驗室,中科院鹽湖資源綜合高效利用重點實驗室(以下簡稱鹽湖資源室)走過了一段曲折卻又光輝的歷史。
作為中科院青海鹽湖所的重要科研力量,從單純開發鹽湖資源制作鉀肥,到如今鋰、鎂資源等的高效利用,鹽湖資源室正在不斷挖掘鹽湖寶藏,力圖為我國的鹽湖開發事業作出更大的貢獻。
面向需求
青海、西藏、新疆、內蒙古是我國鹽湖的主要分布區,蘊藏著十分豐富的無機鹽資源,這些資源是發展我國現代農業、化學工業和現代國防不可缺少的物質基礎。
“但在進一步促進優勢資源的綜合利用中,目前還面臨許多亟需解決的重大科學技術、基礎理論問題。”鹽湖資源室主任賈永忠向《中國科學報》記者介紹。有鑒于此,他們組建了這個實驗室,旨在推動鹽湖資源循環經濟發展,保障國家糧食、能源及環境安全。同時,該實驗室的成立,也有利于中國科學院充分發揮院東西部研究所各自優勢及西部地區的整體科技布局,為地方創造良好的社會經濟效益,為西部經濟建設、國家安全和社會可持續發展作出貢獻。
賈永忠介紹,以老一代科學家為代表的鹽湖所科技人員,在建所50多年的積累中,豐富了大陸盆地鹽湖成礦理論,建立了我國鹽湖地質學理論體系,建立了我國鹽湖化學理論體系,拓展了具有鹽湖資源特色的我國鹽湖化學新領域,為鹽湖資源勘探和開發利用提供科學依據。而鹽湖資源室的設立,就是以鹽湖資源綜合高效利用關鍵技術、重大基礎理論為對象,以鹽湖資源可持續開發與平衡利用的綠色化及元素的高值化等方面的重大需求和科學問題為目標。
“我們主要通過將鹽湖資源和無機化學等多學科領域的交叉,進行協同的集成創新。”賈永忠表示,從尋找鉀肥開始,中科院青海鹽湖所已經進入了發展的第四個階段,即鹽湖資源的綜合利用階段,鹽湖資源室的成立與此密切相關,“我們實驗室主要的工作,就是要面對國民經濟主戰場,把科技成果轉化成生產力”。
突破不斷
自成立以來,鹽湖資源室的科研人員不斷創新,近年來取得了一系列成果。目前,實驗室已經成為中科院青海鹽湖研究所實施“創新2020”和“一三五”戰略規劃的中堅力量。
在“高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰技術示范及關鍵理論研究”方面,賈永忠介紹,實驗室依據鋰鹽自身特點,集中攻克其相對應的萃取、吸附、膜分離等方法在高鎂鋰比鹽湖鋰的關鍵科學問題與應用的關鍵技術問題;運用現代綠色過程工程理論和方法集成相關基礎研究與創新技術的優勢,發展新型微乳相分離新技術,建立了分離膜表面結構調控的新方法;研究反應分離設備的設計放大規律,建立高效低耗化工分離新方法,發展多聯產分離技術,實現了新型化工分離過程的高效強化。
在“鹽湖鎂資源多聯產、多元化關鍵技術及重大應用”方面,賈永忠介紹,實驗室針對鉀肥副產的巨量“鎂害”,尚未形成規模利用氯化鎂深加工和高值化的成熟技術,通過強化鎂資源的開發利用,改善鹽湖資源結構,有利于鹽湖鉀及其他資源的可持續與綜合開發利用;改善了我國阻燃劑產品結構不合理現狀,為綠色環保新型阻燃劑開發提供技術支撐。
在“電合成重鉻酸鈉閉路循環工藝關鍵技術及五萬噸產業化”方面,賈永忠指出,科研人員針對不同鉻礦種,開展礦物加工清潔工藝研究,即從含鉻礦物開始,開發并采用清潔的電合成工藝,經系列轉化過程得到鉻產業的基礎原料重鉻酸鈉,在整個過程中,不引入任何化學反應物,也不排出任何含有高污染的Cr6+污染物質,實現從原料到基礎化工產品的鉻鹽生產清潔工藝;同時,研究和改進生產裝備及配置,提高電流效率,降低操作的難度,實現了常溫常壓下的連續生產;與其他含鉻礦物生產重鉻酸鈉工藝嫁接,改善生產環境,促進鉻鹽行業向低污染方向發展;完成了年產5萬噸紅礬鈉清潔和高效技術的產業化。
瞄準創新
“過去五年里面,承擔國家的項目100多項,ZL申請97項,授權的發明ZL58項。”賈永忠介紹,實驗室的發展也得到了相關部門的肯定。
展望未來,賈永忠介紹,希望通過科研人員的努力,建立鹽湖資源綜合高效利用應用基礎理論。“未來,我們希望能實現高鎂鋰比鹽湖鋰資源有效利用的理論、技術集成與示范:實現鹽湖鎂資源多聯產、多元化的理論、技術集成與示范;實現硼系高值化的理論及分離技術;實現鹽湖稀貴元素分離提取的理論及技術。”
同時,實驗室也希望能夠為我國糧食安全、能源安全、環境安全、邊遠落后地區民生改善以及我國西部穩定作出貢獻。
“我們要力圖實現低品位鉀鹽礦高效綠色綜合利用、為國內外鉀資源的開發提供理論和技術支撐;實現鉻鹽清潔生產工藝,為中國鉻鹽工業提供理論技術依據;實現鋰、硼、鈾同位素分離提取的理論及技術;為無機化工、冶金等領域提供分離、萃取、富集、純化等提供可借鑒的理論依據。”賈永忠說。
“我們希望,通過未來四五年的建設和發展,實現從分散自由的研究探索,向面向重大科學問題、面向國家重大戰略需求的關鍵核心高技術創新和重大系統集成創新、可持續發展相關系統研究為主的創新活動轉變。”賈永忠最后表示。
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