四针状氧化锌晶须,不仅名字听起来十分冷僻,而且生产技术也相当复杂,迄今全世界只有日本松下公司利用高纯锌为原料实现了工业化生产。
我国在热镀锌过程中,每年产生的20万吨锌渣,要么只能生产高耗高污染低档产品,要么废弃不用,听任“风吹雨打去”。
湖南冶金职业技术学院陈艺锋博士,在其导师、中南大学唐模塘教授的指导下,历经3年艰难攻关,采用热镀锌渣为原料直接制备成功四针状氧化锌晶须,并投入规模工业生产,演绎了变废为宝循环经济的动人传奇。
所谓四针状氧化锌晶须,通俗讲就是一种复合材料添加剂。随着人类社会科学技术的巨大进步,传统的铝、镁、钛等材料已很难满足现代工业发展的需要。于是,发明新材料或对传统材料改性升级就提到了材料科学的议事日程上。四针状氧化锌晶须是1944年被发现的。由于其所具备的特性,在复合材料增强剂、涂料、导电材料、吸波材料、光电材料等领域具有广泛的应用前景。比如利用它吸声吸波的特点而生产制造战机或导弹的材料,就能达到“隐形”的目的。发挥它优良的耐磨性,就可以使高档橡胶轮胎的使用寿命从2年延长至5年。因此受到国际冶金材料界的追捧。
在此领域,日本松下电器公司的研发引人注目。他们于上世纪80年代末开发,90年代初实现工业化生产。由于松下公司采用的是锌粉预氧化法,不仅对原材料的纯度要求很高,而且晶须收得率很低,加之处理工艺过于繁杂,致使生产成本居高不下,每吨高达18万元人民币。二据报道,全球40%%的锌产量用于钢铁工业的热镀锌。我国是世界第一产锌大国和第一钢铁大国,在热镀锌作业中,要产生大量铁含量、锌含量都很高的废渣。为了从废渣中提取锌,各地通常由手工作坊式小企业甚至是农民采用近似原始的蒸馏法处理,回收率低,耗能大,污染重,一些地方遍地开花,处处冒烟,造成严重的环境问题。
2001年,陈艺锋将以热镀锌渣为原料直接制备四针状氧化锌晶须的研究,作为自己博士论文的选题。他在吸取10多年来我国研究成果的基础上,致力于探索氧化锌晶须的生长机理,找出其分级、分散及改性的规律,研究实现工业化技术与设备。寒来暑往,冬去春来。3年多的殚精竭虑、呕心沥血,终于让陈艺锋找到并总结出一种完全有别于日本松下锌粉预氧化的新技术,以及与之匹配的生产装备。不仅使从热镀锌渣直接制备优质四针状氧化锌晶须成为现实,解决了以往处理废渣时产生的种种弊端,还能够全面满足工业化生产的要求,而且晶须收得率较日本技术有大幅提高,生产成本却只有他们的1/6!
陈艺锋博士介绍,目前他正以自己用热镀锌渣直接制备优质四针状氧化锌晶须技术,与上海米其林公司、株洲时代集团合作,将其首先应用于高级轮胎的生产中,变科技成果为现实生产力。由省科技厅主持的科技成果鉴定将于下月举行,他满怀信心地准备迎接专家们最严格的评审。
