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“自己搞”和“走出去”记中国工程院院士I矿冶集团首席科学家沈政昌

发布日期:2022-10-09 浏览次数:6790

“自己搞”和“走出去”记中国工程院院士I矿冶集团首席科学家沈政昌

沈政昌

沈政昌,中国工程院院士、矿冶科技集团有限公司(原北京矿冶研究总院)首席科学家、选矿装备技术专家,1982年毕业于北京科技大学(原北京钢铁学院)矿山机械工程设计专业,同年入职矿冶集团,长期从事矿物加工装备研究开发和工程转化,实现了浮选装备大型化、高效化和专属化,形成了国际上最完备的浮选装备体系,使我国成为浮选装备三大强国之一;历获国家科技进步奖2项、国家发明奖3项、中国专利优秀奖4项,部级科技成果奖27项;出版《浮选机理论与技术》《Principles and Technologies of Flotation Machines》等6部中英文专著;曾获得何梁何利奖、全国杰出专业技术人才、全国杰出工程师奖、中央企业优秀共产党员等荣誉称号。

“为中华之崛起”

1976年夏天,沈政昌从江苏省常熟市董浜中学高中毕业,他作为回乡青年到董浜公社参加劳动。1977年恢复高考,对于当了一年农民的沈政昌来说,把这看成是改变命运的契机。白天出工干活,晚上抓紧点滴时间学习。就这样,夏听蚊虫叫,冬听寒风号。现在想来,正是这2年的公社劳动,赋予了沈政昌吃苦耐劳、乐观勇毅、力争上游的优秀品质。在填报高考志愿时,沈政昌考虑到国家经济建设需要钢铁,于是报考了北京钢铁学院(现北京科技大学)。


“自己搞”和“走出去”记中国工程院院士I矿冶集团首席科学家沈政昌


进入大学后,沈政昌感受到了北京钢铁学院的良好学风,每当看到主楼上方“为中华之崛起”的匾额都让他倍感振奋。在这座“钢铁摇篮”中,他如饥似渴地学习、求知,知识结构得到了全方位地丰富,这些都为他今后从事科研工作奠定了良好的基础。

大学毕业设计时,实验室只有一台计算机可以使用,白天都是老师和研究生使用,他只能等到晚上进行课题研究。那是台老式的穿孔计算机,需要自己打孔后一个个输入,他的手被磨出厚厚的茧,但这并不能阻拦他的研究热情,最终,他出色地完成了毕业论文。凭借着优异的成绩,毕业后他被分配到北京矿冶研究总院(现矿冶科技集团有限公司)工作,开启了人生全新的篇章。


“自己搞”和“走出去”记中国工程院院士I矿冶集团首席科学家沈政昌

“中国制造”

“神舟”飞天、“蛟龙”入海、“北斗”组网、“高铁”飞驰……从高端装备到精密仪器,从重大工程到基础材料,现在的中国制造正让世界瞩目。而当时的浮选装备行业,主要依靠引进和仿制苏联的浮选机来满足选矿厂的生产需求。然而,这种浮选机因功耗高、规格小,对矿石的适应性差,难以满足国家经济发展对矿产资源的需求,在矿冶集团的鼓励和支持下,沈政昌暗下决心,一定要突破国外技术垄断,研制拥有我国自主知识产权的浮选装备。在研制JJF浮选机过程中,由于对设备内部的流体状态缺乏认识,且没有可以直接进行测量的仪器仪表,当时春寒料峭,谢百之和刘振春两位专家轮换着跳进浮选机内,用自己的身体感受其中的流体状态。前辈们为了研制设备无私奉献的矿冶精神让沈政昌深受震撼。“浮选机必须自己搞,如果不搞,中国的矿山企业就会受制于人,中国制造也就永远没有话语权!”沈政昌不仅这样说,更是为之付出了艰苦的努力。只有创新才能自强、才能争先。

1996年,国外160立方米浮选机已成为大型矿山的标准配置时,我国浮选机最大容积仅为38立方米。这种差距使得当时国内大型浮选机市场几乎全被国外企业占领,严重制约了我国选矿厂大型化进程及资源的高效开发。在矿冶集团大力支持和推动下,沈政昌主持的浮选机大型化科研项目正式立项。在研究期间,进行了数百次的实验室实验和工业测试,最终成功开发了浮选机大型化关键技术。回想起项目的研究历程,沈政昌不无感慨:“这个项目挺难的。一是技术上难,浮选是一个复杂的气液固三相物理化学反应过程,浮选机不仅仅是搅拌矿物,而是要营造适合不同矿物选别的浮选环境;二是试验时机难,大型设备做一个试验,要用掉上百万元甚至上千万元经费,光靠我们的科研经费肯定不行,得寻找恰当的试验机会,为了中国制造,得时刻准备着。”

1999年,金川集团股份有限公司要扩建6000吨/天的选矿厂,计划选用50立方米浮选机。面对国外浮选机厂商对中国市场的“虎视眈眈”,面对社会上对我国自主技术和中国制造的质疑,沈政昌没有犹豫。他凭着多年来研制浮选机的经验,依靠扎实的理论功底,带领矿冶集团科研团队在短短半年时间内就研究完成50立方米浮选机成套技术的设计。这其中包括设备结构以及当时在国内几乎处于空白的浮选过程自动控制系统。在矿冶集团和金川集团的大力支持下,科研团队开展了工业试验研究,经过夜以继日的艰苦工作,2001年,第一台拥有自主知识产权的50立方米大型浮选机终于试验成功,标志着我国大型浮选设备的研究迈出了赶超世界先进水平的第一步,填补了国内大型浮选机的空白。2003年12月份,科学技术部组织专家对“十五”国家攻关课题“大型高效选矿设备研制”进行验收,经严格审查认定,KYF-50型浮选机为重大科技成果。

有了技术上的突破,沈政昌和他带领的矿冶集团科研团队研发的步伐越来越快,不断刷新国产大型浮选机的纪录。2005年,以金川集团扩建14000吨/天项目为契机,沈政昌带领团队成功研制了160立方米浮选机,彻底改变了大型浮选设备被发达国家垄断的局面,标志着我国大型浮选设备的研究开发跻身国际先进行列,极大地提高我国大型浮选设备在国际市场上的竞争力。2008年初,我国南方遭遇重大雨雪冰冻灾害,那个寒冷的冬天带给了人们一些困难和灾难。但就在那时候,我国的浮选设备却在冰雪严寒之中,诞生了又一个令国人骄傲的奇迹。当时正值200立方米浮选机工业试验的关键时刻,冰雪覆盖了整个江西铜业集团有限公司德兴铜矿大山选矿厂,从山上到山下,有着十几公里的崎岖山路,为了能够掌握现场的第一手试验资料,沈政昌带领团队住在紧挨试验现场的办公楼里,日夜坚守在试验现场。天寒地冻,团队也只能围着一个电暖器取暖,潜心试验,衣不解带。就是在这样艰苦的环境下,沈政昌科研团队仅用60天的时间就圆满完成工业试验,设备各项性能得到客户和多位中国工程院院士的高度评价。200立方米浮选机批量应用,创造了超大型浮选设备当年研发、当年投用的中国速度。

200立方米浮选机研发应用成功,打破了特大型浮选设备一直被西方几个发达国家垄断的局面。这一历史性的突破,不但宣告了中国已经顺利跨入特大型浮选装备制造国行列,也打破了国外垄断我国浮选设备市场的历史,这不仅仅是浮选装备领域的进步,更是祖国日新月异发展中不可或缺的一块基石。就在200立方米浮选机研制成功不到2个月之际,得知世界上单系列最大的秘鲁托洛莫克14.7万吨/日铜钼矿计划采用320立方米浮选机,沈政昌当机立断,立刻组织320立方米浮选机的科研工作,在短短6个月内就完成了设计计算、试验方案确定和样机制造。2008年11月份,当时世界上最大的320立方米浮选机屹立在德兴铜矿大山选矿厂。随着现场总指挥沈政昌的一声“合闸”,这个庞然大物开始启动,巨大的叶轮突然间铆足了劲,精神抖擞地运转起来,大量泡沫不断上溢,在场人员眼中都闪烁出别样的光芒,激动、兴奋、自豪……形成一股股强大的穿透力,顷刻间感染了现场每一个人,大家的血液在瞬间一下子沸腾起来。那一刻,中国浮选设备的历史再一次被改写。沈政昌和他带领的矿冶集团科研团队完成的320立方米浮选机,与国外容积相当的浮选机相比,粗粒矿物回收率提高2%~3%,单位容积装机功率低12%,实际功耗低13.79%。以如此优异的技术经济指标,320立方米浮选机最终得到秘鲁托洛莫克项目技术方的认可,为中国铝业集团有限公司海外铜资源的大规模开发提供了有力的设备技术支撑。十余年来,上千台套矿冶集团研制的BGRIMM系列大型浮选设备在国内外各大矿山服役,创造了巨大的经济效益。“浮选机大型化关键技术研究及工业化应用”的成果获得2012年国家科技进步奖二等奖,“中国自主研发世界最大浮选机实现生产应用”被国土资源部和中国矿业联合会评选为2013年的“十大矿业新闻”。


“自己搞”和“走出去”记中国工程院院士I矿冶集团首席科学家沈政昌

革故鼎新 敢于创新

“十三五”以来,中国智能制造发展取得长足进步。我国坚定不移地以智能制造为主攻方向,推动制造业产业模式转变,革故鼎新,促进中国制造迈向中国智造。当前,全球新一轮科技革命和产业变革突飞猛进,并与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇。新一代信息技术、新能源、新材料不断突破,与先进制造技术加快融合,为高端化、智能化、绿色化发展提供了重要的历史机遇。超大型智能浮选机作为矿冶集团践行新发展理念、落实供给侧结构性改革的抓手,责任的重担又落在沈政昌的肩头。

在矿冶集团的鼎力支持下,经过2年的集中攻关,世界单槽容积最大680立方米浮选机在德兴铜矿拔地而起,实现了“浮选机运转状态—浮选动力学过程—工艺环境条件”多维并行智能在线检测,实现了“选矿指标—泡沫特性—动力学特征—调控参数”多级联动优化控制,实现了溢流堰自清理、轴承自润滑、磨损自检测、悬浮自调整”等功能的自感知和自适应的浮选机核心部件智能维保,形成了新一代浮选装备技术。有效地扩大了高端装备的供给,为矿山企业降成本、补短板创造条件,以提高其全要素生产率和竞争力,实现绿色发展。

具有我国自主知识产权的大型化智能浮选机技术的形成,极大地推进了矿物资源加工领域的产业升级及循环经济的发展。开发出的新一代系列浮选装备,标志着我国已进入浮选装备强国行列,对全球浮选装备技术的发展具有持续的引领作用,增强了浮选装备的中国实力,为国内疑难矿产资源的大规模高效利用和中国矿业企业“走出去”战略,提供了强有力的装备保障。


“自己搞”和“走出去”记中国工程院院士I矿冶集团首席科学家沈政昌

厚积薄发 创新自立

党的十八大以来,我国坚持创新在现代化建设全局中的核心地位,深入实施科教兴国战略、新时代人才强国战略、创新驱动发展战略,走出了一条中国特色自主创新之路。矿冶集团作为科技型央企,必须牢记习近平总书记嘱托,完整、准确、全面贯彻新发展理念,在科技自强自立上取得更大进展。

40年来,为实现高效浮选机技术在低品位矿产资源开发上的规模运用,沈政昌的足迹踏遍了国内外的数百家矿山。从“雄鸡头”迎接的初升红日到天山下依稀作别的晚霞,从寒风怒吼的内蒙古草原到酷热难耐的荒芜戈壁滩,从潮湿溽热的四川盆地到氧气稀薄的青藏高原,从巴颜喀拉山深处国内海拔最高的矿山之一——玉龙铜矿到大洋彼岸的秘鲁托洛莫克铜钼矿……这些矿山一线的实践经历,为他在浮选设备的技术创新和进步打下了坚实的基础。

沈政昌说:“我们的目标只有一个:干好我们的浮选机。”浮选是一个复杂的过程,其理论研究一直落后于工程实践。要做好大型浮选机,就必须基础研究和应用研究两手都抓,只有两者的有机结合,才能做出性能优异的大型浮选机。沈政昌以严谨的科学态度,坚持基础研究与工业实践相结合。他常说:“理论研究指导工业试验的方向,而工业实践是检验大型浮选机的性能的最高标准。”为了做好大型浮选机的研究,他率领科研团队长期坚守在生产第一线,每年团队科研人员在一线的时间都长达150天,甚至200天。

“求索的路是艰苦的。理论和实践成果的取得都要耐得住寂寞,坐的住板凳。”沈政昌语重心长地说。只有潜心钻研,才能迸出创新的火花,“厚积”方能“薄发”,沈政昌深知这一点的重要性。浮选机是一种在三相流状态下工作的设备,结构上看起来比较简单,但理论上的研究却非常复杂。对浮选机相关理论的深入理解并有所创新,需要深入学习国际上最新的技术资料和大量的试验。沈政昌有着良好的学习习惯,每年都要把浮选设备相关的论文资料、专利装订成册,不仅自己认真研读,还要求专题组的其他成员认真学习。数十年如一日,他始终坚持学习,收集的资料不仅把办公室的箱柜装满了,自己家的书柜也都是专业书籍。2005年,在160立方米浮选机工业试验期间,他带了整整一大箱技术书籍,几乎占满了汽车的后备箱,利用尽可能多的空余时间进行研读。每当同事们交流起什么技术问题,他总能在成排的书柜中找出相关的文献,与大家共同讨论。

数十年来,沈政昌领导的矿冶集团科研团队研制的浮选设备从200立方米到320立方米,再到680立方米,每一次创新的成功都离不开这几十年理论与实践的支撑。

不拒众流 方为江海

当今世界,百年未有之大变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革突飞猛进,围绕人才、教育、科技等方面的国际竞争空前激烈。我国已开启全面建设社会主义现代化国家新征程,党和国家事业发展对高等教育的需求、对科学知识和优秀人才的需求,比以往任何时候更为迫切。

当有人问到在科研中什么最重要时,沈政昌总是回答:“求真务实。”他和矿冶集团科研团队,正是秉承“团结、求实、开拓、奉献”的矿冶精神,仅用20年时间,就走完了西方人50年走过的路。浓郁的学术和研究氛围,给与了他和同事们一次次创新的源泉。这些年,在矿冶集团支持下,沈政昌建立和培养了一支有凝聚力和团结协作、有自主创新能力的科研梯队,为矿产资源科技创新的持续健康发展,培养了后备军和生力军。

作为中国工程院院士,他始终牢记自己的使命,针对我国科技事业面临的突出问题和挑战,坚持把科技创新摆在核心位置,坚持“四个面向”,紧抓创新机遇,勇攀科技高峰;作为中央企业优秀共产党员,他爱岗敬业、无私奉献、争创一流,如同一面鲜红的旗帜,飘扬在科研创新一线,引领带动矿冶人团结拼搏、勇往直前,以强烈的事业心和高度的责任感,认真做好每一项工作;作为矿冶集团科研领军人,他始终坚持产学研结合,培养了一批求真务实的科研团队,形成包括老、中、青三代团结奋进的科研队伍,为浮选技术的持续快速发展奠定人才基础,始终牢记矿冶集团作为中央企业的使命担当,有力推进高水平矿冶科技自强自立,汇聚起为矿冶事业不懈努力的磅礴力量。


“自己搞”和“走出去”记中国工程院院士I矿冶集团首席科学家沈政昌

来源:中国有色金属报(作者:杨为玥 史帅星 张跃军 白洁)

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