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“壮丽70年·奋斗新时代”特别报道|集聚“新”动能 焕发“新”活力——湖南高新技术产业加速崛起(二)

来源:科技湖南 编辑:陈晨 2019-12-23 09:08:44
时刻新闻
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为庆祝中华人民共和国成立70周年,湖南省科技厅办公室、新闻中心与发明与创新杂志社联办,强力推出“壮丽70年·奋斗新时代”——创新引领看湖南系列报道,从不同角度讲述科技创新湖南故事,回望过去,展望未来,为新中国成立70周年献礼,为早日实现富饶美丽幸福新湖南贡献力量。

今天为大家带来的是《集聚“新”动能 焕发“新”活力——湖南高新技术产业加速崛起》(二) 三湘亮剑:创新更硬核,亮出抢眼新名片

三湘亮剑:创新更硬核,亮出抢眼新名片

70年来,湖南创新潮涌。

高水平成果在三湘大地涌现,很多成为了当之无愧的湖南名片甚至中国名片。超级计算机、超高速列车等标志性创新成果领跑世界;C/C航空制动材料打破了发达国家在该技术上对我国的封锁;研制出 “海牛”深海钻机、大倾角离子注入机、永磁同步牵引电机、大容量石墨烯电容等尖端产品……

最新统计显示,全省科技综合实力稳步提升,科技进步贡献率达到58%。2019年上半年,全省专利申请量和授权量分别达到44915件和25 110件,每万人有效发明专利拥有量6.34件。

2018年,全省高新技术产业实现增加值8468.05亿元,同比增长14.0%,高新技术产业增加值占GDP的比重为23.2%。今年上半年, 全省高新技术产业增加值3809.7亿元,同比增长11.4%,高出规模工业增速3.8个百分点。高新技术企业从零起步,2018年总数达到4660家,今年超过1600家企业申报高新技术企业,将提前实现“十三五”规划目标。

创新的种子在三湘大地生根发芽,依托科技创新,传统产业长“高”了,新兴产业长“大”了,取得了一系列举世瞩目的科研成果,为全省经济社会持续平稳健康发展,提供了重要的动力引擎和支撑。

向优前行,传统产业“老树发新芽”

郴州市鲁塘镇石墨产业园内,我国首条年产20万吨微晶石墨浮选提纯现代化生产线(一期)正在抓紧调试中,支撑这条备受行业关注的生产线的技术,来自湖南有色金属研究院陈代雄教授团队。

石墨是一种重要的战略矿产资源,分为晶质石墨和微晶石墨。我国是石墨的生产、消费、出口大国,已探明的石墨储量达3亿吨,居世界第一。湖南郴州、娄底微晶石墨资源非常丰富,储量达3000万吨,约占全国微晶石墨总量的70%。

尽管总量丰富,选矿却是个难题。就像世界上没有完全相同的两片树叶一样,有色金属矿床大都是由多种矿物共伴生而成,不同矿床的资源结构和矿物性质各不相同,选矿方法也就必须量体裁衣。选矿方法越好,工艺技术越先进,矿产资源回收利用率越高,否则就会造成矿产资源的白白流失。

一般来说,要将矿石里相伴着的有色金属矿物从石头里抠出来,最常用的方法就是浮选法。其原理就像洗衣服时加入洗衣粉,将油渍吸附脱去——在将矿石湿磨成矿浆后,加入药剂搅拌产生泡沫,让金属矿物与浮选药剂产生选择性吸附,进入浮选泡沫中,然后从大量的各种矿物中浮选分离出金属矿物,得到金属精矿产品。道理虽然简单,但是千变万化的大自然却总是能出一些棘手的难题。

“晶质石墨矿物颗粒较大,易于浮选提纯,应用非常广泛;微晶石墨晶体颗粒超细,浮选提纯分离难度大、精矿品位低,传统化学提纯污染重、成本高,是世界性选矿难题。”陈代雄说,传统技术不能浮选品位小于75%的低品位石墨原矿,这部分原矿占资源量的近八成,严重限制了其应用。微晶石墨原矿品位低(绝大部分在60%~70%之间),因而长期以增碳剂、电煤等极其廉价的低端产品出售,这成了陈代雄的一块心病。

为解决难题,陈代雄把自己“泡”在了各种化学药剂中。他在恶劣的环境里不断开发选矿方法,埋头琢磨怎样分选出更多的石墨资源。

陈代雄(右二)团队正在做微晶石墨浮选扩大连续试验。

早在2014年,他带领的课题组看好石墨具有巨大的潜力,进行了大量的试验研究。在长达两年的不断试验中,陈代雄团队试用了上百种化学试剂,经过多次失败后,终于通过药剂优化、组装设计,开发出石墨高效捕收剂,该捕收剂具有选择性高、捕收力强,是常规中性油(如煤油)消耗的1/3;为了提高石墨精矿质量,开发了广谱抑制剂,能有效抑制可浮性与石墨接近的滑石与云母,实现石墨与易浮脉石滑石、云母有效分离,并将成果应用于河南南阳淅川石墨选矿试验项目。

2016年,陈代雄牵头承担了省重点研发计划项目“难处理微晶石墨矿高效浮选回收及深度提纯新技术”。在之前开发高效捕收剂和抑制剂的成果基础上,经过两年的努力,取得了重大突破,通过浮选药剂及浮选工艺的创新,开发了高效微晶石墨浮选捕收剂和超细磨浮选新技术,在实验室首次以70%以下低品位的微晶石墨原矿浮选获得品位达到90%以上的精品矿,回收率超过了90%。

看似赶上“风口”,实则源自攀登。微晶石墨技术的攻关并非仅靠短短两年就取得突破,而是来自于湖南有色金属研究院多年的技术储备。

2018年,在湖南省科技重大专项“微晶石墨的高效高值化利用关键技术研究与产业化”的支持下,微晶石墨绿色高效浮选提纯技术应用取得了重大进展。2019年5月,南方石墨新材料有限公司建成了我国首条年产20万吨微晶石墨浮选提纯现代化生产线(一期),这是目前世界上产能最大、指标最先进的微晶石墨浮选提纯生产线,填补了国内外产业和技术空白。陈代雄称,项目完成后预计可新增年产值10亿元、利税3亿元,能促进全省微晶石墨、石墨烯、动力电池材料等下游相关产业发展。

这种可喜的局面,正是湖南省传统产业向“优”前行的结果。

70年来,在传统产业规模迅速扩大的同时,通过延伸链条、技术改造、兼并重组、淘汰落后产能等手段,全省下大力气对传统支柱产业进行改造提升,钢铁、建材、化工等传统产业加快转型升级,质量效益显著提升。2018年,规模工业中,黑色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业和有色金属矿采选业实现利润总额分别比上年增长42.8%、37.5%和16.4%。产品结构逐步调优,中高端产品产量快速增长。

近年来,湖南更是紧扣产业技术需求,紧抓关键技术瓶颈,协同攻关,着力突破“微晶石墨的高效高值化利用”和“面向新型建筑施工的智能化绿色工程机械研制”等关键技术,力争3年内形成一批国内外领先的重大科技成果和自主创新产品,促进相关产业的快速发展。

因“新”而动,新兴产业“新芽成大树”

“这太酷了!”天仪研究院项目总监吴兴贵是一名90后,来到天仪研究院(下称“天仪”)之前,他曾在沿海地区一家不错的企业,做着一份不错的工作,有着一份不错的薪资,但他却辞职毅然地来到了天仪,家里人都觉得他“脑袋有坑”,他却觉得这是一件很酷的事情。“工作很酷,行业很酷,成果很酷!

他一连说了几个“很酷”。

吴兴贵和天仪创始人杨峰一样,是土生土长的湖南人,怀揣着浓浓的乡情,他们回到了长沙创业。正是这样一群平均年龄只有30多岁的年轻人,托起了湖南民营商业航天的新生力量。

天仪技术人员正在确认卫星整星状态。

2019年8月31日上午7时,由位于长沙高新区的天仪自主研制的潇湘一号07星搭载快舟一号甲型运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。这是天仪的第8次太空任务,至此天仪已成功将14颗卫星送入太空为客户提供在轨服务,在卫星发射数量和服务能力上继续领跑中国民营航天。

当国内同行都去攻占通信和遥感这两个利润丰厚的市场时,天仪却选择了连国家队和创业团队都不愿进驻的太空科研市场。在很多人看来,太空科研市场是块难啃的硬骨头,规模小、攻坚难、利润薄。但在天仪人看来,这却是件很有意义的事情。

2016年,天仪完成了基于商业微小卫星的太空试验平台的研制。该平台可以为全世界科研机构、企业和个人提供灵活、高效的太空科学实验和技术试验服务。试验的准备时间从原来的几年缩短至几个月,成本比传统方式大幅降低。

为了降低成本,天仪选择了立方星(CubeSat)这一成熟的技术标准,研制超高性价比、安全可靠的卫星产品。在满足空间实验载荷需求和系统可靠性的前提下,大量采用商用器件取代昂贵的航天专用器件,从而大幅降低卫星成本,为太空科研节约宝贵的资金。

“天仪发射一颗卫星费用不到千万人民币,和国家队动辄过亿元相比,天仪有着明显的成本优势。”吴兴贵称,对于未来的发展,天仪有着清晰的认识:一是实现卫星的低成本批量化生产;二是要利用好成熟的中低端技术,逐渐向高精尖的核心技术迈进。

天仪一步一个脚印,几年时间就在民营航天领域硕果累累。

2016年11月,潇湘一号01星搭乘长征十一号运载火箭,成功升上太空,成为我国首颗商业化科学实验卫星,也开启了天仪征战太空的旅途。

潇湘一号。

2017年2月15日,“陈家镛一号”搭载ISRO(印度空间研究组织)的“PSLV-C37”运载火箭在印度南部的萨迪什·达万航天中心成功发射,这颗卫星由天仪、中科院过程工程研究所、中科院力学所和以色列SpacePharma公司基于各自的研究积累和技术优势联合研制,不到一年的时间就完成了从立项到发射的整个过程,打破了国内微重力科学实验从立项到实施的时间纪录。

此后,潇湘一号系列星、长沙高新号TY4-01、铜川一号TY4-02等一批卫星陆续从长沙高新区出发,射向太空。

“下一阶段,天仪的目标是从单星发射到规模化量产卫星发射和星座产业化发展,成为微小卫星星座整体解决方案的提供者。”吴兴贵介绍,单星发射只需要保障所发射的卫星的基本能力,而星座发射则是低轨卫星的组网运行,对星间分布、覆盖性等提出极高的要求。“我们预计2020年发射20颗卫星,拥有发射30颗卫星的能力,预计到2021年有发射100颗卫星的能力。

天仪的成果斐然,是湖南大力培育发展战略性新兴产业取得的成果之一。近年来,湖南深入贯彻落实“创新引领、开放崛起”战略,在高质量发展道路上全“新”出击,收获了累累硕果,获得了国务院通报表扬。

盘点湖南科技创新计划的支持路线图,可以看到一组蕴含着巨大能量的数据。近5年实施省科技重大专项55个、战略性新兴领域科技攻关与产业化项目256个,越来越多的标志性创新成果脱颖而出。

来源:科技湖南

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