为绿色循环经济发展护航——访清华大学核能与新能源技术研究院徐盛明教授及他的科研团队

本刊记者/宋文芳 王圣媛

为绿色循环经济发展护航
——访清华大学核能与新能源技术研究院徐盛明教授及他的科研团队

本刊记者/宋文芳 王圣媛

从左至右：朱国才、徐盛明、史宗恺(校党委副书记)、姜胜耀(校人事处处长)、邱定蕃院士、吴宗鑫(国务院参事)、周洲(北矿院人事处处长)、陈靖

黄崇祺院士(左一)、徐盛明(左二)在湖南邦普循环科技公司听取公司李长东总经理(右三)的汇报

探索有色金属产业的可持续发展之路

今年是“十二五”规划的开局之年，“建设资源节约型、环境友好型社会，大力发展循环经济”是“十二五”时期经济社会发展的重要着力点之一，国家构筑绿色经济的战略轮廓愈加清晰。

然而，一个无法回避的事实是，随着国民经济的高速发展，资源、能源与环境已成为制约我国经济可持续发展的瓶颈。在经济增长的同时，资源环境的消耗代价过大，这一严峻现实客观上要求人们对传统工业文明进行反思、扬弃、跨越和创新，催生新的文明形态，推进新的绿色经济文明的建设。

绿色经济，是科学发展的经济模式，是可持续发展的经济模式，是人类与资源、能源、环境和谐相处的经济模式，是21世纪的新风尚。

节约资源、保护环境，这是一件关系国计民生的大事。然而，这件大事知易行难。它是一条既漫长又辛苦的道路，走在这条道路上的人们，既要怀揣热情，又要耐得住寂寞。真正能为绿色经济发展保驾护航的人，必须拥有赤子般的至诚之心，拥有勇士般的坚强耐力，拥有侠者般的十八般技艺。

清华大学是国内外较早从事循环经济理论、循环经济产业技术研究的著名大学之一，不仅拥有钱易、金涌、费维扬等一批积极倡导循环经济的两院院士，成立了以常务副校长陈吉宁教授为负责人的清华大学循环经济研究院、清华大学中国循环经济产业研究中心等一批跨学科的校级研究机构，而且是教育部批准设立的新专业——“资源循环科学与工程”发起单位之一，校内许多院系都拥有一批致力于循环经济研究的科研团队。不久前，本刊记者慕名走进了清华园，采访了清华大学核能与新能源技术研究院徐盛明教授及他的科研团队。

徐盛明教授告诉本刊记者，清华大学核能与新能源技术研究院是我国教育部系统内规模最大以核能为主，以能源、资源与环境为重要研究领域的高技术综合性研究院。核研院有一支长期致力于战略有色金属矿产资源高效利用的科研团队。20世纪80年代以来曾先后参与了金川铜镍多金属矿、攀枝花钒钛磁铁矿、包头白云鄂博等多金属矿资源综合利用联合科技攻关，曾获得国家科技进步特等奖、国家技术发明二等奖等重大成果。近年来，核研院资源化工研究室则主要从事有色金属二次资源的循环利用和矿产资源的有效利用研究，具有鲜明的研究特色。

“有色金属是重要的战略金属，在航空航天、通信电子、交通运输、冶金机械、化学化工、新能源与环境保护等领域有着重要作用。随着我国的经济发展，对有色金属的需求急剧增加，导致我国有色金属工业产能膨胀，其产量已连续10年左右位居全球第一。”徐盛明教授对记者说，“然而，我国有色金属矿产资源严重不足，即使像稀土、钨等在我国资源较为丰富的矿藏，在不断扩展的生产模式下，10～20年也可能开采殆尽，而且资源开采带来了生态破坏，尾矿、废水、废渣等则是主要的重金属污染源。故资源节约型、环境保护型的循环经济模式已成为必然选择。”

徐盛明教授自1981年8月考入原中南矿冶学院(现中南大学)有色金属冶金专业以来，其职业生涯与有色金属冶金结下不解之缘，国家优先发展的战略新型产业之一的我国资源紧缺的战略金属(钴、镍、铜、铂族元素等)的高效与循环利用已成为其科研团队的重要研究内容。

王革华教授(左二)听取深圳天威达电子有限公司李斌总经理(左一)汇报国家支撑计划项目的进展情况

徐盛明教授在三元材料生产线

有色金属循环利用研究的践行者

进入21世纪，在冶金化工与资源循环利用领域，徐盛明教授和他的同事们十年如一日，兢兢业业地耕耘奋斗，取得了一系列成绩。

近10年来，徐盛明教授及其科研团队已先后承担了国家重点基础研究发展规划(973)课题、国家科技支撑计划重点课题、国家自然科学基金项目及省部级科技计划项目等约40项。他曾获中国有色金属工业科学技术奖、环境保护科技奖、北京市科学技术奖等部省级二等奖5项，此外，还曾获中国环境科学学会第四届青年科技奖等；已申请发明专利15项(其中已授权5项)，在国内外核心学术期刊上发表(接受)论文约80篇，其中SCI/Ei收录约50篇。目前，徐盛明教授担任清华大学核能与新能源技术研究院资源化工研究室及精细陶瓷北京市重点实验室副主任，并兼任稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室学术委员会、中国有色金属学会冶金物理化学学术委员会、中国稀土学会化学与湿法冶金专业委员会委员以及中国稀土学会《稀土》杂志编委等社会职务。

面对上述业绩，徐盛明教授郑重其事地对本刊记者说：“与国内外许多成功的科学工作者相比，我们的这些工作仅仅是万里征程中迈出的第一步，还不能奢谈成功，况且每项科研工作都不是一个人能够完成的，首先我们有一个精诚团结的科研团队，同时感谢核研院院领导，特别是两任主管副院长王革华教授和王建龙教授以及学校有关部门领导的大力支持。例如，2002年清华大学核研院基础研究基金7万元，使废旧电池材料循环利用研究得以起步，随后获得了国家自然科学基金面上项目及重点项目(与北京矿冶研究总院合作)等。同时还得到了学校人事处的大力支持，聘请了有色金属资源循环主要倡导者之一的北京矿冶研究总院研究员、中国工程院化工冶金与材料部副主任邱定蕃院士作为清华大学兼职教授，并通过国家千人计划，引进了加拿大工程院院士、艾伯塔大学化工材料系徐政和教授。徐政和教授是国际知名的界面和胶体化学家、加拿大矿物工程首席教授和加拿大油砂工程首席教授。这两位知名学者的加盟，进一步强化了引领有色金属资源高效与循环利用研究的能力。”

徐盛明教授与王建龙教授(核研院副院长，教育部长江学者特聘教授)在秦皇岛祖山考察

废旧电池材料的清洁循环利用技术已实现产业化

在采访中，徐盛明教授首先介绍我国紧缺的钴、镍等战略金属循环利用的必要性。因为镍、钴、钨、钼、铂、钯等都是重要的战略物质，不仅在国防、航空、冶金、化工等高技术行业具有广泛的用途，而且在家用电器、电动汽车、现代通信设备及便携电器等领域也得到了广泛应用。随着我国经济的不断发展，国内对钴的消费量急剧增加，2009年我国钴的净消费量为1.55万吨，约占全球钴消费量的四分之一。然而，钴的消费领域相对集中，如二次电池(59％)、硬质合金(11％)、磁性材料(6％)、石油化工(6％)、陶瓷玻璃(8％)及高温合金(10％)等，可以分类收集处理。

徐盛明教授谈到当初选择废旧二次电池作为课题组开发有色金属循环利用技术的研究对象时，主要是基于以下几点理由：一是我国是锂离子电池等二次电池的生产大国，电池企业将产出大量的边角料和易分类的废品电池，即使难以从社会收集废旧二次电池，回收企业也能维持一定的处理规模；二是具有冶金/化工分离科学的优势，在清华大学从事博士后期间进行此项研究之初即获得了合作导师徐景明教授的支持；三是因为我国是移动通信消费大国，每年将产生大量的废旧手机及其电池。据工信部统计，截至2011年4月30日，我国已有8.89亿手机用户，而手机电池属易耗品，需要定期更换，且手机已成为时令商品，其更新换代极其频繁。一旦《循环经济促进法》真正实施，废旧手机及其电池得以回收利用，则可望解决我国用钴量的60％。需要指出的是废旧二次电池属于危险固体废弃物，必须进行无害化处理及其资源回收利用。

徐盛明教授在采访中指出，废旧锂离子电池等二次电池的回收利用不仅是消除重金属污染的必然要求，同时也是弥补我国钴资源短缺的重要举措。因为我国钴资源极为匮乏，钴矿的平均品位约0.02％，可经济开采的钴储量仅40000吨，每年从国产矿石中综合回收的钴仅1350吨，约90％的钴原料需从局势动荡的刚果(金)等地进口。锂离子电池钴含量为15％，远高于我国的钴矿品位。随着《循环经济促进法》的实施，废旧电池的回收体系将会逐步建立与完善，来自社会收集体系的废旧电池等将逐步成为钴二次资源的重要来源之一。

徐盛明教授(中)指导电池材料充放电试验

电池材料循环中试车间(溶剂萃取工段)

与李林艳博士(左一)一起观察试验中出现的反常现象

与王学军(前一)、徐刚博士在电池材料循环中试车间(溶剂调配工段)

针对废旧二次电池的资源利用，国内外科学工作者曾进行了大量的研究。清华大学核研院徐盛明教授的科研团队率先提出的“废旧锂离子电池的有价金属提取与球形镍钴锰锂正极材料可控制备研究”获得了国家自然科学基金面上项目的资助，并先后与江门市环保科技有限公司、佛山市邦普镍钴技术有限公司(现名为佛山市邦普循环科技有限公司)及北京矿冶研究总院合作，在镍氢二次电池和锂离子电池的资源循环利用方面取得了突破，并在国家科技支撑计划重点项目、国家发展与改革委员会资源节约与环境保护项目的支持下成功地实现了产业化。其主要成果包括开发了废旧锂离子电池清洁预处理的系统集成技术，妥善地解决了拆解过程中的环境污染问题，提出并实施了废旧电池材料的清洁冶金及电池材料低成本制备技术等。

废旧电池材料的清洁循环及电池材料低成本制备关键技术已在湖南邦普科技有限公司实现产业化，建成了分别处理失效镍氢电池、低锰锂离子电池和三元材料的三条生产线。湖南邦普科技有限公司自2009年4月生产线试运行以来，截至2010年8月，已新增产值22500万元，新增利润6063万元，新增税收2185.23万元。该技术所带来的社会效益也令人感慨，实践证明，新技术的应用每年回收金属钴700吨、镍500吨及锰300吨，相当于少开采平均品位为0.15％～0.20％的钴土矿40万吨以上、0.5％的硫化镍矿10万吨，并减少大量的废水、废渣排放。

2010年5月26日由中国有色金属工业协会主持在清华大学召开了由清华大学、北京矿冶研究总院、佛山市邦普镍钴技术有限公司合作完成的“废旧电池材料清洁循环利用关键技术及其产业化项目”科技成果鉴定会。鉴定委员会结论为：该项目已建成年处理5000吨废旧电池的生产线，流程合理可靠，产品质量稳定，符合环保要求，经济效益和社会效益显著。该项目具有开创性，对废旧电池清洁循环利用具有重要意义，整体技术达到国际先进水平。这项由国家自然科学基金面上项目及重点项目、国家科技支撑计划重大项目课题等资助的项目已获2010年度中国有色金属工业科技进步奖二等奖。该公司扩产后的镍钴锰酸锂前驱体将超过4000t/a。

对于科研工作者说，发表论文和申请专利固然可喜，但作为技术开发类成果，束之高阁则没有多大意义。徐盛明教授带领的研究团队把解决关键科学与技术问题为己任，已有多项成果成功实现产业化，并产生了显著的经济效益和社会效益。当形而上的智慧转化为形而下的喜悦时，所有的汗水都没有白流，科技之光照亮了现实之路。

从左至右：王学军副主任、向新程教授(院科技处处长)、王革华教授(副院长)、徐盛明教授在湖南邦普循环科技公司现场指导

湖南邦普公司三元材料线(萃取工段)

战略有色金属矿产资源高效利用领域取得重要进展

我国是人口大国，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，对矿产资源的需求和能源的需求急剧增加，如何合理的使用资源，以满足人们日益增长的物质需求，是摆在人们面前的重要课题。

针对我国金属矿产资源的特色，在国家重点基础研究计划课题的资助下，徐盛明教授带领科研小组重点开展了高性能浮选药剂和高性能萃取剂的合成与筛选方面的基础研究，研制出3个具有自主知识产权、成本低廉、性能优异的萃取剂(即二癸基次膦酸、5-癸基水杨醛肟与2-羟基-2-癸基苯乙基铜肟和和低成本合成的三辛基氧膦)，并开发了高效萃取剂Cyanex 272的低成本绿色合成技术。这些研究成果有望应用于镍钴、稀土分离及微生物冶金中高酸度溶液中的铜萃取问题。

天然铀是核能发电所需的重点战略资源。随着我国核电事业的快速发展，天然铀的需求将急剧增加。作为课题组组长，徐盛明教授以国家的重大需求为导向，带领科研团队针对现有天然铀纯化工艺中存在的通量小、处理能力低等问题，以本室在化工制药过程中开发成功的振动萃取技术为基础，提出了振动萃取塔纯化天然铀的新工艺，并于2009年1月9日通过中核集团公司组织的专家鉴定，其鉴定结论为“填补了国内外空白，形成了自主知识产权，达到国际先进水平，具有推广应用价值与前景”。该技术已被国家专用生产线采用，已获1项授权中国发明专利和2项授权实用新型专利。其成功实施，与团队成员王学军高级实验师在施工现场忘我工作、发挥共产党员的先锋模范作用是分不开的。

邓小平同志曾经有句名言“中东有石油，我国有稀土”。显然稀土的重要性已路人皆知。我国的稀土资源丰富，稀土储量和产量均居世界首位，也是稀土出口第一大国。稀土工业和稀土应用是从上世纪60年代开始伴随着世界性的新技术潮流而迅猛崛起的一项新兴产业，是非常重要的国家战略资源。但由于无节制开采，以及被海外买家压价，导致我国境内的稀土被大量贱卖和流失。近几年，中国开始收紧稀土出口，一时沸沸扬扬地引起了海内外媒体的广泛关注。徐盛明教授的科研团队曾参与国家科技支撑计划课题“稀土清洁生产与伴生资源综合利用研究”，并用含氟烟气的吸附液直接制备铝电解工业用冰晶石等。在稀土资源利用领域，曾获国家自然科学基金面上项目和国家科技支撑计划子课题的资助，获湖北省自然科学奖三等奖。“十二五”期间，徐盛明教授的科研团队将在国家973计划资助下，致力于高效稀土萃取剂的分子设计、合成与性能和重要稀土二次资源的绿色利用基础研究(包括废旧稀土发光材料、稀土催化材料、稀土储能材料和稀土永磁材料的利用等)，其研究成果将为保护我国的珍贵稀土资源发挥现实影响力。

保护资源与环境是21世纪的重大课题，高效利用战略性资源是时代赋予我们的迫切使命，清华大学在这一领域做出了许多基础性研究工作和应用推广工作，这些创新将在未来发挥方方面面的影响力。

钮英健教授(中)、张龙处长(右一)和徐盛明教授在湖南邦普公司进行项目验收前的现场考查

徐盛明教授与中南大学冶金学院副院长赵中伟教授（右）出席科技部社发司会议

徐盛明教授(右一)和李林艳博士(右三)在佛罗里达与出席第27届国际电池会议的华人学者在一起

废旧电池材料循环利用示范基地

十年一剑清华园

“十年磨一剑”：1999年5月徐盛明完成了在湖南大学化学化工学院教授、中国科学院院士俞汝勤门下的博士后研究工作，进入清华大学核研院从事二站博士后研究，自2001年4月留校工作至今，已有10年的时间。10年，弹指一挥间，徐盛明教授与他的团队克服了科研攻关过程中的种种困难，逐渐成为“冶金化工与资源循环利用”领域的践行者和绿色经济的护航人。

“若非一番寒彻骨，哪得梅花扑鼻香”。今日的成绩是靠艰苦奋斗一点点积累而来的。课题组的王学军副主任提到，这个团队在起步阶段是非常困难的，经费十分紧张，只有一间约30平米的实验室，实验设施已有30余年，长期超期服役，工作人员挤在一间小办公室，条件十分艰苦。

来自北京大学的徐刚副教授与李林艳副教授欣慰地说到，清华大学的研究既重视基础理论，又重视应用实践。徐盛明教授作为团队的核心人物，具有战略眼光、科研作风严谨、富有亲合力，大家在一起工作很有成效，课题组从承担国家自然科学基金项目逐步过渡到了承担国家重点基础研究计划项目课题、国家科技支撑计划课题和重大横向课题等，沿着“三年脱困、三年小康”的目标一步一个台阶稳步前进。

目前，徐盛明教授所在团队的实验室面貌已焕然一新，且面积已增至约500平米，拥有美国普林斯顿2273电化学工作站、日本理学XRD、数字化扫描电镜及美国热电公司能谱仪、美国热电同步热分析仪、Zeta电位及微纳米激光粒度分析仪、锂离子电池材料研究系统及100 kg/d级材料再造中试车间、各种有机合成仪、高压液相色谱、紫外-可见光谱仪、原子吸收光谱仪等先进仪器设备。此外，还将有Quartz-CAD、Nano ScrapIII AFM等一批先进检测设备将陆续到位，届时将建成具有一流水平的实验室。

值得一提的是，清华大学的人才队伍建设值得称道，有很多宝贵的经验值得分享。采访期间，本刊记者从徐盛明教授那里听到了不少有关科研队伍建设方面的宝贵心得。

徐盛明教授告诉记者，一个好的科研团队首先要有一个明确的发展目标。比如，拿他所在的团队来说，他们的目标就是要把清华大学国家211工程重点学科建设项目之一的“冶金化工及资源循环利用”学科平台，建设成在国内外有一定特色的研究基地。

其次，一个好的团队要构筑层次合理的人才队伍。目前，他所在的课题组已构建了一支年龄结构、学历层次合理，文理交叉的学术队伍。现有专职研究人员15名(其中教授2名、副教授等4名、博士后3名)，分别毕业于弗吉尼亚理工大学、中南大学、浙江大学、南京大学、北京大学等知名高校和中国科学院，专业涵盖有色金属冶金、矿物加工工程、化学工程与技术、无机化学、有机化学、分析化学、材料工程和材料学等。来自不同高校的团队成员带来了各自高校的优良学风，学科之间的交叉融合激发了团队成员的科研热情，各种合理、有效的激励措施使这些高素质人才产生自豪感、归属感和认同感，同时通过建立共享、平等以及淡化权利等机制，确保了人才队伍的稳定性和研究工作的稳定性。

第三，必须对科研团队加强有效管理，各司其责。徐盛明教授所在的课题组通过定期召开讨论会，使每位成员对课题组近期和长期的课题目标与研究任务有充分的了解，并通过承担的科研任务，把课题组分为萃取剂合成小组、湿法冶金工艺小组和锂离子电池材料研发组。不仅使成员对团队的使命及个人的责任有所了解，而且使成员了解如何完成小组任务，积极投入并定期开会讨论。

第四，徐盛明教授对记者说，科学网的博客很好，从中吸取了很多营养。中国科学院亚热带农业研究所吴言的经验很好，也代表了我的心声。他说：不论团队大小，都应该有团队文化。若团队缺乏积极进取、团结向上的工作氛围，则项目成员的力量难以集中形成合力，相互扯皮、推诿指责，项目也难以成功。团队和谐与合作的基础是凝聚力，若团队文化不好，则同事之间对重点问题的认识很难达成一致意见。科研项目执行过程中的人为因素很多，更应该注重团队精神的作用。一个良好的团队中特别需要培养牺牲精神、敬业精神、合作精神等。

第五，一个好的团队应该建立良好的沟通机制。在科研工作中，会经常出现研究接口问题，如很多大的科研项目从立项、执行到结题，周期3～5年，参加人员常有变化，甚至对项目研究内容等也有变更等。此时，没有良好的沟通方式，将导致更复杂的问题。建立成员有效沟通技巧，更可使团队管理工作走向良性循环。

第六，一个好的团队需要有完善的制度建设。徐盛明教授对记者说：“我平时看看博客，非常赞成中国科学院亚热带农业研究所吴言教授的观点，也是我们工作中遵循的准则。他认为‘不以规矩，不能成方圆’，如果要短期的工作，可以靠人治；但是要是建设好的长期合作的团队，制度建设是必不可少的。高效科研团队需要有严格的规章制度和较高的治理标准。”

徐盛明教授认为，制度建设包括如下几个方面：一是建立工作责任制：应明确规定某个人在某个项目中的责任，并且尽量稳定地持续下去；二是建立公正的奖惩制度，奖罚分明，否则影响团队其他成员的积极性；三是平等交流的制度，在学术问题讨论上，要民主要平等，不搞一言堂，充分调动每个成员的积极性。

从左至右：王学军副主任、徐盛明教授、李林艳博士、徐刚博士

徐盛明教授(前排中)与团队交流

课题组部分成员：王俊莲、李晶、崔妍、李林艳、徐盛明、王学军、徐刚、赵培柱、西孟颖(前排左起)秦伟、曾凡芸、胡祥、石韧、杨越、徐晓庆、蔡妍(后排左起)

让梦想照见未来

展望未来，在有色金属资源利用与高效利用领域已然精耕细作了20余年的徐盛明，愿意继续做绿色经济发展的护航人。繁忙的科研工作依然是他的生命重心，他的脑子里满是规划与憧憬。徐盛明教授告诉记者，清华大学在211工程第三期重点学科建设项目中对“冶金化工与资源循环利用”学科平台进行了建设，同时在国家千人计划支持下，拟围绕战略有色金属的高效利用与循环利用，建设相应的重点实验室，力争在选冶药剂的分子设计与性能评价、有色金属二次资源的清洁循环与高价值利用、物质分离过程中的界面科学基础等方面作出应有的贡献。

徐盛明教授说，加强与国内外同行的交流，并获得他们的支持与帮助，对科研工作的成功很有裨益。他计划邀请一批国内外冶金化工行业的两院院士、长江学者、国家杰出青年基金获得者及知名学者来院讲学，学习他们的宝贵经验，并希望未来3～5年内将他所在的实验室建设成为中国有色金属行业重点实验室(或中国有色金属行业工程技术研究中心)，继续对有色金属二次资源的清洁循环利用和有色金属矿产资源的高效利用等进行研究。

他告诉记者，在近5年或更长一段时间内，他将与徐政和教授在以下领域开展研究：一是新型选冶药剂的分子设计、合成与性能评价研究；二是动力电池的清洁循环利用与再制造的研究工作；三是废汽车尾气净化催化剂中的铂、钯及稀土富集技术与循环再造技术等研究；四是废旧钨钼硬质合金等清洁循环利用新工艺、新技术研究；五是重要稀土二次资源(废旧稀土发光材料、稀土催化材料、稀土储能材料和稀土永磁材料等)的绿色利用基础研究。

质朴谦和的徐盛明教授乐于与人分享自己工作的体会与经验，他对记者说，国内外的很多著名学者曾根据自身的经验对成功的要素进行了总结。比如，北京大学徐光宪院士认为，事业成功的因素包括：志向和目标，兴趣和爱好，决心和毅力，勤奋和效率，健康，天赋、灵感和创新，教育，方法和修身、处世、情商等个人因素，以及大环境、小环境和机遇等社会因素。北京大学的王选院士则认为科研成功包括以下要素，即勤奋来源于正确的科研动力、好奇心、研究中难题和挑战带来的吸引力，取得突破后对科学或工业可能产生的深远影响等，这些是科学研究的真正动力。他对记者说，两位著名科学家结合自己及几位事业成功人士的经验全面地介绍了科研成功的要素，建议青年科技人员认真研读。

“我很喜欢目前的研究工作。”徐盛明教授如是说。

采访结束了，记者从徐教授那里感受到了科研的激情，创新的喜悦，团队的力量，济世的理想，修为的淡定。作为绿色经济的护航人，徐盛明教授和他的团队用饱满的工作换来充实的人生。一切都是那么从容愉悦，又是那么平静自然。沐浴在阳光里的实验室，正在继续传递火种，播洒光明。