中原关键金属实验室 让关键金属更加“关键”

电化学冶金研究团队研究生在调试熔盐电解中试装备。受访者供图

　　时间：6月5日

　　地点：郑州大学中原关键金属实验室总部

　　实验室简介：

　　中原关键金属实验室于2022年3月22日正式揭牌运行，由郑州大学与三门峡市联合牵头组建，实验室总部设在郑州大学，在三门峡市设立中试基地。实验室主要围绕关键金属与材料领域的“急、难、卡、堵”问题进行科研攻关，瞄准我省有色金属资源伴生关键金属特点、有色产业关键金属应用技术开发与高质化利用等需求，着力营造河南省关键金属技术领域一体化科研平台环境，助推河南省乃至我国关键金属产业转型升级。

　　□本报记者 师喆

　　什么是关键金属？稀有、稀贵、稀散，又对国民经济、国防军工等具有重要作用的小众金属，就是关键金属。作为国家战略性矿产资源，关键金属关乎国家安全和战略性新兴产业发展。

　　当前，世界各主要经济体对关键金属矿产的战略争夺愈发激烈。在严峻复杂的国际政治经济环境下，加快关键金属基础研究、提升关键金属核心竞争力意义重大。

　　如何让这些关键金属发挥出更多关键作用？中原关键金属实验室正以实际举措对这个命题作答。

　　关键金属有何“关键”之处

　　一台智能手机中含有多少关键金属？

　　6月5日，中原关键金属实验室副主任赵红亮拿着手机向记者介绍：锂离子电池必不可少，振动功能靠钨实现，喇叭中有用稀土制作的永磁体……

　　关键金属之所以“关键”，在于它是光伏新能源、高端集成电路、电池储存等战略高技术产业领域的关键原料。上至航天国防、信息通信，下到一辆新能源汽车、一台智能手机，关键金属对国家经济社会发展和人们日常工作生活都产生了举足轻重的影响。

　　“与铁、铜、铝等大宗金属相比，关键金属提炼难度很大，要克服超常富集、深度分离、超纯制备等数道难关，才能实现功能化应用。”在赵红亮看来，河南具备有色金属资源优势和较强的产业基础，加强关键金属基础与应用技术研究，优化我省产业结构，中原关键金属实验室的成立正当其时。

　　据介绍，实验室采用核心科研层与技术辐射转化层“双层架构”交叉融合布局，吸纳了有研科技集团、中原黄金冶炼厂等20多家参与建设和技术支持单位，探索研究关键金属材料技术领域面临的重大关键科学与技术问题，围绕区域高质量发展、产业转型升级的技术需求，着力建设国家级关键金属创新高地。

　　引才聚智产出“关键”成果

　　郑州大学ITO靶材中试平台内，几名博士生正在喷雾干燥机前操作。淡黄色的氧化铟浆料注入机器，不一会儿就变成了细密的粉末状。

　　“这是高纯度纳米氧化铟粉体，一种重要的透明导电材料。”一旁指导学生操作的郑州大学材料学院副教授陈杰介绍，ITO靶材能在保持高透明度的同时，提供良好的电导性，这使得ITO成为制备透明导电薄膜的理想选择，在显示技术、触摸屏技术、光伏产业和其他创新应用领域都有广泛的应用。

　　实验室围绕关键金属领域国家战略需求及发展目标进行课题凝练，确定了复杂资源绿色低碳超常富集、冶金与深度分离纯化、金属（合金）及氧化物靶材料、关键金属新材料、关键金属循环再生利用、资源与新材料战略6大研究方向。

　　成立两年多来，实验室积极对接冶金材料领域院士专家，做好各类引才育才工作。目前，已形成关键金属领域130余人的高素质科技力量，为实验室快速发展提供了有力的人才支撑。

　　助力产业实现“关键”突破

　　河南是关键金属资源与材料产业大省，多种矿产资源储量居全国前十。但与此同时，我省在高端原料技术方面还处于劣势，存在产业链条不完整、高端原料大多依赖进口等问题。

　　如何把我省资源优势转化为高技术产业发展优势，促进全省关键金属材料产业向高附加值精深加工转变？实验室已在成果转化上迈出实质步伐。

　　“过去，钼冶金多采用氨浸法，伴随产生重金属危废渣、氨氮废水排放等一系列环保问题。我们研发出一种全新的钼冶炼工艺，新工艺全流程不使用氨水，能够从根本上解决氨氮难题。同时，流程缩短30%，直收率和产品纯度得到大幅提高，可以直接生产出99.995%的高纯钼粉。”赵红亮介绍，“无氨氮钼冶金”项目已在三门峡建成了年产300吨的高纯钼中试示范线，目前正谋划进行产业化落地，预计产值可达40亿元。

　　建成超高纯镓、铟、硒材料中试生产线项目，推动解决新一代半导体材料的“卡脖子”难题；开展钼粉高质化与高效化制备关键技术与装备开发中试项目，助推我省钼产业补链、强链；攻克高效精密超硬刀具制造与应用的关键难题，为企业实际生产难题纾困……围绕我省金属矿产资源高效利用和选冶新技术开发，中原关键金属实验室正发挥引领作用，为产业带来全面创新。