作者:甘晓 来源:中国科学报 发布时间:2022/2/27 18:21:39
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“大先生”陈家镛百年诞辰:湿法开金石


 

在位于中关村的一间实验室里,陈家镛站在高压釜前安静地等待浸出铜的化学反应完成,有关反应的时间、温度、试剂浓度的各种参数在他脑子里高速运转——这是一个只属于科学的私密空间。

之后,他又用蒸汽将高压釜中得到的铜氨溶液进行蒸馏。神奇的是,溶液的蓝色渐渐褪去,黑色的氧化铜沉淀出现。至此,1957年,35岁的陈家镛完成了“氨浸法”回收尾矿中铜的初步探索,也是他开创湿法冶金学科走出的一小步。

他终其一生在冶金反应动力学、化学反应工程、化工和矿物分离、生化工程、粉末材料等研究领域都做出了突出贡献,直到2019年8月26日安详离世。生活中的他宽厚待人、无私敬业,是大家心目中的“大先生”。

2月26日,在陈家镛诞辰一百周年之际,中国科学院过程工程研究所(以下简称过程工程所)举办纪念座谈会,追忆他的科研人生。

陈家镛院士

“点石成金”

今天的化工和冶金领域学者都喜欢用“点石成金”来总结陈家镛的本领。他第一次练就“点石成金”的“魔法”是在云南东川铜矿。

新中国成立后,相关部门的地质勘探得出东川铜矿纯金属铜可以达到196万吨的好消息,同时也得到浮选后剩下的尾矿含铜量很高、采冶将导致严重浪费的坏消息。1956年,如何让尾矿变废为宝、将原矿石“吃干榨净”这一道世界难题,直接摆在陈家镛面前。

当时,陈家镛刚刚回国担任中国科学院化工冶金研究所(以下简称化工冶金所,即过程工程所前身)湿法冶金研究室主任。他开始从过去积累的化学反应动力学和热力学知识入手,进行深入思考和研究,很快在中关村化工冶金所实验室里完成了“氨浸法”的小型实验。

接下来,就要把实验室可以实现的化学反应,通过原料试剂、反应容器的“放大”过程搬到工厂车间中。1959年10月至1960年5月间,陈家镛带领团队只用了半年多时间,在北京中关村进行了小型实验和中间试验打通了氨浸流程,为下一步在东川建立中试车间奠定了基础。

此后,远赴云南东川成了陈家镛工作的日常,和工人同吃同住,一待就是几个月。“陈先生到云南‘下厂’,生活很艰苦,经常裹着衣服就地睡觉了。”中国科学院院士、过程工程所研究员李洪钟在此次纪念会上说。

而“下厂”的过程路途辗转,需要先到贵州坐汽车、再坐窄轨小火车到昆明。曾陪同陈家镛“下厂”的过程工程所研究员杨守志在2014年发表的回忆文章中写道:“陈先生放弃乘飞机,与大家同乘火车和长途车,经长途跋涉抵达云南昆明,屈指算来用了五天时间,在当时来说已经是‘大跃进’的速度了。”“有一次在昆明来东川的公路上遭遇车祸,所幸并无大碍。”

1962年下半年,陈家镛领导的试验完成,湿法冶金技术在东川铜矿真正进入生产应用,这也是我国第一次利用加压氨浸技术回收铜,直到现在该项技术仍在工业化运用。

1964年,东川项目技术鉴定前,陈家镛在中试试验工厂留影 。

此后,陈家镛又在云南墨江氧化镍矿、进口高砷钴矿以及国内多金属共生复杂铀矿等矿石中提取金属,不断开拓湿法冶金新局面,成就“点石成金”的绝招。

一股“狠劲”

如果追溯陈家镛青年时的人生轨迹,就会惊讶地发现,让他功成名就的湿法冶金并不是他的本行。在遇到东川难题之前,他甚至连矿石都没有碰过。

陈家镛内心深处有一股“狠劲”。1956年8月,正当陈家镛夫妇和两个女儿放弃美国优厚的待遇和条件毅然决定回国,即将登上威尔逊总统号轮船回到祖国之前,他收到著名冶金学家叶渚沛写给他的一封信,信中邀请他回国后到正在筹办的化工冶金所工作,主要是做冶金反应动力学。

1955年,陈家镛夫妇与两个女儿在美国照的全家福。

陈家镛对叶渚沛的信任是二人在“爱国”上产生出的共情。“20世纪40年代,我还在中央大学念书,许多工科专业的学生都知道有一位归国华侨叶渚沛先生,充满爱国热情。”在一篇怀念叶渚沛的文章中,陈家镛这样写道。

“自己从来没有涉及冶金工业,恐怕需要多花些时间学习才能胜任。”陈家镛很快接受了叶渚沛的邀请,说干就干起来。1956年到1958年,刚起步的两年里,陈家镛对自己挺狠。为了尽快掌握我国矿产金属的方方面面,他专门请木工做了一个卡片箱,将金属元素按照金、银、铜、铁、锡等分类,把文献上查到的有用信息都仔细记录在小卡片上,反复看、反复学。很快,他在与同事们谈论其某种矿石的特征时,居然可以对矿石的性质和可能含有的金属侃侃道来。

这个卡片箱像“老伙计”一样,一直放在他办公室进门的显眼位置陪伴着他,尽管“饱经沧桑”,一直保存完好,如今仍在过程工程所绿色过程与工程实验室收藏。

1958年,陈家镛请所里木工做的文献卡片箱。

更早一些,1944年,“初生牛犊不怕虎”的陈家镛在位于重庆沙坪坝区的国立中央大学化学工程系任助教期间还试制成功滴滴涕(DDT)。这种有机物1935年首次合成制备,用于有效杀虫,其发明者瑞士化学家米勒在1948年获得诺贝尔奖。

“那时假洋鬼子是不让中国人知道DDT是怎么制造的,搞得很神秘。”陈家镛回忆,“其实不是因为我的技术能力比别人高多少,而是得益于我胆子够大,敢想敢做。”

实际上,这股“狠劲”在他童年时就埋下了种子。亲历抗日战争爆发的陈家镛曾表示:“从上小学五年级开始,日本的军事侵略和大量倾销工业品的经济侵略,激发了我工业救国的强烈愿望……就立志要为中华民族的强盛而努力奋斗。我人生的每一步都在实践自己的诺言!”

凭着这种带着爱国底色的“狠劲”,20世纪70年代、80年代,陈家镛为解决国防急需,在我国最早利用湿法冶金的原理和技术开展金属粉体制备的研究,研制出一大批适合不同需要的复合金属粉体。

后来,又针对国家在废气、废水、废渣的“三废”治理问题,陈家镛率先提出“清洁生产”的概念,要求对湿法冶金用水循环利用,减少污染排放,对废渣要合理应用,取得了显著的技术经济效益,为化工、冶金、能源、资源等企业提供科技支撑。“如今在国家‘双碳’战略的背景下,陈先生在六十多年前提出的这个概念,更具有前瞻性。”中国科学院院士、过程工程所所长张锁江在此次纪念会的致辞中表示。

严师慈父

陈家镛一生桃李满天下,学生们都说他是“严师慈父”。

1992年陈家镛在长沙举行的第二届国际湿法冶金会议上做报告。以上图片均由过程工程所供图

说他是“严师”,是因为在学术上的要求近乎完美。福州大学教授鲍晓军1986年至1990年期间在陈家镛指导下完成博士论文。“我的博士论文中公式推导很多,陈先生为了检查我的工作,选取了论文的一章,把我喊到办公室,当场让我推导了全部公式。”此次纪念会上,鲍晓军回忆起师从陈家镛的点滴。

就这样,鲍晓军的博士论文顺利过关,但他参与编写《化学工程手册》和《湿法冶金手册》时被陈家镛“无情”地打回来。“陈先生非常严谨,要求书中所有的公式都是国际单位制,为此我花了一整个假期的时间修改,才完成了要求。”他说。

在学术之外,陈家镛扮演着慈父的角色。许多学生、同事深有体会的是,陈家镛宽厚待人,对人都是和和气气,从不用语言刺伤别人。

身在海外的康希诺生物股份公司联合创始人、副总经理、执行副总裁毛慧华在纪念会的线上发言说:“我1984年开始在陈先生指导下读博士研究生,当时我们每周都有陈先生一对一的学习讨论的机会,有幸能够得到陈先生很多教诲,他在科学上求真、求实的严谨作风给我们树立了很好的榜样,是我们永远的导师!”

中国科学院院士、兰州大学校长严纯华说,第一次见到陈家镛是在1982年。“我是帮我的导师徐光宪先生送信给陈先生,感受到的是先生对一个20多岁的年轻人的谦逊,让我落座,热情恳切地问长问短。”此后,虽然没有正式拜在陈家镛门下,他在从事有机萃取和稀土分离的学术道路上,一直受到陈家镛的引领。

严纯华深情表示:“陈家镛先生一生都在把对党的忠诚、对国家的热爱用科学家特有的一种非常纯粹的方式表达在自己的言行中,也在深刻地影响着同事、教育着学生,是真正的‘大先生’!”

永远怀念陈家镛先生!

 
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