原標(biāo)題：

曹宏斌：為工業(yè)增添一點(diǎn)“綠”

中國科學(xué)報(bào)記者 甘曉

當(dāng)前，我國正在經(jīng)歷跨越式發(fā)展，重化工業(yè)在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍然是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。

“減污降碳、提質(zhì)增效，這一八字方針將是未來一段時(shí)間我國工業(yè)領(lǐng)域綠色轉(zhuǎn)型的必然選擇。”近日，中國科學(xué)院過程工程研究所研究員曹宏斌在接受《中國科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示。

多年來，曹宏斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)致力于發(fā)展以高效分離為核心、統(tǒng)籌生產(chǎn)端與末端協(xié)同優(yōu)化的工業(yè)生產(chǎn)全過程減污降碳新方法，用多項(xiàng)重大科技成果為冶金、煤化工、新能源固廢處理等行業(yè)增加一點(diǎn)“綠”。他因此榮獲第三屆全國創(chuàng)新爭先獎。

下沉行業(yè)，面向國家需求

分離是工業(yè)生產(chǎn)中最常見的過程之一，目的是將混合物中的不同化學(xué)物質(zhì)分開，得到有價(jià)產(chǎn)品，并使有害物質(zhì)減排甚至零排放。有數(shù)據(jù)表明，分離過程的能耗占整個(gè)工業(yè)過程能耗的60%以上。

“污染物排放的主要原因在于分離不徹底，而深度分離則可以讓更多化學(xué)物質(zhì)變成有價(jià)產(chǎn)品，而不是廢物。”長期從事環(huán)境分離研究的曹宏斌說。

2006年，一個(gè)偶然的機(jī)會讓曹宏斌開始探索一種以分離為核心、統(tǒng)籌生產(chǎn)端與末端協(xié)同優(yōu)化的工業(yè)生產(chǎn)全過程減污降碳新方法。當(dāng)時(shí)，遼寧葫蘆島一家企業(yè)主動找上門來，希望他能幫助解決釩鉻分離與廢渣清潔處理的問題。

曹宏斌欣然接受了這個(gè)艱巨的任務(wù)，一干就是5年。最終，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功建立了以“伯胺萃取分離釩鉻-熱解絡(luò)合精餾蒸氨-廢水處理與分質(zhì)循環(huán)”為核心的釩鉻渣高效利用新工藝，解決了釩鉻分離、重金屬和氨深度分離等難題，實(shí)現(xiàn)了污染物近零排放，使總資源利用率提高30%以上。這項(xiàng)成果獲得2013年國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

其中，重金屬和氨深度分離技術(shù)在稀土行業(yè)的應(yīng)用還為解決氨氮污染問題發(fā)揮了重要支撐作用。

曹宏斌在位于新疆吐魯番的工程現(xiàn)場。受訪者供圖

面向國家需求，曹宏斌把他的絕活兒帶到煤化工行業(yè)。2016年，西南地區(qū)一家煤化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的惡臭異味被附近群眾投訴，企業(yè)因此停產(chǎn)。為解決這家公司遭遇的環(huán)境污染“滑鐵盧”，曹宏斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場，并接受了企業(yè)委托。

針對企業(yè)廢水生產(chǎn)端未能深度解毒、出水污染物濃度高、處理成本高等問題，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提出以“高效分離減毒-生物強(qiáng)化降毒-高級氧化深度凈化”為核心的全過程優(yōu)化控污技術(shù)路線，在順利解決問題的同時(shí)，使成本降低超15%。這一系列“神操作”，在停產(chǎn)3年的企業(yè)恢復(fù)生產(chǎn)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

基礎(chǔ)到應(yīng)用，跑通全鏈條

在幾十年的科研生涯中，盡管曹宏斌經(jīng)常奔走在解決企業(yè)實(shí)際問題的一線，但他始終沒有忘記科學(xué)家的角色。

“課題可以結(jié)束，但學(xué)術(shù)方向要堅(jiān)持。”這是曹宏斌經(jīng)常對課題組青年科研人員強(qiáng)調(diào)的。長期實(shí)踐中，他總結(jié)出一套方法論，支持他跑通從基礎(chǔ)到應(yīng)用的創(chuàng)新全鏈條。

比如，面對企業(yè)提出的釩鉻分離課題，曹宏斌先從文獻(xiàn)中得到啟發(fā)，形成解決現(xiàn)實(shí)問題的想法，歷經(jīng)小試、中試、示范等環(huán)節(jié)，在工程上將想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，順利完成這個(gè)課題。而他探索的腳步并沒有就此停止。

“建好工程后，我們繼續(xù)開展基礎(chǔ)研究，包括探討釩鉻分離的影響因素與強(qiáng)化方法。”曹宏斌告訴《中國科學(xué)報(bào)》，“我們最后從科學(xué)上弄清楚了，釩的離子形態(tài)會影響它的分配系數(shù)。這一認(rèn)識指導(dǎo)我們通過調(diào)控釩的離子形態(tài)實(shí)現(xiàn)對它的深度分離，幫助我們得到純度更高的釩。”

在曹宏斌看來，從應(yīng)用到基礎(chǔ)再回到應(yīng)用，這個(gè)過程不僅可以更高效地解決實(shí)際問題，還能更加深入地認(rèn)識科學(xué)問題，使工業(yè)生產(chǎn)全過程減污降碳這一學(xué)術(shù)方向上的認(rèn)知實(shí)現(xiàn)螺旋式上升。

正是憑借在這一學(xué)術(shù)方向上的深厚積累，曹宏斌得以在科學(xué)上進(jìn)行超前部署。2006年，他關(guān)注到隨著手機(jī)等電子產(chǎn)品的廣泛使用，廢鋰電池的回收再利用極有可能成為人類社會面臨的重大挑戰(zhàn)。于是，他指導(dǎo)一名博士生圍繞鋰電池處理進(jìn)行研究。

近20年來，基于前期基礎(chǔ)研究，他們面向?qū)嶋H問題，發(fā)明了以選擇性提鋰、雙極膜酸堿循環(huán)、萃取液深度分離回收萃取劑、熱解絡(luò)合精餾深度分離重金屬-氨等為核心的鋰電固廢低碳循環(huán)利用與二次污染控制成套技術(shù)，為我國鋰電固廢處置提供了先進(jìn)、適用的新方案。

團(tuán)隊(duì)開發(fā)的核心技術(shù)成功應(yīng)用于近80項(xiàng)產(chǎn)業(yè)化工程，鋰回收率由不足70%提高到90%以上，氨氮排放降低95%以上，國內(nèi)產(chǎn)能覆蓋度超過60%。

多年堅(jiān)守，論文寫在祖國大地

不在工程現(xiàn)場，就是在去現(xiàn)場的路上，這是熟悉曹宏斌的人對他的印象。多年來，他與企業(yè)技術(shù)人員一起堅(jiān)守在工業(yè)生產(chǎn)一線，確保工程試驗(yàn)不出差錯(cuò)。

對曹宏斌而言，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室完全不一樣，不僅生活和工作條件比較艱苦，還承擔(dān)著巨大壓力。“你得跟著生產(chǎn)的節(jié)奏來，工程中出了技術(shù)問題必須馬上解決，半夜出了問題就要半夜解決。”他說。

胸懷使命、肩有擔(dān)當(dāng)，曹宏斌憑著滿腔熱情和奉獻(xiàn)精神堅(jiān)持下來。當(dāng)年在遼寧葫蘆島攻克釩鉻分離難題時(shí)，他為了每周三給研究生講課，奔波在企業(yè)和課堂之間。

“周二晚上要么坐汽車、要么坐火車回北京，兩種方式都要五六個(gè)小時(shí)。幾年下來，我的頭發(fā)白了好多。”曹宏斌回憶說。

這些年，他在工程現(xiàn)場的時(shí)間超過7年。葫蘆島、鞍山、攀枝花、三門峽、天津、長沙、吐魯番……他的足跡遍及全國許多城市，真正做到了把論文寫在祖國的大地上。

“辛苦并快樂著。”曹宏斌對這句話深有體會。用科技創(chuàng)新解決實(shí)際問題并實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，同時(shí)獲得用戶單位的好評，給他帶來了極大成就感，讓他始終樂在其中。

來源：中國科學(xué)報(bào)