文/劉　濤

產(chǎn)業(yè)報(bào)國(guó)正當(dāng)時(shí) 中國(guó)制造憑實(shí)力
——記鋯鉿分離新方法發(fā)明人、上海哈峰新材料科技有限公司董事長(zhǎng)朱興峰

文/劉濤

核能工業(yè)是軍民結(jié)合型工業(yè)，不但在國(guó)防上具有重要的地位和作用，同時(shí)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位也舉足輕重。核能工業(yè)涉及到多種稀有材料的研究、生產(chǎn)、加工等領(lǐng)域，幾乎都需要頂尖的科技成果和科技創(chuàng)新作為支撐。

在上海，就有這么一支創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，他們專門用來(lái)研究鋯和鉿的分離技術(shù)，并已于2013年取得了此項(xiàng)技術(shù)的國(guó)際專利。這個(gè)團(tuán)隊(duì)就是上海哈峰新材料科技有限公司，團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)頭人名叫朱興峰。

鋯鉿分離新方法發(fā)明人、上海哈峰新材料科技有限公司董事長(zhǎng)朱興峰在活動(dòng)上講話。

革命性意義的鋯鉿分離法

2015年9月23日，上海嘉定喜來(lái)登酒店，激動(dòng)人心的鋯鉿分離技術(shù)產(chǎn)業(yè)化新聞發(fā)布會(huì)就在這里舉行。當(dāng)上海哈峰新材料科技有限公司董事長(zhǎng)朱興峰走上講臺(tái)的時(shí)候，全場(chǎng)一片沸騰?！拔磥?lái)三年，上海哈峰新材料科技有限公司將把握‘一帶一路’、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、上海自貿(mào)區(qū)建設(shè)等國(guó)家戰(zhàn)略帶來(lái)的新機(jī)遇，在江蘇啟東投資100億元，興建一個(gè)占地3400畝、年產(chǎn)規(guī)模達(dá)200000噸鋯、3000噸鉿的鋯、鉿生產(chǎn)基地?！敝炫d峰的這番話再次點(diǎn)燃了全場(chǎng)的熱情。

經(jīng)過(guò)四年的艱苦攻關(guān)和大量實(shí)驗(yàn)，他帶領(lǐng)的哈峰科研團(tuán)隊(duì)終于成功發(fā)明了氧化鋯/氧化鉿混合物火法分離法并申報(bào)國(guó)家專利。該方法有效地提高了鋯、鉿新材料規(guī)?；a(chǎn)能力，降低了生產(chǎn)成本，增產(chǎn)增效的同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保和清潔生產(chǎn)，不僅縮短了與國(guó)際核建技術(shù)的差距，更為我國(guó)核電建設(shè)引擎制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具有革命性意義。

鋯、鉿分離方法新技術(shù)發(fā)明成功的消息也引起了業(yè)界極大的興趣，國(guó)外也對(duì)此項(xiàng)目的發(fā)展表現(xiàn)出極大熱情。產(chǎn)業(yè)報(bào)國(guó)正當(dāng)時(shí)，朱興峰拒絕了世界上幾個(gè)國(guó)家巨資購(gòu)買他的專利技術(shù)的請(qǐng)求。他認(rèn)為，自己的技術(shù)應(yīng)為中國(guó)的核工業(yè)、中國(guó)的制造業(yè)助力，為民族富強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。

不可或缺的科技創(chuàng)新

在自然界中，鉿常與鋯共生，二者均是重要的戰(zhàn)略材料。在核能工業(yè)中，鋯因其中子吸收截面小，在高溫、高壓以及水中有優(yōu)良的耐蝕性，在核反應(yīng)堆內(nèi)又有良好的抗輻照性能，因而經(jīng)常被用做核反應(yīng)堆的燃料包殼材料和堆芯結(jié)構(gòu)材料。鉿具有可塑性、易加工、耐高溫、抗腐蝕的特性，鉿的熱中子捕獲截面大，是較理想的中子吸收體，可用做原子反應(yīng)堆的控制棒和保護(hù)裝置。

除了核能工業(yè)的需要外，二者還有其他方面的用途。鉿粉可做火箭的推進(jìn)器，鉿的合金可做火箭噴嘴和滑翔式重返大氣層的飛行器的前沿保護(hù)層。鉿合金可制造工具鋼及電阻材料，在電器工業(yè)上可制造X射線管的陰極。在耐熱合金中，鉿可以用做添加元素。

一般工業(yè)用鋯，無(wú)需分離鋯、鉿，鋯中鉿質(zhì)量百分?jǐn)?shù)一般為1%-2%。而作為核工業(yè)所用核級(jí)鋯，必須進(jìn)行鋯、鉿分離，產(chǎn)出核級(jí)鋯和核級(jí)鉿。鋯、鉿分離技術(shù)卻是一大技術(shù)難題。

“我國(guó)的鋯、鉿分離技術(shù)，始于20世紀(jì)60年代?！敝炫d峰介紹說(shuō)，“為滿足國(guó)家原子能海綿鋯的需求，曾形成生產(chǎn)能力，其后由于軍工對(duì)鋯、鉿需求減少，現(xiàn)在我國(guó)核電用的鋯管及鋯合金材料受限于分離技術(shù)，產(chǎn)品種類開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外相比還有差距，這一礦物材料的應(yīng)用，至今仍依賴于進(jìn)口。”因此，鋯、鉿分離技術(shù)科學(xué)研究是國(guó)家核工業(yè)發(fā)展必不可缺的科技攻關(guān)和科技創(chuàng)新。

據(jù)了解，目前世界上核級(jí)鋯、鉿分離與制取法大致為火法分離法和濕法分離法，其中美國(guó)的MLBK—HCNS法，是目前占全球2/3海綿鋯生產(chǎn)所采用的方法。另外，世界上核級(jí)鋯、鉿市場(chǎng)份額被幾個(gè)國(guó)家所占，法、美、俄等是世界上主要的生產(chǎn)大國(guó)，如法國(guó)的塞佐司公司的核能海綿鋯的產(chǎn)量約為2000噸/年，德國(guó)等歐洲國(guó)家也形成了相應(yīng)的鋯加工產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。

助力鋯鉿核能材料國(guó)產(chǎn)化

打破歐美的技術(shù)壟斷迫在眉睫。作為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的從事鋯、鉿分離技術(shù)的研究團(tuán)隊(duì)，朱興峰面對(duì)的壓力可想而知。

不過(guò)，他們最終頂住了壓力，實(shí)現(xiàn)了突破。

從2011年始，研究團(tuán)隊(duì)在鋯、鉿分離技術(shù)上孜孜以求，刻苦攻關(guān)，終于發(fā)明出“氧化鋯/氧化鉿混合物的火法分離方法”，并于2013年12月申報(bào)專利。2015年10月28日，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予朱興峰發(fā)明專利證書（證書號(hào)：第1830391號(hào)）。

朱興峰的分離方法是將氧化鋯/氧化鉿混合物、炭和純溴在650℃下反應(yīng)一小時(shí)，得到鋯、鉿的溴化物，將鋯、鉿溴化物加入到熔鹽混合物中進(jìn)行精餾分離，精餾塔塔底在357℃保持兩小時(shí)，得到非目標(biāo)物。在357℃保持5小時(shí)后，收集到目標(biāo)物高四溴化鋯。釜內(nèi)殘留物保存起來(lái)，在相同的設(shè)備中進(jìn)行精餾分離，加溫到400℃，保持5個(gè)小時(shí)以上，獲得四溴化鉿。然后通過(guò)鎂分別置換所述的四溴化鋯、四溴化鉿得到純鋯和純鉿。

與傳統(tǒng)的分離方法相比，該方法分離效果好，設(shè)備投資經(jīng)濟(jì)，易于產(chǎn)業(yè)化?！按送?，由于鋯、鉿分離新技術(shù)分離鋯、鉿的原材料能夠在整個(gè)工藝中根據(jù)需要循環(huán)使用或生成副產(chǎn)品，不僅提高了原材料使用率，同時(shí)也使環(huán)境效益得到提升?！敝炫d峰表示。

毫無(wú)疑問(wèn)，此發(fā)明技術(shù)不但填補(bǔ)了國(guó)際空白，還為鋯鉿核能材料的國(guó)產(chǎn)化作出了極大貢獻(xiàn)。

另外，由于鉿合金是目前世界上航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片最優(yōu)秀的不可替代的耐高溫耐磨材料，鋯鉿分離技術(shù)產(chǎn)業(yè)化還將使全世界的鉿的產(chǎn)能提高到3000噸/年，而目前的產(chǎn)能尚在300噸/年以下。這就意味著，該技術(shù)對(duì)世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)是一個(gè)顛覆：利用鉿可以制造出世界上最先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。

一個(gè)化工謎的蛻變與升華

朱興峰是個(gè)化工迷。生于上個(gè)世紀(jì)60年代的他，高考化學(xué)取得了92分的好成績(jī)，卻未能如愿進(jìn)入理想的化工大學(xué)。

1981年，朱興峰畢業(yè)于江蘇省洛社師范學(xué)校數(shù)化專業(yè)，后繼續(xù)在無(wú)錫教育學(xué)院（現(xiàn)合并于江南大學(xué)）學(xué)習(xí)，并于畢業(yè)后從事教育工作。然而，由于割舍不掉對(duì)化工的熱愛(ài)，他依然再次選擇從事化工工作。

從1991年至2011年，朱興峰先后在無(wú)錫興中化工實(shí)業(yè)公司、浙江海寧市通元化工廠、上海瀚威化學(xué)發(fā)展有限公司等任職，一直從事市場(chǎng)研發(fā)和化工新技術(shù)的研發(fā)。大半生走來(lái)，勤奮的朱興峰，認(rèn)真鉆研技術(shù)，先后研發(fā)出200多個(gè)品種的化工產(chǎn)品，涉及醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料及新材料等多個(gè)領(lǐng)域。

2011年，朱興峰與鋯、鉿分離技術(shù)結(jié)緣，2013年取得專利，2015年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?！把趸?氧化鉿混合物的火法分離方法”專利申請(qǐng)技術(shù)及相關(guān)專有技術(shù)所有權(quán)無(wú)形資產(chǎn)的在評(píng)估基準(zhǔn)日的評(píng)估值為93.9822億元。

4年的時(shí)間，朱興峰完成了化蛹成蝶的蛻變，也為我國(guó)核能工業(yè)的發(fā)展增添了濃重的一筆。未來(lái)，上海哈峰新材料科技有限公司將在他的帶領(lǐng)下，向世界展示中國(guó)制造業(yè)更加強(qiáng)大的實(shí)力。