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我国非金属矿资源丰富,多种矿种储量居世界前列,是名副其实的非金属矿资源大国。近年来,我国非金属矿产业得到较快发展,产业的进步,既离不开各级政府的高度重视,也离不开科研人员坚持不懈的努力和创新。
赵云良,武汉理工大学教授、博士生导师。国家级高层次青年人才、国家重点研发计划首席青年科学家、湖北省杰出青年基金获得者、湖北省首批“青年拔尖人才”,主要围绕国家重大战略需求,开展蒙脱石、钾盐等关键非金属矿精深加工与高值利用研究。
“蒙脱石”虽听起来让人感觉陌生,而人们依托这种矿物的吸附作用和净化作用,将它运用到了生活的方方面面。经过深入的挖掘,赵云良在国内外率先提出了蒙脱石“二维剥片-功能组装”学术思想;突破了温和条件下二维纳米片的规模化制备瓶颈;构筑了系列高性能二维蒙脱石功能材料,制备出了目前世界上最大负载率的粘土基复合相变材料。
赵云良对“蒙脱石”的相关研究,获得2020年中国非金属矿科学技术奖一等奖,并以第一作者出版国内外第一部二维蒙脱石的学术专著。目前,二维蒙脱石水化剥片技术已完成工业实验,二维蒙脱石产品已为企业批量供货,使得综合利用效率大幅提高。
硫酸钾是一种很好的水溶性钾肥,是种植业中不可缺少的重要肥料,同时也是制作无氯氮、磷、钾三元复合肥的主要原料,但钾盐精矿中杂质钠含量高的问题突出。
为攻克这一难关,赵云良带领团队创立了分速浮选新工艺,完成了实验室试验、半工业试验和工程化试验,在世界最大的单体硫酸钾生产装置上实现了工业应用。此项工艺对保障我国粮食安全和农业民生意义重大,并获得了2021年中国化学矿业协会化工矿山科学技术一等奖。
锂是新能源战略的关键资源,我国80%以上锂资源存在于盐湖卤水,但镁锂比高的问题突出。锂镁分离核心膜材料被国外垄断,是“卡脖子”问题。为此,赵云良团队创新性地提出利用蒙脱石天然纳米层状结构、易水化剥离和阳离子交换的特点,利用技术手段,突破了高镁锂比盐湖卤水膜分离瓶颈。
在该项技术的10余项授权专利,其中3项已转化实施。搭建了国内外第一条制备二维蒙脱石纳米通道薄膜的中试线,中试验证已取得成功,正在加速推进产业转化。
“我国的非金属矿资源再丰富,也是有限资源,需要精深加工与高值利用”,赵云良表示。今后,他将继续探寻非金属矿产业“富矿精开”的“金钥匙”,为实现经济的高质量发展贡献绵薄之力。
(通讯员:沈科 湖北省科技厅供图)