趙中偉(左二)在實驗室和團隊交流。 (資料照片)
通訊員攝
趙中偉。通訊員攝
【名片】
趙中偉，男，1966年9月生於河北省邯鄲市，中南大學冶金與環境學院教授，百千萬人才工程國家級人選，先後獲全國創新爭先獎狀、全國優秀科技工作者、全國傑出專業技術人才、全國五一勞動獎章等榮譽。 2023年當選中國工程院院士。
趙中偉長期從事有色金屬冶金人才培養與科學研究工作，是我國稀有金屬提取冶金領域的學術領導者。他發明了難冶鎢資源深度開發應用關鍵技術、低品位白鎢礦硫磷混酸協同浸出技術、選擇性沉澱法鎢鉬分離技術、鉬焙砂強鹼分解—離子交換轉型除雜技術，電化學脫嵌法鹽湖鹵水提鋰技術。獲國家科技進步獎一等獎1項、國家技術發明獎二等獎2項、中國專利金獎1項、中國有色金屬工業科學技術獎一等獎3項、何梁何利科學與技術進步獎1項。
湖南日報全媒體記者餘蓉
登頂「鎢」脊，提「鋰」先鋒
鎢被譽為"工業的牙齒"和"戰爭金屬"，一直被列入國家戰略儲備物資。
1990年代，雖然我國鎢儲量居世界第一，但鎢儲量中難處理的白鎢約佔78%，鎢的提純技術是一個巨大的難題。
當時國外學者透過理論分析，普遍認為氫氧化鈉(鹼)分解白鎢礦的熱力學驅動力太小而不能進行。中南大學研究團隊透過深入研究，經過反覆實驗，突破了這個理論禁錮，建立了白鎢礦鹼浸出的新理論。在此基礎上，將"熱球磨"技術進一步發展為"鹼壓煮技術"，實現了用常規的高壓釜分解白鎢礦，浸出率高達98.5%。
白鎢礦能分解了，但白鎢雜質極高，特別是鉬，因其與鎢元素性質極為相似，往往相互伴生，簡直就像「孿生兄弟」。要分離，談何容易!
「一定要攻克這個世界難題。」那段時間，趙中偉每天都泡在圖書館裡、實驗室裡。有一天，他從一份無機化學中關於簇合物形成的研究快報中得到靈感：既然不同鎢礦在成礦過程中就有鉬，那麼再模擬地球化學成礦的過程重新"成礦"，不就可以將鉬分離嗎?
在中南大學冶金館的實驗室裡，他和團隊花了一年多的時間，進行了大量的探索實驗，成功研發"高效選擇性分離鎢鉬技術"，可使占我國鎢資源40%以上的鎢鉬共生複雜礦場已有效利用。此成果迅速在國內廣泛推廣應用，於2001年獲國家技術發明獎二等獎。
此後，研究團隊還發明了「鎢酸鹽溶液中雜質錫、釩的深度去除」等新工藝，並且透過這些新技術，生產出高品質的鎢粉和碳化鎢粉，用於製造新型的硬質合金製品。針對傳統鎢離子交換過程產生的廢水問題，團隊開發出高濃度離子交換轉型技術，使廢水排放量減少了80%—85%。
這些技術所構成的難冶鎢資源鹼法冶煉技術體系，成為當前鎢冶煉的主流技術，顯著提升了中國鎢業技術水準與國際競爭力。以此套技術為核心的「難冶鎢資源深度開發應用關鍵技術」獲2011年國家科技進步獎一等獎。
傳統鎢冶金的離子交換製程是用燒鹼處理低濃度鎢溶液，在吸附前必須沖入大量純水稀釋，導致廢水排放量極大。不僅如此，生產過程還會排出含氯氣的廢氣，以及含有多種有害物質的危險廢棄物廢渣。
「鎢冶金除了用鹼還可以用酸，如果用硫酸提取鎢，廢渣不僅不是危險廢棄物，還是製備水泥的原料。」趙中偉又帶領團隊攻堅克難。
他們從基礎理論方面入手，透過冶金與地球化學學科間的交叉，創造性地引入了在過去鎢礦分解過程中被認為是雜質的磷，發明了新一代的硫磷混酸協同常壓清潔處理低品位共伴生鎢礦新技術，實現了鎢鉬磷的綜合利用、廢水近零排放和浸出渣資源化利用。
「以前，企業需要用的燒鹼價格貴的時候高達6000元每噸，處理廢渣廢水廢氣還需要付出高額成本，而新技術用的硫酸磷酸成本低廉，還省了處理廢渣廢水廢氣的錢。"趙中偉為記者算了一筆賬，企業不僅降低了三分之一的生產成本，還提高了約15個百分點的選冶綜合回收率。
團隊開發的系列技術，在創造出巨大經濟效益和經濟價值的同時，也讓中國的鎢冶煉技術始終領先全球。
登上「鎢」脊後，趙中偉又瞄準提「鋰」技術發動衝鋒。
全球大部分的鋰資源存在於鹽湖滷水中，我國也是如此。但鋰在湖水中的實際含量較低，且水中還含有較多的鎂、鈉等雜質，這給提取鋰帶來很大困難。
「能用冶金法製備鋰電池正極材料，那反過來，以鋰電池正極材料當'工具'，就應該能提取鋰。」原理很簡單，但開發技術很難。 10多年的攻關，團隊最終提出了電化學脫嵌法，並研發了相關裝備和工藝，可從高「鎂鋰比」鹽湖鹵水中實現鋰的高效選擇性提取和富集，為占我國鋰資源80%的鹽湖鋰的開發提供了重要支撐。
既有「牛」勁，又有巧思
同事眼中，趙中偉是一位瘋狂的科研工作者。
「這麼多年來，他通常早上7點多來辦公室或實驗室，晚上11點多才回去，可能就大年三十和初一休息一下。」中南大學冶金與環境學院副院長陳愛良教授說，有時候大年初一都能看到他在實驗室裡的身影。
趙中偉剛開始科研事業，就參與了一種機械活化(熱球磨)鹼分解白鎢礦及黑白鎢混合礦技術研發，特意從鄴州柿竹園礦山背回來一麻袋鎢中礦做實驗。
每天將重達40公斤的熱球磨反應器搬上搬下，加礦加鹼，升溫分解，過濾洗滌……為了操作方便，趙中偉甚至不戴手套，雙手直接在幾十個燒杯中攪拌含氟的溶液。
機器攪拌的噪音、礦漿的臭味……辛苦活一整天，測出的數據還不一定令人滿意。但趙中偉並沒有放棄，反而如牛一樣較上了勁，常常忙到後半夜才從實驗室出來。就這樣，他一年攪拌了兩麻袋原礦。
注重實踐，有好的設想就到企業去反覆演練，"好的思路都是在現場出來的"，這是趙中偉的另一個科研準則。
多年來，他和團隊深入國內鎢企業，許多寒暑假或雙休日，都是在企業度過的。 2004年底，趙中偉帶領課題組在廣東韶關一家企業做「高濃度離子交換」的產業化，「趙院士每天提著幾十斤重的溶液爬梯子，在復雜的管道上來來回迴擰閥門，累得一回宿舍倒頭就睡。」中南大學冶環院陳星宇教授回憶說，就連小年夜都是在忙碌中不知不覺度過。
「多讀書，善巧思。」這是趙中偉屢次突破科研困境的途徑。
趙中偉從小愛讀書，在父親到書店工作後更是如魚得水，《十萬個為什麼》《歡樂的海》《原子、細菌、化學武器的防護》《水滸傳》……無論是科普書還是小說，他都看得津津有味。
讀大學後，趙中偉讀書的數量和範圍更是大得驚人，除了本專業的，化學、物理、地質、選礦等方面的書籍他都有涉獵。 「有些當時可能沒用，但不知什麼時候就能發揮作用了。」他說，鎢鉬分離、從白鎢礦中除錫，很多時候遇到難解的瓶頸，他都是在讀書中受到啟發，一步步走出迷霧。
人生路口，正確選擇
回望學術生涯，趙中偉覺得自己在幾個人生路口做出了「正確的選擇」。
1982年，成績優異的趙中偉有讀中專和讀高中兩種選擇。 「當時家裡條件挺艱苦，不少人勸我讀中專，早點參加工作端上'鐵飯碗'。」趙中偉說，但自己有一種強烈的念頭，想讀大學走上科研道路，於是堅定地報考了高中。
1985年高考，他選擇了中南工業大學(今中南大學)冶金系，來到離河北老家1000多公里的湖南長沙。當時，冶金係有陳新民、趙天從、黃培雲、劉業翔等好幾位在國內礦冶界赫赫有名、在國際上亦有重要影響的知名教授，趙中偉暗下決心，一定要努力做出一些成績。
趙中偉博士畢業那一年，適逢中國有色金屬工業總公司前來挑人。 「去應徵被錄取的可能性極大，這樣離家就近了，但是離科研夢想就遠了。」他躊躇了兩個月，最後還是選擇留在了中南大學。
1998年，趙中偉被派往日本名古屋大學做博士後，研究方向是「生物陶瓷膜」。他將冶金的思路和方法借鑒到材料製備上，提出了緻密化膜製備的新技術路線。
「當時，日方挽留了我，他們的科研條件確實比國內優越很多。但離開我的祖國來做科研，我又覺得心裡空落落的。」沒有過多猶豫，趙中偉選擇學成回國。
回國後有人建議：「繼續你的生物陶瓷膜研究。」「搞新型材料效益更好」…「但我想來想去，還是選擇了鎢。」趙中偉說，國家有需要，這裡也有他許多未解開的謎。
這些年來，趙中偉和他的科學研究團隊所取得的科技成果獲得國際社會廣泛關注，美國、哈薩克等國企業的代表多次找到趙中偉尋求技術合作。面對巨額的技術轉移費用，趙中偉不為所動。
他不缺錢嗎?顯然不是的。趙中偉位於中南大學冶金館的實驗室，地面整體墊高1米才能勉強照得進陽光;由於年久失修，實驗室牆面到處受潮泛黃，地板磚也因為開裂而坎坷不平。有了更多的資金，就意味著能翻新實驗室，購買更多的儀器設備，研究人員的工作和生活水準也能隨之提高。
「鎢是國家戰略儲備物資，豈能為了自己和團隊一點利益而讓國家利益受損。」趙中偉婉拒技術輸出，只轉讓給國內企業，以保持中國的鎢冶煉技術對國外的控制性優勢。
湖南郴州、江西贛州、福建龍岩、雲南麻栗坡、四川成都…如今，趙中偉團隊技術已在全國多地實現成果轉化，對我國稀有金屬產業的發展提供了重要支撐。
熱愛講台，用心育才
科學研究教學"兩手抓"，趙中偉在講台一站就是31年，至今仍堅持本科、碩士、博士教學。
凡是聽過趙中偉冶金課的學生，幾乎都對他教授的《冶金原理》印象深刻。 「一本純粹理論性質的課程，大量枯燥的冶金知識，卻被趙老師講得妙趣橫生!」中南大學冶環院劉旭恆教授曾是趙中偉的學生，受其影響對冶金產生濃厚的興趣，如今他已是趙中偉團隊的骨幹。
不只是中南大學的學子，曾戲稱自己為「學渣」的北京科技大學冶金學院本科生馬銠佑，作為交換生在中南大學學習時，一上趙中偉的課就被深深吸引。 「趙教授講課重點突出，有時一堂課只講一兩頁，有時一堂課卻可以講十幾頁，講解生動有趣，深入淺出，讓我對冶金產生了極大的興趣。」馬閔佑回憶說，這種興趣讓他發奮學習，成績突飛猛進，最後以專業第一的成績被推薦讀研究生，完成了從「學渣」到「學霸」的逆襲。
「大道至簡」是趙中偉的授課秘訣。 「用高的姿態、高深的語言與學生交流，就落了下乘，學生也聽不懂。」他講課追求淺顯，根據學生的回饋，不斷調整授課內容的深淺度，力求把一個複雜的模型，以最簡單、最直觀的方式呈現在學生眼前。
趙中偉愛國畫、書法，也自學篆刻和漫畫，可謂多才多藝。在上課的時候，同學們特別愛看趙中偉老師的板書：僅用一根小小的粉筆頭寫寫畫畫，就能把一個複雜的模型以最簡單、最直觀的方式呈現在學生眼前。上《冶金課程強化》課程時，趙中偉也設計製作了可以互動操作的立體相圖模型工具軟體，方便學生理解。
堪比"相聲專場"，經常座無虛席的課堂表現，讓趙中偉多次獲得中南大學"我最喜愛的老師之最佳教學創新獎""我最喜愛的老師之最佳教學手段老師"，以及"湖南省優教師」等榮譽…
趙中偉也鼓勵學生博覽群書。他推薦學生讀韋恩·W·戴爾的《你的誤解》，教導學生"科研要注重'靈活的大腦'，要解放思想，自己找到解決問題的途徑";推薦伽莫夫的《從一到無窮大》，教導學生"腦筋柔軟術"，鼓勵學生從枯燥的研究、日復一日的實驗中，找到創意迸發的樂趣。
「評上院士，並不是說我將來的科研工作就一定能比別人做得好。相反，我得更腳踏實地，為我國有色金屬產業技術發展，為湖南實現'三高四新'美好藍圖作出更大貢獻。」趙中偉說，我國要從有色金屬大國走向有色金屬強國，依然有很長的路要走，自己將繼續秉承著中南大學老一輩科學家的精神，為學科發展作出應有的貢獻。
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