□ 劉 賀

李素芹

作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)，鋼鐵的重要性毋庸置疑。當(dāng)前，我國(guó)已成為可以引以為傲的名副其實(shí)的產(chǎn)鋼大國(guó)，因此，在鋼鐵戰(zhàn)線上也活躍著數(shù)以億計(jì)的追夢(mèng)人。而在這個(gè)相對(duì)艱苦的行業(yè)中，女性卻鳳毛麟角，北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院教授、生態(tài)系主任李素芹就是其中之一。她熱愛這個(gè)行業(yè)，并表示選擇這個(gè)方向自己從未后悔。

鋼鐵為骨 冶金先行

受當(dāng)時(shí)在首鋼工作的父親的影響，李素芹從小就對(duì)冶金行業(yè)有著濃厚的興趣。她以第一志愿報(bào)考了華北理工大學(xué)的冶金工程專業(yè)，畢業(yè)后順其自然被分配到了河鋼集團(tuán)工作。

報(bào)到后，她就以極大的熱情投入工作，獨(dú)立承擔(dān)科研技改課題多項(xiàng)，并出色地完成工作，受到領(lǐng)導(dǎo)的重視和廣泛好評(píng)，曾多次被評(píng)為工作標(biāo)兵，并獲市級(jí)優(yōu)秀女職工稱號(hào)，還曾一度被提拔到續(xù)建工程指揮部擔(dān)任技改項(xiàng)目副經(jīng)理。在續(xù)建工程指揮部工作期間，她多次學(xué)習(xí)考察，不僅開闊了視野，能力也得到了很大的提升，但與此同時(shí)，她也發(fā)現(xiàn)了自身理論知識(shí)的不足，認(rèn)識(shí)到有必要繼續(xù)深造。機(jī)緣巧合之下，她得到了北京科技大學(xué)考研的信息，于是毅然放棄了優(yōu)厚的工作和生活條件，積極備考。功夫不負(fù)有心人，幾年的準(zhǔn)備，數(shù)月的鏖戰(zhàn)，她如愿通過(guò)了北京科技大學(xué)研究生考試。

知識(shí)改變命運(yùn)。正是在攻讀博士學(xué)位期間選修的“物理在高新技術(shù)中的應(yīng)用”這門課，使其對(duì)超導(dǎo)高能物理技術(shù)有所了解，縱觀日本等發(fā)達(dá)國(guó)家超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展，激發(fā)了李素芹進(jìn)行超導(dǎo)技術(shù)在冶金資源環(huán)境方向的理論及應(yīng)用研究的極大興趣。由于其零電阻和完全磁性特性使得超導(dǎo)技術(shù)在資源環(huán)境領(lǐng)域顯出極大的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，可達(dá)到常規(guī)磁場(chǎng)不可及的處理效果，而且節(jié)能效果顯著。歷經(jīng)10余年的潛心研究，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在水處理和固廢有價(jià)物提取與資源化利用方面取得重大突破，獲得發(fā)明專利10余項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表論文數(shù)十篇，得到了廣泛關(guān)注。

超導(dǎo)強(qiáng)磁 變廢為寶

李素芹課題組研究發(fā)現(xiàn)，從冶金工業(yè)廢水處理到固廢有價(jià)物的提取與分離，超導(dǎo)技術(shù)在資源環(huán)境治理方面顯示出了極大的優(yōu)勢(shì)。10年來(lái)，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投入大量精力致力于該項(xiàng)技術(shù)研究，并取得了一系列的發(fā)明成果，填補(bǔ)了世界的空白。

最初，李素芹主要利用超導(dǎo)強(qiáng)磁性來(lái)處理冶金工業(yè)廢水，如轉(zhuǎn)爐除塵廢水。它是一種含有氧化鐵、氧化鈣、氧化硅等多種懸浮顆粒的濁循環(huán)水，懸浮物含量非常高，一般采用絮凝沉降法，需加絮凝劑，運(yùn)行成本較高。而用超導(dǎo)技術(shù)處理轉(zhuǎn)爐除塵水，設(shè)備簡(jiǎn)單，可在不改變?cè)幚砹鞒痰臈l件下應(yīng)用，在幾十秒內(nèi)即可將所含污染物顆粒捕集，SS去除率接近100%，投資小、能耗低、運(yùn)行成本低，同時(shí)還可以考慮回收其中的有價(jià)鐵元素，制備氧化鐵紅等高附加值產(chǎn)品，可謂一舉多得，綠色環(huán)保、效益顯著。

除此之外，她還發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)HGMS技術(shù)與高級(jí)氧化技術(shù)等耦合可實(shí)現(xiàn)酸性廢水的重金屬離子快速脫除。超導(dǎo)HGMS耦合技術(shù)處理電鍍廢水，動(dòng)態(tài)條件下，銅離子的去除率可達(dá)98.52%；處理有色冶煉酸性重金屬?gòu)U水，如鉻、砷及鉛等，對(duì)于含砷離子5536mg/L的酸性廢水，去除率可達(dá)99.56%。同樣，該技術(shù)綠色環(huán)保，脫除金屬離子的同時(shí)可考慮回收酸液及重金屬材料。

2017年，李素芹作為技術(shù)骨干參加了國(guó)家“十三五”重大水專項(xiàng)的研究團(tuán)隊(duì)，將超導(dǎo)與物化技術(shù)耦合可實(shí)現(xiàn)凈環(huán)水供水系統(tǒng)的降硬除濁和殺菌滅藻功能，預(yù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，硬度去除率可達(dá)60%以上，濁度可降至5mg/L以下，將為鋼鐵企業(yè)節(jié)約用水、節(jié)能降耗提供一個(gè)新的途徑。該技術(shù)無(wú)二次污染，綠色環(huán)保，該項(xiàng)目的成功將具有行業(yè)推廣示范作用。

李素芹還開發(fā)了超導(dǎo)固廢有價(jià)物提取及資源化利用技術(shù)，如轉(zhuǎn)爐、連鑄及軋鋼塵泥用于制備高品位氧化鐵紅，高硫煤和高硫尾礦的脫硫等。其所制備的氧化鐵紅可達(dá)A極品標(biāo)準(zhǔn)（氧化鐵含量大于93%），效益顯著；而固體粉劑脫硫（依據(jù)原料硫存在形態(tài)，脫硫率可達(dá)50%以上）從源頭降低了高硫煤直接燃燒導(dǎo)致的二氧化硫排放，不僅有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且降低了環(huán)境污染。

而在尾礦中高純二氧化硅提取方面，采用超導(dǎo)高梯度磁分離耦合技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)有價(jià)物質(zhì)硅及鐵的分離與提取，二氧化硫品位可達(dá)99.9%以上，回收率達(dá)60%以上；含鐵粉料品位可達(dá)65以上，可實(shí)現(xiàn)高附加值回用。

該專利技術(shù)可用于鐵尾礦、金尾礦、渣、塵泥等固廢的處理與資源化利用，處理效果好，經(jīng)濟(jì)效益顯著，同時(shí)又沒(méi)有二次污染產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)保效益的并舉，具有廣闊的應(yīng)用前景。

綠色發(fā)展 創(chuàng)新理念

自2003年北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院生態(tài)系成立以來(lái)，李素芹一直潛心致力于工業(yè)生態(tài)方向的教學(xué)與科研工作，多年的教學(xué)科研實(shí)踐讓她深深地體會(huì)到，清潔生產(chǎn)技術(shù)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念及工業(yè)生態(tài)學(xué)原理對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的科學(xué)發(fā)展、綠色可持續(xù)發(fā)展尤為重要。打破了原有舊念，變末端治理為源頭、過(guò)程及末端綜合治理，實(shí)施全生命周期集約化控制，通過(guò)高新技術(shù)替代、加環(huán)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，可科學(xué)合理地利用資源，將廢物消解在源頭和過(guò)程，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)減少末端排放，是一個(gè)事半功倍、一舉多得的新思路。這樣“廢物”就可被當(dāng)成放錯(cuò)了位置的二次資源加以利用，實(shí)現(xiàn)“既要金山銀山，又要綠水青山”的綠色發(fā)展。

為此，李素芹提出了鋼鐵工業(yè)用水全生命周期集約化控制思路與技術(shù)，并在行業(yè)會(huì)議及授課時(shí)宣講，同時(shí)作為第一起草人起草了《鋼鐵聯(lián)合企業(yè)水系統(tǒng)集成優(yōu)化實(shí)施指南》（GB/T 30887—2014）標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鋼鐵工業(yè)節(jié)水用水起到了積極的促進(jìn)作用；與寶鋼合作為湛江鋼鐵工業(yè)基地建設(shè)提出了可持續(xù)發(fā)展模式規(guī)劃建議，多項(xiàng)被采納，公司按生態(tài)工業(yè)園區(qū)的型式構(gòu)建，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈并與周邊企業(yè)及社會(huì)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，綠色生態(tài)，運(yùn)轉(zhuǎn)良好。

李素芹表示，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，用工業(yè)生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)教學(xué)與科研，受益匪淺。

除了超導(dǎo)HGMS綠色高新技術(shù)外，李素芹還自行研發(fā)了優(yōu)勢(shì)菌株對(duì)焦化廢水進(jìn)行生物強(qiáng)化，構(gòu)建生態(tài)島，處理效果良好，并形成了自己的專利技術(shù)。在沒(méi)有外加營(yíng)養(yǎng)源的情況下，自養(yǎng)反硝化即可將COD從1196mg/L降低到64.82mg/L，去除率為94.58%，氨氮可以從102.1mg/L降到1.43mg/L，去除率為98.60%。采用16SrNA、PCR擴(kuò)增及焦磷酸測(cè)序等分子生態(tài)學(xué)手段進(jìn)行研究，確定了優(yōu)勢(shì)種群及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。研究表明，系統(tǒng)中有作為生產(chǎn)者的藻類，作為消費(fèi)者的菌類和原生動(dòng)物以及作為分解者的分解細(xì)菌存在，已經(jīng)形成了較為完整的生態(tài)鏈，系統(tǒng)內(nèi)形成了一個(gè)功能基本完全的生態(tài)島，對(duì)污染物有良好的消納作用，具有較好的穩(wěn)定性。該技術(shù)可免除后步多級(jí)過(guò)濾及反滲透工藝環(huán)節(jié)，效果好，運(yùn)行成本低，在焦化廢水生化處理方面實(shí)現(xiàn)了重大突破。

現(xiàn)場(chǎng)考察

李素芹還成功利用固廢制備高性能環(huán)境功能材料，包括合成高效復(fù)合絮凝劑和分子篩等。其自行研發(fā)的系列新型高效復(fù)合絮凝劑PFASSB及PFZSSB等有很好地打破膠體穩(wěn)定性和吸附架橋的功能，可省去PAM的加入，特別適用于含納米級(jí)有機(jī)污染物顆粒廢水的處理，具有良好的降低污染物SS及COD深度脫除功能。該絮凝劑還適用于含納米級(jí)有機(jī)質(zhì)/無(wú)機(jī)顆粒廢水處理，如焦化、軋鋼、選礦廢水處理及反滲透的預(yù)處理等，成本低而效果更好，且無(wú)二次污染，有利于實(shí)現(xiàn)廢水低成本、無(wú)害化及資源化高效回用。另外，利用尾礦制備4A型分子篩，ZFM-5分子篩技術(shù)已在實(shí)驗(yàn)室獲得成功，過(guò)程中無(wú)廢水排放，生態(tài)環(huán)保，效益顯著。

新的理念、新的技術(shù)帶來(lái)新的創(chuàng)新、新的成果。李素芹表示，作為一名冶金行業(yè)的科技工作者，利用工業(yè)生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)工作，促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展是她的夢(mèng)想，“既要金山銀山，又要綠水青山”是她的初衷?！熬G水青山就是金山銀山”寫入黨章讓她激動(dòng)不已，她相信有這么好的政策做導(dǎo)向，國(guó)家一定會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大，綠水青山仿佛就在眼前。她愿意做一名鍥而不舍的追夢(mèng)人，為實(shí)現(xiàn)偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)，在綠色發(fā)展的道路上不懈追求，永遠(yuǎn)在路上，一路前行，勇往直前。