與煤炭資源伴生的粉煤灰,、煤矸石,,在常人眼中“一無是處”,,在她的眼里卻“價值連城”,。她數(shù)十年致力于環(huán)境科學(xué)與工程前沿研究,,用孜孜不倦的求索精神和精益求精的科學(xué)態(tài)度,,從理論到實踐探尋固體廢棄物的資源化利用之路,。經(jīng)歷了一次又一次失敗的考驗,,她始終不忘初心、孜孜以求,,最終創(chuàng)造了一個又一個令人刮目相看的重大科研成果,,實現(xiàn)了一項又一項產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化,把污染環(huán)境的“固廢”變成了高附加值的稀缺金屬,、優(yōu)質(zhì)的建筑材料,,為實現(xiàn)“固廢”資源化利用作出了突出貢獻(xiàn)。
程芳琴(左三)在指導(dǎo)學(xué)生做實驗■ 受訪者供圖
她就是山西大學(xué)副校長,、博士生導(dǎo)師程芳琴教授,。她還擔(dān)任國家環(huán)境保護(hù)煤炭廢棄物資源化高效利用技術(shù)重點實驗室主任、CO2減排與資源化利用教育部工程研究中心主任,。2024年被授予“國家卓越工程師”稱號,。
獻(xiàn)身科研事業(yè)創(chuàng)造一流科研成果
20世紀(jì)90年代,中國硫酸鉀嚴(yán)重短缺,,對外依存度高,,外匯逆差對內(nèi)向農(nóng)民實行補貼。國家“九五”期間,,提出依托鹽湖資源開展科技攻關(guān),,程芳琴果斷迎戰(zhàn),帶領(lǐng)團(tuán)隊攻克礦泥含量高,、轉(zhuǎn)化效率低,、芒硝系統(tǒng)水不平衡的“卡脖子”難題,。當(dāng)她中試發(fā)現(xiàn)固液懸浮體系產(chǎn)品質(zhì)量在工程中無法穩(wěn)定運行,隨即走訪美國,、德國,、俄羅斯等8個國家考察相近體系的先進(jìn)技術(shù),確定唯自動控制有希望解決,?;貒螅o自己立下了“沒有退路,,只能成功”的軍令狀,,成立自控小組,總結(jié)實驗規(guī)律并編制運行程序,、設(shè)計調(diào)節(jié)回路,、增設(shè)自動閥門等生產(chǎn)工藝控制方案,確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,,大幅降低了生產(chǎn)成本,。
經(jīng)過8年的探索實踐、三千多個日夜的堅守,、千萬次嘗試的堅持,,程芳琴帶領(lǐng)團(tuán)隊終于實現(xiàn)了芒硝法生產(chǎn)硫酸鉀過程系統(tǒng)水平衡的突破,為世界低品位資源制取硫酸鉀開辟了一條新路,,斬獲了2003年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎,。這一成果倒逼硫酸鉀進(jìn)口價格大幅下降,為國家節(jié)約大量外匯,。
金杯,、銀杯,不如人民的口碑,。比起榮譽,,程芳琴更加珍視的是創(chuàng)新技術(shù)能不能造福于民,能不能回報這片養(yǎng)育了她的黃土地上的父老鄉(xiāng)親,。
北方冬季取暖基本是靠土鍋爐燃燒散煤,,一到冬季空氣污染就會加劇,這是產(chǎn)煤地區(qū)的頑疾,。中國煤矸石年產(chǎn)生量約8億噸,,堆存近百億噸,燃燒發(fā)電和地面回填是煤矸石規(guī)?;玫闹饕绞?,但燃燒利用率低,回填堆場自燃、滲濾頻發(fā),,嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境和生命健康,。
隨著碳達(dá)峰、碳中和被納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,,處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系,,成為國家和山西高質(zhì)量發(fā)展的重大課題。生于山西,、長于山西的程芳琴堅定地走在固廢高值利用的攻堅之路上,。
從山西到內(nèi)蒙古、陜西,、甘肅等地,,她用3年時間深入了解煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,詳細(xì)了解國家及區(qū)域發(fā)展對固廢資源清潔高效利用的重大需求,,找準(zhǔn)方向,,在攻堅克難中殺出一條“血路”,。
經(jīng)過10余年聯(lián)合攻關(guān),,程芳琴的科研團(tuán)隊開發(fā)出分質(zhì)資源化利用分類無害化填充技術(shù),形成了煤矸石清潔燃燒發(fā)電,、煤泥清潔型煤及配套爐具,、灰渣高值化利用及協(xié)同矸石無害化處置等一系列成果。在50MW和300MW機組應(yīng)用后,,煤矸石利用率提至85%以上,。煤泥和生物質(zhì)制備環(huán)保型煤和配套爐具,使煤泥燃盡率大幅提高,,減少了硫高溫釋放和一氧化碳中毒,,建立了1800多個示范戶,居民居住環(huán)境污染狀況明顯改善,。一個又一個科技創(chuàng)新,,填補了中國在煤矸石、煤泥污染控制和無害化處置領(lǐng)域的系列空白,。
弘揚高尚師德培育一流科研團(tuán)隊
“我不僅是一名科研工作者,,還是一名人民教師;不僅是學(xué)科帶頭人,,還是團(tuán)隊領(lǐng)頭雁,。”程芳琴告訴記者,,她非常重視人才的培養(yǎng),,不論科研工作有多忙,她都堅持為本科生授課,積極推進(jìn)工科教學(xué)改革,,榮獲國家級教學(xué)成果二等獎1項,、山西省教學(xué)成果獎特等獎1項。
為了幫助青年教師成長,,程芳琴多次自籌經(jīng)費資助團(tuán)隊青年出國訪學(xué),,選派優(yōu)秀青年教師和研究生深入企業(yè),培養(yǎng)工程實踐經(jīng)驗,。她和她的團(tuán)隊圍繞“凝練學(xué)科方向,、建設(shè)高水平學(xué)術(shù)團(tuán)隊、為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)”的目標(biāo),,積極開展國際視野下的科研教學(xué)交流合作,。與美國猶他大學(xué)Miller院士、澳大利亞西澳大學(xué)張東柯院士等國外學(xué)者產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān),,培養(yǎng)了一批具有國際視野和企業(yè)實踐的科研骨干,。她還非常注重言傳身教,用自己嚴(yán)謹(jǐn),、求實的工作態(tài)度,,潛移默化地引導(dǎo)身邊的青年教師迅速成長為可獨當(dāng)一面的優(yōu)秀科研骨干,成為省級,、國家級項目負(fù)責(zé)人,。
面向經(jīng)濟(jì)社會主戰(zhàn)場作出一流實踐貢獻(xiàn)
程芳琴教授始終堅持把服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為科研的重要導(dǎo)向。她致力于地方經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展,,助力山西省轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展,,先后在呂梁、朔州,、長治等地建立了產(chǎn)學(xué)研合作基地,,形成了較為完善的政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新平臺,成為支撐當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展的科研高地,、人才高地,、創(chuàng)新高地,推動校地緊密合作,,服務(wù)了地方經(jīng)濟(jì)建設(shè),。
與呂梁市深化產(chǎn)學(xué)研合作項目,在固廢資源高值利用與新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路上邁出了堅實的步伐,。與山西臣功固廢綜合處置利用有限公司簽訂《電解鋁廢渣資源化高值利用技術(shù)許可合同》,,成交金額4600萬元,刷新山西大學(xué)科技成果轉(zhuǎn)化單筆金額紀(jì)錄,。從廠房建設(shè)到設(shè)備安裝,,從試車生產(chǎn)到投產(chǎn)運行歷經(jīng)18個月,,推動高質(zhì)量合作項目落地見效……
科研永遠(yuǎn)在路上,育人沒有完成時,。每天的清晨四時,,她都會把課題組研究過程的問題梳理回顧,指導(dǎo)骨干教師和研究生在早會上清晰工作內(nèi)容,,這個在企業(yè)養(yǎng)成的日事日畢的習(xí)慣,,她在帶領(lǐng)團(tuán)隊的幾十年中一直堅守著。建立的“政產(chǎn)科教”四位一體的人才培養(yǎng)機制,,蹚出了一條具有工程特色和地方特色的研究生培養(yǎng)新路,。
“把科學(xué)論文寫在祖國大地上,把研究成果應(yīng)用在實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中,,把人生理想融入為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢的奮斗中,。”這是程芳琴教授常常教導(dǎo)學(xué)生的,。新時代是奮斗的時代,,她表示,將繼續(xù)帶領(lǐng)科研團(tuán)隊無懼風(fēng)雨,、踏浪前行,,積極投身中國式現(xiàn)代化的山西實踐,以實際行動繪就美麗中國的恢宏畫卷,。
科學(xué)導(dǎo)報記者 劉娜 通訊員 王越