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助龙江石墨从“平民”到“贵族”

助龙江石墨从“平民”到“贵族”

访哈尔滨工业大学教授袁国辉

袁国辉接受采访。记者蒋国红 邵国良 摄

 

  黑龙江石墨资源储量全国居首。石墨从最初的“原字号”开采,到深加工成锂离子电池负极材料,再到石墨烯复合导电浆料,其售价从每吨几千元跃升至百万元以上,正成为龙江经济转型发展的新动力。

  哈尔滨工业大学教授、哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司首席专家袁国辉,是我省石墨产业由传统粗放生产方式到现代化精深加工转变的亲历者、见证者和推动者。从上世纪80年代第一次考察石墨矿至今,30年间他的足迹遍布龙江所有石墨矿区,怀着“不能让宝贵资源低价外流”的赤子之心,他致力于提高龙江石墨产业附加值,先后主持国家重点研发计划项目、国家科技支撑计划项目等多个石墨精深加工项目,与中国宝安集团合作成功研发了石墨烯复合导电浆料并产业化,实现了石墨从“平民”到“贵族”的华丽转身。

  缘起不甘 成于执着

  石墨是我省新材料产业中的“黄金级”成员,是现代工业极重要的战略性资源,其精深加工制品在国防、航天、电子、核电、环保、能源等诸多领域不可或缺。然而,在我省,有着“贵族血亲”的石墨却长期处于“原字号”开采、生产阶段,过着“平民”的生活。

  “我第一次接触石墨是在上世纪80年代,那时我在哈尔滨工业大学当助教,与老教师一起去山里考察石墨矿,研究如何利用石墨。”袁国辉回忆道,“我是研究电化学专业的,电化学研究中经常用到石墨,所以我们每到一处矿区,都会带回石墨矿石样品做研究。”

  “远远看去有一条银色的河流,走进一看其实是被废弃掉的石墨尾矿。”袁国辉告诉记者,这种景象曾经在我省石墨矿区非常普遍。“因为选矿水平不高,再加上工艺水平低,大量矿石在简单的初选后就被丢弃,宝贵的资源就这样糟蹋了,而且对环境造成了影响。”

  一想到黑龙江丰富的石墨资源,因为加工水平的限制而导致以极低的价格销售或出口,经发达国家深加工后卖到世界各地赚取巨额利润,袁国辉就觉得很痛心,他下定决心,要让龙江石墨发挥它真正的价值。30年来,黑龙江大大小小的石墨矿区,他跑过无数个来回,每个矿区的石墨储量、品质、发展情况等他都了如指掌。

  经过长年累月的科研攻关,袁国辉主持的国家科技支撑计划课题“新型负极材料制备技术及产业化研究”取得了多项技术突破,攻克了粒径低于12微米的鳞片石墨难以球形化的难题,实现了6~12微米鳞片石墨的球形化,球形化收率从传统工艺的40%提高到80%以上,大幅度降低了资源消耗,提高了经济效益。而且在突破新型球形石墨表面改性技术的基础上,研发了新型负极材料制备技术,使我省的鳞片石墨球形化技术、天然石墨负极材料制备技术达到国内外行业的先进水平。并在鸡西市贝特瑞石墨产业园有限公司建成年产1000吨的新型负极材料生产线,销往国内外主流锂离子电池生产企业。

  环境趋好 未来可期

  “30多年来,我们的科研环境有了很大改善。”日前,在哈工大化工与化学学院,袁国辉带记者参观了新型碳/石墨能源材料研究室,宽敞明亮的实验室内,摆放着各种仪器设备,研究人员正紧张有序地做着实验。“当年我开始研究石墨的时候它还是个‘冷门’研究方向呢,现在越来越多的人开始接触、了解这个领域了。起初,我和团队的科研人员解决了石墨负极材料中一系列重大关键问题之后,寻找企业对这些技术成果进行产业化,在这个过程中,我们可是碰了不少钉子。”袁国辉回忆道,“石墨选了矿,卖了就可以赚钱,如果要深加工,就得花钱上设备、聘科研人员,能不能成功还是个未知数。所以即使知道深加工能赚大钱,我省大多数石墨企业还是望而却步。”

  随着新能源汽车、手机等对石墨新材料的需求带动,石墨产业的附加值不断提高,如今我省石墨矿区有越来越多的企业不再直接卖“原字号”产品,而是自己加工成球形石墨再销售,这让袁国辉感到欣慰。而且越来越多的企业开始主动来找袁国辉,做技术顾问、首席专家。袁国辉说:“这是一个相互促进的过程,市场通过需求推动创新,我们研发人员掌握着最前沿的创新技术;而我们也只有通过和企业合作,才能实现成果的落地。”现在袁国辉研发的有关石墨密封材料、散热材料等项目,已经有企业主动与之接洽,希望进一步实现产业化。

  政策支持 行稳致远

  谈及在科研和成果落地过程中得到的政府扶持,袁国辉说:“这一点,从我主持、参与过的课题中就能看出来。”翻阅简历,迄今为止,袁国辉主持国家重点研发计划项目1项、国家科技支撑计划课题1项、国家自然科学基金项目2项,主持和参与省部级科研项目8项、横向产业化合作项目10余项。

  2011年在省科技厅的支持下,袁国辉和鸡西贝特瑞开展合作研发锂离子电池负极材料产业化技术,去年销售额超过2亿元。2015年,袁国辉与中国宝安集团合作,创建了哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司。习近平总书记视察黑龙江期间,袁国辉向总书记介绍了龙江石墨产业技术发展情况和石墨烯产品研发、生产、销售及未来的发展规划等。习近平总书记的鼓励,让袁国辉感到肩上的责任更大了。两年多来,他带领课题组更加努力工作,不仅在基础科学上取得了很大的成绩,而且产业化的路子也越走越宽。目前,万鑫石墨谷的石墨烯导电浆料已经大规模推向市场,并取得了多家动力锂离子电池生产企业的产品质量认证,仅此一项年销售额就达8000万元。

  在石墨深加工领域的深耕使袁国辉收获了很多荣誉,包括黑龙江省科学技术奖(自然类)一等奖1项、航天部科技进步奖2项、轻工业部新产品奖1项等。2016年,被评为“龙江创新力量十佳个人”;2018年6月,获得省首批“龙江科技英才”荣誉称号。

  “正值改革开放40年,黑龙江的石墨深加工已初具规模,并且仍有很大的发展空间。”袁国辉信心满满地说,“行稳才能致远。我们要踏踏实实,一步一个脚印地走,通过政府引导,以市场为导向,产学研深度合作,未来我们完全有可能打造具有世界影响力的石墨深加工产业技术中心。”(作者:孙铭阳 彭溢)