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2004年7月12日 星期一
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[2004-07-12] 陳景 鉑族金屬提純 奪一等獎

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本報駐雲南記者 彭婷婷

 陳景院士,從事鉑族金屬分離提純及基礎理論研究40餘年,發現許多反應規律,提出一系列新論點,形成了對科研及生產有指導意義的鉑族金屬化學冶金新理論;並且在國內首先製備出鈀、銠光譜基體,完成硝酸工業廢鉑催化網再生研究和工業試驗並用於生產;成功地完成從二次銅鎳合金中提取鉑族金屬,使其冶煉回收率大幅提高,產生顯著的經濟效益,1985年獲國家科技進步一等獎。

 1958年,大學剛剛畢業的陳景分配到當時屬於中國科學院上海冶金陶瓷研究所的昆明工作站,也就是今天的昆明貴金屬研究所工作。1961年,他來到冶金研究室,具體任務是研究鉑族金屬的分離提純。當時中國的鉑催化網都是由前蘇聯提供,這是製備硝酸的必要設置,而硝酸是軍事、化學、化肥等工業不可缺少的基本原料,沒有硝酸就不可能生產出炸藥。隨著中蘇關係的破裂,專家的撤走,我國的硝酸生產受到嚴重威脅。

臨危受命 成功再生「鉑網」

 陳景參與的第一個燙手山芋,便是硝酸工業用廢鉑催化網的再生。在不到一年的時間中,他與同事就在實驗室中,研究成功了使舊催化網再生的新工藝。1964年底,他作為工業試驗小組副組長與同事到上海選點進行工業試驗,終於在次年秋成功召開了工業試驗鑒定會,並把成果無償轉讓給化工部,由其在太原化肥廠建立全國最大的鉑網再生車間。該廠從20世紀70年代初生產至今,年處理鉑族金屬1噸多,年產值上億元。

 從鉑網再生派生出來的工作是鉑、鈀、銠的提純,而為了研究提純又必須給光譜分析小組提供純度在99.99%以上的基體金屬。陳景負責的是鈀和銠基體的製備。對銠的提純是難度較大的工作,特別是要除去其中性質極為相近的微量銥,更是國際上公認的難題。陳景把1963年國外分析化學家剛報道的磷酸三丁脂萃取分離銠銥引入到冶金中並做了改進,加上離子交換技術,獲得了含銥小於光譜分析下限的純銠基體。類似的工作幾年後才看到國外的報道。

 1979年,甘肅戈壁灘赫赫有名的金川鎳都,由於鎳礦伴生有6個鉑族元素,那裡也就成了我國最大的鉑族金屬生產基地。但由於從鎳礦中提取鉑、鈀的冶煉回收率僅為49%,其他鉑族金屬回收率更低到1%-3%。於是從二次銅鎳合金中,提取貴金屬的新工藝,就成為幾個單位、上百人參加的國家重點攻關項目。

奮戰戈壁 研出「硫化鈉法」

 這個項目是當時仍處計劃經濟體制中的首次試行科技合同制,貸款400萬元,但要求3年內必須用科技成果的效益償還,然後滾動投資給另外的科研項目。

 時任冶金室副主任的陳景,研究提出用硫化鈉法,進行貴賤金屬分離和貴金屬相互分離,僅7個月時間,兩間寬敞明亮的車間就投入第一批二次銅鎳合金物料。物料順利通過了提取富集車間的四道工序後進入精煉車間,在蒸餾了鋨、釕後,進入陳景負責的貴賤金屬分離和金、鈀、鉑、銠、銥分離提純工段。

 但此時嚴重的問題卻出現了:硫化鈉沉澱前的溶液中出現了硅膠,沉澱出的硫化物無法過濾,生產實驗難以為繼。深思熟慮後,他提出了暫時停止進料、立即到西安購買合格硫化鈉試劑,以及給他一段時間研究如何脫除硅膠等三點建議,這時年關將近。

 從停止供料到新料運來,陳景度過了漫長而短暫的20天。在零下10度寒冬中,他睡眠靠安眠藥,白天工作12個小時以上,夜晚繼續做實驗。當新的硫化鈉運來時,終於研究出處理硅膠的凝聚劑,打通了工藝流程。

 其後1980年到1982年底兩年間,他先後4次帶領技術小組到金川解決技術問題。他研究發明活性銅粉兩級置換法代替了硫化鈉沉澱法,縮短了生產周期,改進了操作條件,提高了技術指標。把鉑回收率從老工藝的49%大幅度提高到68%,其他鉑族金屬銠、銥、鋨、釕回收率從1%提高到44%,兩年的產量相當於老工藝10年總產量的12倍,新增利潤724萬元。

再創新法 增利潤逾七百萬

 由於貴金屬冶金資源匱乏,專家們一直在尋求富含貴金屬的新物料。1993年,昆明貴金屬所所長出訪美國,看到了從汽車尾氣淨化催化劑中回收鉑族金屬的研究,十分關注,但美國提出技術售價要200萬美元。

 一場來自大洋彼岸的技術挑戰悄然展開,美方寄來了浸出液,要求要將分離溶液寄回去。

 陳景又被推到浪尖上。在經過探索實驗後,他用了一種不同於美方的方法,用自己合成的萃取劑進行萃取分離,僅一周時間就將分離好的溶液放在所長辦公室,並且鉑、鈀、銠的回收,都高於美方提出的標準。

良師啟發 少小立志

 陳景的祖父和叔祖父都是清朝雲南公派日本的留學生,祖父回國後致力教育30餘年。在大理老家中,如今還掛著祖父手書的對聯「老夫自有煙霞癖,豈肯折腰斗米官」。受家庭環境的影響,陳景從小就喜愛讀書。

 1948年,他考取滇西著名的省立大理中學,一位講課娓娓動聽的物理老師深深影響了年少的陳景。這位孟老師雖然講的是枯燥的理論知識,卻非常善於啟發學生的形象思維,將生活中碰到的各種自然現象一一解說:瀑布邊為什麼寒氣逼人?冬天坐在鐵凳上為什麼特別冷?陳景開始從喜愛看小說轉為醉心讀科普,他將小縣城中能找到的科普書全都瀏覽了一遍,科學研究成為了他的理想。

 1954年,他考入雲南大學化學系,享受人民助學金。沒有經濟上的負擔,陳景幾乎全身心投入到學習中,連周末也在自習室中度過。

善於思考 少年已有處女作

 陳景很喜歡去思考一些有爭議性的問題,大學四年級時,他就針對苯環上帶有一個基團後,為什麼會出現電荷的交替分佈現象,查閱了大量資料,並完成論文初稿,他在文中大膽提出一個公式,可以定性地解釋取代基引起苯環上電荷交替分佈的原因。在其後四年中,陳景一直在思考這個問題,幾易其稿,終於以近萬字的篇幅發表在1963年的《化學通報》上,這也是他的處女作。

鍾愛科研 矢志不移

 即使在最艱難和最迷茫的歲月中,陳景也沒有放棄過自己鍾愛的科學研究。從1968年到1972年,研究所的工作因「文革」的影響一直不正常。

 於是,他又重新開始研究大學時期氫原子是怎樣結合成氫分子的問題,閱讀大量書籍,尤其是恩格斯的自然辯證法。最後,他看到了用靜電力理論計算氫分子鍵長和結合能的曙光,並連續整理出四篇論文投到《中國科學》雜誌社,但卻因與當時學術觀點有衝突而沒能刊登,但他並沒有氣餒。

常駐實驗室

 1977年12月,全國第一屆量子化學會議在上海召開,他在會上大膽地闡述了自己的觀點,會後主席團委託陳念貽教授告訴他應該回到冶金界,將純理論研究與冶金問題相結合做出成績。他因此回到了冶金界。

 陳景院士十分重視做實驗,1973年至1984年他擔任冶金室副主任時,辦公桌一直放在實驗室,他認為就像作家必須深入生活那樣,應用科學的研究人員,也必須從實驗中發現科學的生長點,竭心盡力地進行新的科學研究。

 近20年來,將冶金基礎理論推向原子層次是陳景的科研方向,研究成功的「加壓氧化及加壓氰化全濕法處理金寶山低品位鉑鈀浮選精礦新工藝」已經連續取得了三項專利。在國內外發表論文150多篇,其中50餘篇被SCI、EI及CA收錄,受到國際同行的重視。其理論專著《鉑族金屬化學冶金理論及實踐》,2001年被韓國順天大學譯為韓文在韓國出版。

鉑族金屬小常識

 熠熠發光的鉑金首飾、汽車尾氣淨化催化劑、手機、電腦,這些與我們生活息息相關的物品,你知道它們有什麼共同點嗎?在它們的構造中,都要使用貴金屬——鉑族金屬(鉑、鈀、銥、銠、鋨、釕),儘管很少,但十分重要,因此鉑族金屬也被稱為「工業維他命」。從上世紀60年代開始,美國等國家將其定為「戰略儲備金屬」,而中國的鉑族金屬儲量只佔世界的千分之五,十分稀缺。

陳景院士簡介

 1935年 出生於雲南大理。

 1954年 考入雲南大學化學系。

 1958年 進入中國科學院上海冶金陶瓷研究所的昆明工作站。(今天的昆明貴金屬研究所)

 1960年 開始從事鉑族金屬分離提純及貴金屬冶金物理化學研究。

 1965年 完成「硝酸工業用廢鉑催化網再生工藝」。

 1983年 獲中國有色總公司科技成果一等獎。

 1985年 獲國家科技進步一等獎。

 80—82年 發明活性銅粉兩級置換法的新工藝,提高鉑族金屬回收率,兩年新增效益逾千多萬元。

 1997年 當選為中國工程院院士。

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