刘时杰,贵金属冶金专家,是我国铂族金属矿产资源及二次资源提取冶金领域的主要开创者之一。为我国第一个“矿产铂族金属提炼中心”的建立和产业发展,为金川“镍都”建设,为该科技领域的发展、创新作出了杰出贡献。发表论文多篇,独著《铂族金属矿冶学》,参编了多部专著、手册等,系统地发展了该领域的基础理论和专业理论。为贵金属科技发展、创新做出了重要贡献 。曾获多项省部级科技进步奖,并获国家科学技术进步奖特等奖。
金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铱(Ir)、饿(Os)、钌(Ru)八种金属元素统称贵金属。其中后六种金属称为铂族金属,它们资源量和产量很少,具有特殊和优异的物理化学性质,在基础工业、军工及高新技术产业中具有广泛的、难用其它金属材料取代的特殊应用,曾被称为“现代工业维生素”,20世纪80年代以来更进一步被誉为“第一重要的高技术金属”, 是一类非常重要的、西方发达国家长期列为战略储备的战略资源。
刘时杰分配到中国科学院昆明贵金属研究所后,满怀激情的立下了一定要从中国的资源中提取出铂族金属,打破国外封锁禁运,为祖国争光,献身中国铂族金属冶金事业的志向和决心。
一
从零开始,解决国家急需
中苏关系破裂后供应完全中,断迫使中国必需开始铂族金属工业的建立。
1964年-1966年,刘时杰参加了从金川硫化镍电解阳极泥中提取铂族金属的艰苦创业。在金川现场十分简陋剑客的条件下,经过二十多天连续苦战,刘时杰与同事终于在春节前夕首次从金川资源中提取出了大家梦寐以求的十几克铂、钯金属及五光十色的铂、钯化合物样品。
随后为了扩大规模,大家从食堂要来两口大铁锅进行焙烧脱硫,冒着二氧化硫的强烈刺激坚持人工搅动翻料,在白瓷缸中人工用木棒搅拌浸出。不料3月8日又一次事故降临了,中温氯化焙烧的关键设备—从苏联进口的仅有的三根石英管的最后一根也破损了,扩大试验被迫中断。在这危难时刻,刘时杰大胆提出了“水溶液氯化”方案。
进行水溶液氯化实验,当时在金川现场没有任何设备,他们集思广益想出了土办法,从商店买来篮球胆充滿氯气,连在装有盐酸和物料的玻璃瓶上,大家轮流抱着摇动进行氯化实验,每次实验要摇晃十几个小时,不断更换球胆时洩漏的氯气将他们薰得睁不开眼,喘不过气,常常咳得眼冒金星上气不接下气。他们沒有退缩,通过两个多月近乎拼命的实验终于掌握了这个可以应用于生产的技术。
后来昆明贵金属研究所将所里唯一的一台耐酸搪瓷反应釜从昆明辗转通过越南海防再转南宁——郑州——兰州,紧急支援金川扩大生产规模。1965年,他们破天荒第一次从中国资源中提取出8.5公斤铂钯,滿足国家急需。到1970年累计为国家生产出铂钯五百多公斤,为中国铂族金属冶金科技和工业的创业奏响了一曲凯歌,为祖国繁荣富强的大厦砌下了一小块基石。
二
分析学习,建立产业化生产
1969年,在文化大革命动乱的干扰和中苏关系紧张战争一触即发的危险下,多次深入金川现场,经过取样分析后,发现以硫化镍电解阳极泥为原料,其回收率很低;在高锍磨浮产出的铜镍合金中铂族金属品位异常的高。因此以铜镍合金作为提取铂族金属的原料,将有利于缩短富集工艺并提高其回收率。
1972年在冶金部召开的金川科技攻关会上,他论证提出了“从铜镍合金中提取贵金属新工艺”研究项目,该项目试验成功后 奠定了以高回收率获得富集铂族金属的铜镍合金原料的基础。1977年刘时杰根据国外研究动态提出了“控制电位选择性氯化分离贱金属新方案”,经研究攻关和扩大试验,完全掌握了这项新技术,获得了较高品位的贵金属精矿。
随后该项目的研究一路过关斩将,确立了“盐酸浸出→控电氯化→浓硫酸浸煮→四氯乙烯脱硫→蒸馏锇钌→硫化钠沉金钯” 全工艺流程。
1983年7月新工艺通过了专家鉴定,专家认为:选题及技术路线合理,流程简单,结构新颖,各环节衔接合理,数据可靠,指标稳定,铂钯铑铱饿钌金七个贵金属全面回收,回收率大幅度提高,在技术上具有国际水平。该成果1983年获国家“六五”科技攻关奖,获国家科技进步奖一等奖。
三
新发展,新突破,紧跟时代前沿
为了紧跟时代前沿,于1991~1994年刘时杰主持研究了“转态富集活化制备高质量高浓度贵金属料液”的专利技术,充分利用前期各院所针对各单个金属萃取体系筛选的成果,经实验室研究和扩大试验,最终研究成功具有国际先进技术水平的DBC萃金→S201萃钯→N235萃铂→P204萃分贱金属→TRPO萃分铑铱的“全萃取分离精炼工艺”,应用于金川生产。后来他又针对最难溶解的铑金属废料研究了“高效快速溶解铑的新技术”。 这些基本配套的技术,为中国贵金属二次资源再生回收产业的建立和发展提供了强有力的技术支撑,使我国铂族金属冶金科技术迈上了一个新台阶。
他通过几十年孜孜不倦的学习,坚持不懈的探索和实践,不断地总结和融汇贯通,掌握和发展了这个学科的基础和专业理论知识;通过几十年艰苦创业、不断发展和拼搏创新,使该领域赶上了国外经历二百多年发展所达到的技术水平,跻身于世界先进行列;为贵金属科技发展、创新做出了重要贡献。
主要论著
1 刘时杰,从磨浮铜镍合金直接富集贵金属的研究,《贵金属冶金》,1974
2 刘时杰,铂族金属矿产资源开采现状及远景,《贵金属》,1981
3 刘时杰,国外铂族金属资源及提取冶金现状,《贵金属》,1983
4 刘时杰,铂族金属资源、生产现状、发展和对策,《矿产综合利用》,1985
5 刘时杰,自变介质性质氧压浸出富集贵金属 ,中国有色金属学会笫一届年会论文集,1985
6 刘时杰,金川铂族金属提取,见:《当代中国有色金属工业》(贵金属篇笫4章), 冶金工业出版社,1985
7刘时杰,重有色金属硫化矿的综合利用,见:《采矿手册》第40章,冶金工业出版社,1986
8 刘时杰,加压浸出中氯离子对贵金属溶解损失的影响,《贵金属》,1986
9 刘时杰,从浸出渣中提取贵金属的新方法, 《有色冶炼》,1986
10 刘时杰,Development of Research Work in Extraction PGMs At Institute of Precious Metals, International Precious Metals Institute (IPMI) 10th Proceedings,1986
11刘时杰,国际贵金属学会笫10届年会述略,《贵金属》,1987
12刘时杰,《南非的铂》,《金川科技》(专刊),1989
13 刘时杰,Pressure Oxygen Leaching S and BMs and Concentration PMs in Property-Autochageable Medium, 2ndInternational Symposium “High Pressure Chemical Engineering”, Handbook,1990
14 刘时杰,铂族金属的物理化学性质,铂族金属资源,铂族金属的富集与提取,见:谭庆麟主编《铂族金属》(性质资源冶金材料笫2、4、5章),冶金工业出版社,1990
15刘时杰,贵金属矿物资源及原料来源,见:《稀有金属手册》(下册)笫15篇第1章,冶金工业出版社,1995
16刘时杰,连续萃取分离贵金属新工艺实践,《贵金属》,1995,16(2):1~9
17刘时杰,Separation and Refining of Au and PGMs by Solvent Extraction,IPMI 20th Proceedings,1996,451
18刘时杰,铂族金属提取冶金技术的进展,《贵金属》,1997,18(3):53
19刘时杰,中国铂族金属冶金技术的发展,《中国有色金属学会笫三届学术年会论文集》,1997
20 刘时杰,中国铂族金属资源冶金和产业—面临新世纪的挑战,《贵金属》,1997,18(增刊),37~41
21 刘时杰,选择性氯化浸出,见杨显望、邱定蕃编《湿法冶金》笫10章,冶金工业出版社,1998,372~402
22 刘时杰,Advance and Prospect of Extractive Metallurgy of PGMs,International Seminar on Precious Metals(ISPM),99国际贵金属学术研讨会论文集,云南科技出版社1999。8,381
23 刘时杰,贵金属,见:《中国冶金百科全书》(有色金属冶金卷)笫20分支,冶金工业出版社,1999
24 刘时杰,贵金属工业,见:车志敏编《云南—矿业王国》,德宏民族出版社,1999
25 刘时杰,论原生铂矿的选矿与冶金,《贵金属》,1999,20(4):51
26 刘时杰,铂族金属提取冶金技术发展与展望,见:邱定蕃编《有色金属科技进步与展望》,纪念《有色金属》创刊50周年专辑, 冶金工业出版社,1999,148
27 刘时杰,Precious Metals and Ecological environment,International Seminar on Precious Metals,2001国际贵金属专题研讨会论文集,云南科技出版社,2000.12,189
28 刘时杰,《铂族金属矿冶学》,冶金工业出版社,2001
29 刘时杰,铂矿资源形势及综合利用,中国有色金属学会第四届学术年会论文集,中国有色金属学报,2001(11),226
30刘时杰,贵金属冶金与再生回收,见:屠海令编《有色金属(冶金、材料、再生与环保)》第七章,化学工业出版社,2003,330~382
采编/赵群帮
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