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朱兴峰:估值百亿的锆铪火法分离技术发明人

发布时间:2017-11-14 15:24:59 来源:中国网生活 责任编辑:石英豪

2015年 “氧化锆/氧化铪混合物的火法分离方法”获得国家知识产权局颁发的《发明专利证书》。与此同时,这一方法又向世界申请了专利,对加拿大、美国、日本、韩国、澳大利亚、印度、越南、俄罗斯、欧盟等进行了保护。因为这项技术不仅被评估为高达价值93.9822亿人民帀,而且关系着一个国家的命脉,成为衡量一个国家综合实力和现代化程度的主要标志。

而这一发明的领军人物便是中国发明家、上海哈峰新材料科技有限公司董事长朱兴峰。

锆铪分离 世界性难题

过去都讲锆、铪是一家,不分离,目前只有少数几个国家有氧化锆/氧化铪混合物分离这方面的技术,但是成本高、污染大,并对我国实行技术封锁。因为它关系到一个国家的高端制造及军工等,所以对任何一个国家来说都是一个技术难题,是一个世界性的技术难题。

在天然矿物质中,锆与铪相伴而生。锆中的铪含量一般为1%-2%,一般工业用锆,无需从锆中把铪分离出去。朱兴峰介绍说,但它如果分离开来的话,它的用途就非常广泛。如果做成“三个九”的话,它就是我们现在核反应堆上燃料棒的包层材料,它可以屏蔽核反应堆上的放射物质,作为核工业所用核级锆,必须进行锆、铪分离,产出核级锆和核级铪。

当前在世界上核级锆、铪分离与制取法大致为火法分离法和湿法分离法。

“美国的MLBK—HCNS法,是目前占全球2/3海绵锆生产所采用的方法。法国的技术即CEZUS采用的技术路线,是利用HFCL4与ZRCL4在熔融盐铝氯酸钾中饱和蒸气压的差异,于精馏塔中进行分离,用此方法最终得到HFCL4的30%-50%富集物和原子能级的ZRCL4。此法最大的特点是消耗化工试剂少、‘三废’污染少,分离流程短,可直接与金属原工序衔接。其缺点是设备及运送系统却在350℃-500℃下操作,对设备材料要求高,净化除杂差,投资大,只适合大型冶炼厂采用。”朱兴峰说,我国所需的核工业应用材料,如核级海绵锆,由于锆、铪分离技术的制约等因素,使锆、铪等材料及制品主要依赖进口。

火法分离 世界领先

锆、铪分离技术,在当今世界新材料科技竞争中扮演着越来越重要的角色,然而冰冻三尺非一日之寒。在科技竞争如此激烈的今天,要想实现弯道超车,所需要的不仅是胆量和魄力,更是综合实力。

“当前我国核军工、核电产业,在新的历史时期再次提出了做大做强、创国际一流的口号,坚持自主创新、有力保护国防建设、推动核能和平利用成为我国核工业的战略目标和决心。锆、铪分离形成生产规模及实现锆、铪产业化,不仅能结束长期依赖进口,更为发展核军工、核电工业提供了保证。”朱兴峰说,从某种意义上讲,锆、铪分离技术科学研究是一项助力国家核工业发展必不可缺的科技攻关和科技创新。

在万众期待中,上海哈峰新材料科研有限公司科研人员,在朱兴峰的带领下,历经刻苦攻关,终于攻克了这一科技堡垒。自2011年始,在锆、铪分离技术上孜孜以求,刻苦攻关,终于发明出“氧化锆/氧化铪混合物的火法分离方法”。

朱兴峰及其团队研发的锆、铪分离技术与国际技术相比更具有优势,这项技术有效地提高了锆、铪新材料规模化生产能力,既降低了生产成本,又实现了绿色环保,同时可以尽快实现规模化生产来降本增效。更为重要的是,“氧化锆/氧化铪混合物的火法分离方法”,填补了世界空白,将从此改变我国在军用与民用工业中高纯度锆、铪材料至今仍受制于人、依赖于进口的局面。

2015年10月28日,国家知识产权局授予朱兴峰发明专利证书(证书号:第1830391号),此项发明被北京连城资产评估有限公司评估价值为93.9822亿元。

2017年1月18日1点18分,上海哈峰新材料科技有限公司的锆铪分离技术产业化项目正式签约成功,落户浙江嘉兴港区。“我们想用自己的创新技术,即氧化锆/氧化哈火法分离方法专利技术,打造锆铪新材料产业基地,助力中国高端制造升级。”朱兴峰介绍,该项目计划融资100亿元,设计年产20万吨锆,3000吨铪,2万吨无铪纳米级氧化锆,项目分三期完成。目前,基地的建设正在有序推进,朱兴峰也对此寄予了厚望。从开始研发锆铪分离技术开始,他就期待着这一天。而随着国家对于科技强国战略部署的不断升级,朱兴峰及其发明的技术,将在航空发动机、潜艇液压涡轮制造等国家战略级科技发展进程中起到越来越重要的作用。

引领高端制造升级

2016年5月30日,在全国科技创新大会上指出,实现“两个一百年”奋斗目标,实现中华民族伟大复兴的中国梦,必须坚持走中国特色自主创新道路,面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求,加快各领域科技创新,掌握全球科技竞争先机。这是我们提出建设世界科技强国的出发点。我国科技队伍规模是世界上最大的,这是产生世界级科技大师、领军人才、尖子人才的重要基础。科技人才培育和成长有其规律,要大兴识才爱才敬才用才之风,为科技人才发展提供良好环境,在创新实践中发现人才、在创新活动中培育人才、在创新事业中凝聚人才,聚天下英才而用之,让更多千里马竞相奔腾。

这是站在中国社会主义建设新时期提出的科技强国总纲领,为中国科技建设提出了新要求,明确了新方向。沧海横流方显英雄本色,进入二十一世纪,中国的科技人才英雄辈出,创新成果举世瞩目,而其中一项非常耀眼夺目的成就,便是上海哈峰新材料科技有限公司董事长朱兴峰发明的“氧化锆/氧化铪混合物的火法分离方法”。这项技术,不仅刷新了世界锆铪分离技术的研究水平,更为我国科技强国建设之路注入了极大的新能量。

当今世界,一个国家高端制造业的水平决定着该国军用工业、民用工业的总体水平,而高端的新材料又直接决定着高端制造业的水平。高纯度的锆和铪就是高端新材料的杰出代表。

锆和铪,在一般人眼里就是两种特殊的金属材料,并不具备特殊的意义。但事实上,锆具有独特的核性能,其中子吸收截面小,在高温、高压以及水中有优良的耐蚀性,在核反应堆内又有良好的抗辐照性能,因而经常被用做核反应堆的燃料包壳材料和堆芯结构材料。

而铪具有可塑性、易加工、耐高温、抗腐蚀的特性,铪的热中子捕获截面大,是较理想的中子吸收体,可用做原子反应堆的控制棒和保护装置。

锆、铪耐高温、耐辐蚀及具有独特的核性能,使得他们不仅在核军工、核电等工业中可以分别用于反应堆包壳和结构材料、反应堆控制材料,而且在机械制造、化工石油、冶金、制药、电子等领域也应用广泛。核工业应用所需的核级锆、铪材料更是属于稀有的金属材料。

朱兴峰介绍说,锆、铪在自然界中共生于一体,附存于海滨砂矿床中,重要的工业矿物有锆英石及斜锆矿。它们多与钛铁矿、金红石、磷钇矿、锡石矿物共生,呈综合性砂矿床产出,我国的锆储量约0.38万吨,居世界第6位。

朱兴峰告诉记者,我国的锆、铪分离技术,始于20世纪60年代。为满足国家原子能海绵锆的需求,曾形成生产能力,其后由于军工对锆、铪需求减少,现在我国核电用的锆管及锆合金材料受限于分离技术,产品种类开发方面与国外相比还有差距,这一矿物材料的应用,至今仍依赖于进口。

朱兴峰兴奋地说:“现在,‘氧化锆/氧化铪混合物的火法分离方法’,就填补了国内空白,将从此改变这一矿物材料的应用至今仍依赖于进口的局面”。

锆与铪的分离技术的成功,并实现产业化,能够提供核反应堆建设无可替代的重要材料。在核军工领域,随着我国航母等军事舰艇、军事装备的升级换代及军工的发展,核级锆、铪的总需求量更是快速增长。据了解,一艘3万马力的核潜艇所用的锆合金就达20-30吨,只有实现高纯度锆、铪产品的国产化、产业化,才能加快我国高端军用工业和民用工业的产业升级和持续健康的发展。

另外铪这个材料,它是一个耐高温的软金属,它在航空机发动机上面,作为涡轮叶片的添加重要元素,它可以让航空发动机涡轮叶片的工作温度可以提高很多,它可以与同类的钛合金这类材料,可以升为一个高端制造的产品。另外无铪纳米氧化锆在特种刀具行业、陶瓷工业、光纤连接器、特种机械零配件等制造领域的应用广泛。

“高纯度的锆、铪有着‘加到哪里哪里高端’的广阔市场前景。如果我们要建设我们的强国,我们的大飞机制造,必须要从我们的涡轮叶片的材料开始。所以我们项目的研制,我们申请了国家专利。这是对我们中国高端制造业,对我们的2025、‘一带一路’建设起着非常重要的作用”。朱兴峰自豪地说。

产业化推进方兴未艾

国际领先的高新技术研发出来了,接下来面临的首要问题,便是实现技术成果的产业化应用。

在当前国内科技界,像朱兴峰这样依靠个人以及企业团队的力量,在军工领域和民用工业领域研究出如此具有创新性的国际领先技术,是一件不可思议的事情。对此,朱兴峰是平静的,他在积极争取多方关注的同时,也为技术的产业化应用多方奔走。

2015年9月23日,中国锆、铪分离技术产业发展新闻发布会在上海举行。在发布会上,上海哈峰新材料科技有限公司董事长朱兴峰满怀信心地宣布:未来三年,上海哈峰新材料科技有限公司将把握“一带一路”、长江经济带、上海自贸区建设等国家战略带来的新机遇。

朱兴峰说,我们把一个双胞胎的产品,经过我们的化学制造,然后变成一个差异相对比。法国和美国技术更加先进,就是他们的产业化产能已到了一个发展的瓶颈,这些国家锆的产能不会超过两万吨,铪的产能不会超过三百吨。而我们这个技术可以达到无限极。目前准备建成一个世界级规模的锆是二十万吨,铪是三千吨,希望能够用这些新材料,来实现我们后续高端制造的材料供应。

目前,基地的建设正在有序推进,朱兴峰也对此寄予了厚望。从开始研发锆、铪分离技术开始,他就期待着这一天。而随着国家对于科技强国战略部署的不断升级,朱兴峰及其发明的技术,将在航空发动机、潜艇液压涡轮制造等国家战略级科技发展进程中起到越来越重要的作用。

对此,朱兴峰认为,从“两弹一星”开始,中国的科技界前辈和学者便将中国传统的家国天下思想贯穿到工作中,从而使得新中国的科技建设不断取得飞跃。如今,中国新生代科学家有幸躬逢盛事,我们拥有着比先辈们更加优越的物质条件,有着国家高层领导的高度重视,凝聚着全民族最为关注的目光,就必然要在世界科技强国竞赛中交出满意的答卷。

朱兴峰说:“基础科技的研发和创新,是一切科技创新的基础,是决定未来科技世界竞赛排名的奠基石。因此,我们要不断鼓励科研人员沉下心来,潜心投入基础科技的研究中去,允许他们犯错,允许他们失败,鼓励他们创新,鼓舞他们奋进,从而凝心聚力,上下一心!”

产业报国 忠诚不逾

1962年7月22日,朱兴峰出生在江苏省无锡市新吴区一个农民家庭,在家排行第三,上有一哥一姐,下有一弟。他在大学里学的是数学和化学专业,因而命运注定他大半生奋斗在化工研究领域。2011年5月,他参加了在包头市召开的国际锆业大会,他了解到锆与铪分离技术还是一个世界性难题。于是,他从此把研究重心转到锆与铪分离技术课题上,并扎实地研究起来。

2013年12月12日,对于他来说是一个新突破,经过多年研究,他终于可以以自己的名义申报了一项在航空发动机领域具有创新性革命意义的新技术专利——“氧化锆/氧化铪混合物的火法分离方法”,并于2015年10月28日获得国家发明专利证书。

朱兴峰的专利技术甫一问世,便受到了国内和世界科学界的高度重视。对于国内的科技界来说,这实在是一个巨大的惊喜!行业专家们纷纷表示这项发明专利是一项“实现民族科技崛起的技术”,是“新材料的创新与超越”,是“让中国成为航空发动机制造强国的重要元素”。

尽管这项技术如今评估价值近百亿,可朱兴峰本人却并不富裕。这一研究,不但付出了两年的全部心血,甚至在研究最紧要的关头,为了保障资金投入,他毅然卖掉了名下的房产,为实现心中的强国梦,不惜倾家荡产、孤注一掷。

苦心人天不负,朱兴峰一往无前的气势和化学家独特的思路,最终使得研究获得成功,随之而来的便是巨大的利益诱惑。面对国际买家提出的数十亿元天价的收购,朱兴峰毅然决然一口回绝。

在2014年5月27日,在海口召开的第六届国际锆业大会的国际论坛上,有国际公司的代表听了朱兴峰的专利介绍,当场就提出要求技术转让或合作,朱兴峰当即回绝了他们。他说:“在大众创业,万众创新的新时代里我不仅是见证者,更是积极的实践者。我的梦想就是用我的发明专利和创新技术来实现 ‘强军梦’、‘强国梦’”。“我们自己的专利技术,要为国家提供更多更好的新型材料。计划用三五年时间,建立一个具有一定规模的锆铪生产基地,更好地实现我国的强国强军梦。”

朱兴峰认为,他们这一代人,出生在国家最困难的时期,靠党和国家的培养和教育才能有今天,对于祖国和人民有着更加深厚的感情,对于金钱的引诱有着天然的抵抗力。因此,不管是在研发时期,还是在成果展示期,朱兴峰都在始终坚持一个信念,那就是科技创新的成果要服务于国家和民族的发展,不能为了钱财而放弃初心,要坚持不懈,实现科研成果的产业化应用,服务服从于实现两个一百年伟大目标的中国梦而奋斗不息。

世界领先的技术,引领高端产业发展。我们衷心祝愿朱兴峰“在我有生之年,看到我们锆铪技术让中国制造业再创辉煌”的梦想早日实现。

责任编辑: 石英豪

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