扎根矿山的院士:致力于筛选“洁净煤”,还祖国碧水蓝天

?他因为院士的一封信,从此与炭结下了不解之缘;他以矿为家,不分昼夜开展科学研究,瞄准行业共性技术难题,敢闯“科研无人区”,在国内外实现了多个首创;他带领科研团队踔厉奋发、艰苦奋斗,为了煤矿人的共同梦想,他们一群人在“洁净煤”的路上努力奔跑着……他,就是中国工程院院士、全国矿物加工专家、中国矿业大学教授赵跃民。

扎根矿山的院士:致力于筛选“洁净煤”,还祖国碧水蓝天

赵跃民院士

一封信让他与煤结缘,担起干法选煤重任

“我的梦想是,要把干法选煤在工业生产上搞成功,还祖国碧水蓝天。”这是1998年中国工程院院士、我国“干法选煤之父”陈清如交给赵跃民的重任。

1982年,本科学习机械专业的赵跃民考入中国矿业学院北京研究生部,他惊喜地收到了著名选矿专家陈清如教授的一封信。陈清如向他介绍了选煤发展的方向,希望他能够读自己的研究生。当时对选煤尚不了解的赵跃民并没多想就同意了,从此与选煤结下不解之缘。

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赵跃民和学生在一起

作为陈清如的第一位硕士生,也是第一位博士生,赵跃民跟随导师以矿为家,进行技术攻坚,也担起了干法选煤的重任。

“干法选煤是一个复杂的系统工程,需要几代人的努力。”湿法选煤技术在煤炭分选领域已经很成熟了,为什么还要另辟蹊径搞干法选煤?赵跃民介绍,选择矿物加工领域,是因为要清洁高效利用煤炭,就需要对开采出来的原煤进行分选加工,剔除煤中灰、硫等杂质,进而得到高质量的精煤。“我国水资源分布不均衡,西部地区水资源匮乏,再加上我国三分之二以上煤炭资源分布在西部干旱缺水地区,如果继续用水作为介质采用湿法分选,会极大消耗水资源,破坏当地生态环境。同时我国的煤炭资源中很大一部分是褐煤、长焰煤等低阶煤,变质程度低,遇水易泥化,大大限制了湿法分选技术的应用。”

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赵跃民在科研现场开展研究

为此,赵跃民带领团队自主创新,突破了国内外传统湿法选煤模式,研制了新一代干法重介质流化床与大型复合式干法分选机,开发了模块式高效干法选煤工艺系统,为我国干旱缺水地区、高寒地区及易泥化煤炭高效洁净分选提供了有效途径。中国煤炭工业协会在鉴定意见中写道:“该技术居国际领先,是世界选煤技术的重大突破。”

“煤炭高效干法分选关键技术及应用”这一创新成果获得了2018年国家科技进步奖二等奖。国际选煤权威期刊主编评价说:“中国是干法选煤的领先者。”

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赵跃民指导学生进行振动筛相关研究

敢闯无人区,创造性实现煤炭深度筛分

20世纪末,随着我国工业生产、社会经济发展对能源的需求越来越大,选煤领域新的问题也接踵而来。行业的痛点,正是科研的切入点。

“国家大力治理煤炭燃烧产生的污染,对煤炭的筛分和分选提出了更高的要求,必须尽快攻破这些‘卡脖子’问题。”赵跃民说,上世纪90年代,国产筛分机能够筛分颗粒的最小直径为25毫米,少数情况下可以筛分直径为13毫米的颗粒,再小就容易堵塞机器,而直径小于25毫米的细粒煤在我国原煤中占比超60%。受限于筛分机性能,这部分煤长期难以得到有效利用。

瞄准这一难题,赵跃民开始进行筛分理论研究和技术创新,成功研制出世界上第一台大型超静定振动筛,开发了高性能大型振动筛分技术,一举改变了国内大型振动筛完全依靠进口的局面,在全国十余个大型煤炭基地得到广泛运用,获2014年国家技术发明二等奖。

近年来,赵跃民的研究领域从煤炭拓展到属矿与非金属矿,在国际上首次建立了筛体—粒群耦合作用筛分理论,研制了难筛分矿物高效筛分装备,攻克了难筛分矿物高效筛分这一世界性难题,相关研究成果在矿山、冶金、电力、化工、环保等行业得到推广应用,获得2020年教育部科技进步奖特等奖,入选2021年度中国高等学校十大科技进展。

“矿物加工学科上的‘无人区’太多了,敢闯才能有突破。”赵跃民说。

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赵跃民在给本科生上《矿物加工概论》课

喜欢被称为“赵老师”,带领一群人接力奔跑

除了在学术科研领域作出突出贡献,赵跃民同样深耕于立德树人。与各种称谓相比,他更喜欢被称为“赵老师”。

“作为一名科研团队领头人,更欣喜的是看到团队成员传承创新精神,具有国际化视野,以服务国家战略为目标开展研究。”赵跃民团队是选煤领域第一个国家自然科学基金创新研究群体,获得中国煤炭工业科学技术奖“创新团队奖”。

赵跃民的一言一行,深深地影响着他的团队成员。“赵老师经常工作到凌晨,我们也不能松劲儿。”团队成员说。中国矿业大学教授段晨龙,常年深入生产一线,吃住在现场,攻克干法分选、筛分与二次资源利用技术难题;该校教授董良,聚焦智能精准分选、煤基碳材料构筑;该校教授张博承担国家重点研发计划青年科学家项目,致力于解决低品质煤脱灰脱水难题;该校“90后”副教授江海深,扎根内蒙古、新疆选煤厂一线,钻研直径3毫米以下矿物的深度筛分……

如今,年逾六旬的赵跃民依然坚守在教学和科研一线,和他的团队在“洁净煤”的路上努力奔跑着。


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