近期，廣東科學家開發(fā)的“離子吸附型稀土礦電驅開采技術”進一步成形，引發(fā)科研和產(chǎn)業(yè)兩個領域的共同關注。新技術能把稀土采收率提高約30%、雜質含量降低約70%，而且開采時間只要以往的1/5。

　　國際同業(yè)專家將其高度評價為“改變游戲規(guī)則”。這背后，是中國科學院廣州地球化學研究所（下稱“廣州地化所”）研究員、廣東省礦物物理與材料研究開發(fā)重點實驗室主任朱建喜帶領團隊十余年如一日踏實奮斗，勇攀關鍵技術高峰的征程。

　　●南方日報記者鐘哲

　　現(xiàn)場觀摩時冒出“金點子”

　　離子吸附型稀土礦中的稀土，以離子形式吸附在平平無奇的土壤、山頭里，價值連城，但其目前的開采對環(huán)境影響巨大。

　　我國從20世紀60年代起開采離子吸附型稀土礦。業(yè)界主要采用硫酸銨原地浸出方法——工人在礦山上打成百上千個豎洞，圍著山腳挖一圈平洞和圍堰，往豎洞中不停灌入硫酸銨溶液，溶液就會從山腳流出來，銨根離子通過離子置換的反應交換土壤中吸附的稀土離子，最后由人工提取所收集的浸出液中的稀土，整個連續(xù)灌注過程差不多持續(xù)一年甚至以上。

　　這種方式耗時很長，而且需要使用大量硫酸銨，往往導致土壤、水體的氨氮超標，已被國家明令禁止。業(yè)界亟須一種更綠色、高效的開采方法。

　　在一次現(xiàn)場觀摩中，朱建喜腦子里冒出了一個“金點子”。

　　這源自他十多年前在英國當訪問學者時的經(jīng)歷。當時，朱建喜接觸到用插入電極的方法給土壤排水的技術。原本要花上幾年才能晾干的泥土，通電后幾個月就會干透。其中的原理并不復雜：土壤溶液中的離子團帶著水分子往電極移動，實現(xiàn)加速定向排水。

　　“在稀土開采中，把污染環(huán)境的硫酸銨換成其他離子，再通電加速排水，是否可行？”朱建喜和礦山開采人員討論起這個思路。

　　對方問：“能提升多少速度？”朱建喜知道，土體排水干燥的速度提升超過80%，但他保持著科學家的謹慎：“估計能有5%至10%。”

　　對方大受震撼：“哪怕能加快3%至5%，都是非常厲害的突破了。”朱建喜由此堅定了信心：“要把這個技術研發(fā)出來，通過科技創(chuàng)新，實實在在提升新質生產(chǎn)力，為產(chǎn)業(yè)解決困難。”中國科學院院士、廣州地化所所長何宏平是朱建喜的博士導師、課題組長，在何宏平的帶領和參與下，學科組內組建了離子型稀土的電驅開采團隊，開始集中力量進行技術攻關。

　　為電驅開采技術申請專利時，有人提出質疑：“用電流驅動離子，懂點物理的人都知道這個原理，你的獨創(chuàng)性在哪里？這不構成專利。”朱建喜大膽反駁：“稀土開采的歷史快有五十年，想到這個、做成這件事的只有我們團隊，怎么不算專利？”

　　金點子誕生后，離不開團隊成員們群策群力、十年如一日的奮斗。他們從實驗室的模擬實驗做起，慢慢從小型做到中型，在一個2米高的土方中完成放大試驗，去年又在廣東梅州平遠的5000噸土體場地示范中進一步驗證了可行性，短短兩個多月時間就從小半畝場地中試采出近2噸稀土礦。

　　從“漂亮論文”到“實用技術”

　　與現(xiàn)有開采工藝相比，電驅開采技術在稀土回收率、浸取劑用量、開采周期以及雜質去除等方面均有顯著優(yōu)化。相關成果發(fā)表在《自然-可持續(xù)性》《創(chuàng)新》等一系列高水平期刊，獲授權發(fā)明和實用新型專利十余件。

　　更重要的是，該技術只要在原有技術的基礎上增加電極，產(chǎn)業(yè)上沿用幾十年的開采流程無需大改，就能達到綠色、增效的目的。

　　“新技術不能只是在實驗室里‘好看’，還得在實際生產(chǎn)中好用。”這是朱建喜從事礦物研究20余年的深刻感受。

　　1973年出生的朱建喜，2003年博士畢業(yè)于廣州地化所，2005年在浙江大學博士后流動站出站后又回到廣州地化所。從住所到實驗室只需步行不到300米，他每天早上8點半開始工作，可以干到第二天凌晨1點。外人看來枯燥且勞累的“兩點一線”的科研生活，卻讓朱建喜怡然自得。

　　最開始，他更偏向基礎研究，關注合成新型黏土礦物，這些黏土常用作污水治理中的吸附物。朱建喜想方設法把礦物結構和表面性質等內容做得更清晰、漂亮。“做得好，就能發(fā)好的論文，一開始我就是單純這么想。”他說。

　　十多年前一次到企業(yè)調研，朱建喜才開始試著從產(chǎn)業(yè)應用的角度想問題，有了一種基礎研究和產(chǎn)業(yè)應用融會貫通的感覺。“揭示礦物和材料的結構是要為效果服務，科技要面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場。基礎研究做得好，更要考慮讓其發(fā)揮經(jīng)濟價值，把科研成果寫在祖國大地上。”

　　我國的稀土產(chǎn)量占全球70%以上，是極為重要的戰(zhàn)略資源；南方的離子吸附型稀土資源，更是重稀土的主要來源，具有極高的經(jīng)濟和戰(zhàn)略價值。與傳統(tǒng)技術相比，電驅開采不僅更快、更綠色，而且還能開采出更多的稀土離子。

　　朱建喜認為，這就是他用實干奮斗出的成果，也證明了他的思路正確。“從最初開始學習黏土礦物表界面的性質，到了解和認識土體的電動化學行為，再將二者結合提出電驅開礦這一科學方法，到目前可實現(xiàn)的成果落地，前后經(jīng)歷了大約20年時間。這無疑是我最自豪的科研成果，也將是對產(chǎn)業(yè)非常有用的一次推進。”

　　既研究月壤也愛做科普

　　4年前，在國家航天局舉行嫦娥五號任務第一批月球科研樣品發(fā)放儀式上，朱建喜作為代表之一，接收了廣州地化所獲批的3件月球科研樣品，其中一件月塵粉末100毫克，兩件巖屑分別是60.5毫克和137.3毫克。

　　“經(jīng)過充分研究，我們在月壤上發(fā)現(xiàn)了三價鐵，這改變了大家‘月球上不可能存在氧化反應產(chǎn)生三價鐵’的固有認知。經(jīng)過科學推理，我們認為太陽風和隕石撞擊是月球產(chǎn)生三價鐵的原因。”4年后，朱建喜分享著從月壤中得出的新認知。

　　地質學家對萬物起源都有好奇。月球、火星、早期地球，都是他們窺探星球奧秘的研究對象。

　　何宏平與朱建喜等科學家深入剖析了礦物—水界面反應產(chǎn)生活性氧的物理化學機制，揭示了早期地球氧氣產(chǎn)生的礦物成因，破解了生命起源與地球宜居性演變的關鍵難題。“礦物也會呼吸”成為人類對地球最初氧氣起源的新認知。

　　朱建喜介紹，他所在的團隊主要聚焦四大研究方向，既包括行星科學領域，也涵蓋關鍵礦產(chǎn)資源的成礦機制、綠色高效開采和開發(fā)利用等。“從藥物、食物，到電池、化妝品，再到火箭噴口的高溫密封膩子，礦物涉及日常生活的方方面面。”

　　他的辦公室內擺滿了礦物和巖石標本——沙漠玫瑰、黃鐵礦、花崗巖、玄武巖、青田石……朱建喜興致勃勃地向記者講述每塊石頭的來歷和它對人類的作用。

　　帶著前沿知識和礦物科普，朱建喜近年來還走進大中小學作報告，把課程上傳到視頻網(wǎng)站，希望激發(fā)更多人對礦物、地球科學的興趣。

　　對話

　　“無論多少歲都是奮斗的年紀”

　　南方日報：中國式現(xiàn)代化是干出來的，偉大事業(yè)都成于實干。您如何理解這句話？

　　朱建喜：在強國建設、民族復興的新征程上，在科研領域，唯有實干奮斗，才能贏得未來。無論多少歲，都是奮斗的年紀。

　　我很有體會，在40歲以前，我跟著何宏平老師做研究。何老師比團隊中的任何人都更忙碌，有他的表率作用，我們都愿意奮斗爭先。好的集體非常重要，個人的意志力有時會不足，會想偷懶，但好的集體能讓人保持奮進。

　　40歲后，我慢慢走上實驗室管理者的崗位，從“打工者”心態(tài)轉化為“老板”心態(tài)，操心的事情更多了，也就愈發(fā)明白奮斗的重要性，明白為年輕人營造良好奮斗氛圍的重要性。在學術領域也是一樣，國家給了我們很多資源，開采稀土礦既是科學前沿，更是國家需要，沒有理由干不好。隨著研究不斷深入，我們越來越有信心，越做越有干勁。

　　南方日報：一直在單位做科研“兩點一線”，不覺得苦嗎？

　　朱建喜：對我而言科研是很有樂趣的事。我算是個“夜貓子”，科研之余我還喜歡運動，10點會跑跑步，以前還會打打籃球，運動完思維更活躍，洗完澡就又回到實驗室開展科研，或者和學生交流學問。學生們讀一段時間書，攢起來一些問題，通常我們聊一晚上就能豁然開朗了。讀書固然重要，會問問題同樣是科研的關鍵，科研工作更需要思想的交流碰撞。

　　南方日報：如何鼓舞和引導學生像您一樣奮斗？

　　朱建喜：我選學生，最看重的品質是“靜”，學生能不能出成績，關鍵看他能不能靜下心來做科研。

　　靜下來就要專注，不能當精致的利己主義者。我常跟學生說，不要剛進學校就琢磨出路，要把主要的精力放在學習和研究中。只想自己的話永遠不滿足，想到科學研究和國家需要，心里就會輕松很多，肯定能出成果。

　　離子吸附型稀土礦電驅開采技術的研發(fā)過程也是一樣的，很多青年科技工作者和學生參與到其中，似乎每一步都挺不容易，但是磨著磨著，磨個兩三年就磨出了成果。少想一點自己，多想集體和國家，把個人奮斗放到國家和社會發(fā)展的大潮中，發(fā)展肯定不會差。