李国勋,有色冶金技术专家,我国有色金属冶金物理化学科研领域学术带头人之一。他致力难熔金属熔盐电解、火法冶金反应机理、无机材料合成以及化学二次电源等领域的研究,在电解铝、电解鈦等难熔金属的熔盐电沉积工艺和电化学理论方面取得了杰出的成果。他重视解决科学研究和工业生产中的实际问题,为促进我国有色金属工业的发展做出了突出了贡献,并培养了一批优秀的冶金科技人才。
人物履历
1935年1月15日 生于河北省丰南县(现划归唐山市)
1953年9月-1954年9月 北京俄语专修学校留苏预备班学习
1954年9月-1960年1月 苏联列宁格勒加里宁工学院(现圣彼得堡工业大学)冶金系学习
1960年1月-1960年5月 回国后的政治学习(在外语学院)
1960年5月-1962年10月 东北工学院(现东北大学)任教
1962年10月-1981年7月 北京有色金属研究总院冶金室任技术员和工程师
1981年7月-1987年7月 北京有色金属研究总院冶金室任高级工程师
1987年7月-1994年5月 北京有色金属研究总院冶金室任教授级高工
1994年5月-2002年6月 北京有色金属研究总院任冶金物化和材料设计中心主任,教授级高工
1989年9月-1990年2月 法国巴黎第六大学电化学研究所访问并合作研究
1995-1997年 任山东工业大学兼职教授
2002年 北京有色金属研究总院经济技术咨询委员会委员
2002-2008年 任比亚迪股份有限公司的独立董事
求木之长,必固其根
“对于冶金过程要从物理化学的角度去研究,揭示它的原理和规律,从而改进生产工艺。”这是李国勋留学期间常听苏联教授们说起的一句话,这句话给他留下了深刻的印象,也成为他工作的指导思想。
用热力学理论指导实践
1962年李国勋到北京有色金属研究院工作后接受的第一个课题就是纯TiCl2的制备。制取TiCl2最简便的方法是用TiCl4与金属Ti进行歧化反应,但采用此法未能制出纯度达99%以上的产品,钛的价态多,歧化反应是个比较复杂的体系,而国外关于此法的报道均忽视了自由焓变量与温度关系在三氯化钛相变点730℃左右应该产生转析的事实,数据选取不当。他在计算中纠正了这些错误,又根据自由焓变量与温度的关系优选了热力学数据,从而得到了高温下正确的热力学关系式,确定了应控制的温度和压力范围,仅用几个月的时间就制出了纯度达99%以上的TiCl2,撰写了“纯TiCl2制备及其热力学分析”的技术报告。
解决海绵铪含氧高的难题
1966年国家下达“〇九”工程任务的时候,镁还原法产出的海绵铪存在着含氧高(大于1000ppm)、合格率低的问题,李国勋通过现场考察,分析判断出这是工艺流程中精四氯化铪真空脱水条件不合理而造成的。由于HfCl4吸水后生成含结晶水的HfCl4.6H2O,因此他把这一工艺问题就转化为研究HfCl4.6H2O脱水过程的物理化学问题。组织技术人员认真研究了各个脱水阶段的脱水温度,发现完全真空脱水的温度为200-210℃,比原来生产中控制的180℃高出20-30℃。生产上采用新的控制参数后,铪中的氧含量降到了600ppm以下,满足了军工任务制造核反应堆控制棒的要求。
处理锂云母矿工艺研究
江西锂云母矿产资源综合利用是国家“六五”攻关重点项目。氯化焙烧的优点较多但需要的石灰石量大,为此李国勋从研究焙烧反应过程的机理入手,搞清了不同配钙量时氯化焙烧的反应机制,在国内外首次发现锂云母矿与石灰石和氯化钙在中温(约900℃)焙烧过程可以生成低钙铝硅酸盐使矿石分解,从而使氯化焙烧法石灰石的配入量减至0.4倍,该指标仅为国外报道的1/6,极大地减少了物料流量,使氯化焙烧法的工艺显示出更大的优越性。他执笔撰写了“盐熔和氯化焙烧法处理锂云母矿机理研究”的技术报告,该成果获1989年部级科技进步三等奖。
钠电解厂槽渣和钠上升管堵塞
七十年代,北京化工四厂的钠生产中经常出现黑色槽渣和钠上升管堵塞问题,每隔数月就需要停槽清理,影响生产而且劳动强度大,受冶金部委托李国勋作为项目负责人立项与化工四厂合作解决现场问题,通过调研取样,分析判断出该问题是过饱和加料以及槽温常有较大波动造成的,并通过研究证实了这一判断,从而建议工厂改为不饱和加料,制定了加料制度,他亲自下厂做了一个月试验,取得圆满成功。对于钠上升管堵塞的问题,他证明了钠上升堵塞的主要原因不是一般文献中所述由于钙的析出所致,而是因NaCl的析出。这一结论为改进钠电解工艺条件和设备结构提供了理论依据。
深入研究我国TiCl4电解工艺
采用篮筐式丝网阴极结构和敞口电解方式电流效率低,为了解决这一问题,李国勋主持开展了系统的基础性研究,证明了电解初期,电流损失主要来源于钠的析出;通过计算理论电流效率的数学模型,阐明电解中后期电流损失的原因,同时指出这是我国选用的槽型结构的必然结果;针对电解槽进一步扩大加深后电效再度下降的问题,又研究了电流沿丝网纵向分布规律,推导了分布规律方程,阐明了再度下降的原因。这些研究不仅丰富和发展电解制钛理论同时也指导了工艺实验,为国家对这一项目的决策提供了参考依据。
Y-Ba-Cu-O高温超导方面的研究
李国勋在Y-Ba-Cu-O超导体合成反应和热力学性质方面也做了非常有意义的工作,发现合成反应分两步进行,每步反应温度受原料中钡化合物种类的制约,提出了最佳合成条件;他研究氧的非化学计量,采用直接合成热重法,准确地测定了非化学计量值,并研究了不同温度下超导体中氧空位浓度的变化,求出氧空位浓度与温度的关系,得出了超导体由正交相转变为四方相的转变温度;研究了超导体的热性质和相图,对超导体的制备及性质研究有较大的参考意义。
提出含钾盐的低温铝电解技术
铝是当前世界上用途最广、产量最大的有色金属,但也是耗能和排放CO2最多的有色金属,人们一直设想用惰性电极来替代碳素电极,这一方面可节省优质碳素又可免除CO2的污染,同时还有可能缩短极距减少能耗,但是研究时出现了很多难题,针对这些问题,李国勋萌生了使用惰性电极在含钾盐低温熔体中电解铝的新构想,指导博士研究生于1991年开展了这方面的研究。这一思路目前已经得到更多学者的认同,已成为当前研究炼铝新工艺方面的热点问题之一。
镍氢二次电池的开发
化学电源属于应用电化学领域,基于李国勋在冶金电化学方面的较深造诣,又有一支能力较强的科研队伍和先进的实验手段,仅用一年左右时间就攻克和完善了全部生产工艺并于1993年将镍氢电池技术成功应用到工业生产,并培养了一批从事化学电源研究的科技人才。
兢兢业业,桃李芬芳
李国勋是北京有色金属研究总院最早期的研究生导师之一,为国家培养了20名硕士研究生和8名博士研究生,其中不乏像王传福这样坚持做一件事,最终成功的人。他在指导学生过程中特别重视为人师表,严谨治学。他严格要求自己,以自身的刻苦钻研、兢兢业业的敬业精神来感染学生,他注重启发科研人员和学生们的创造性,李国勋特别关心青年科技人员业务上的成长,要求他们干一行,爱一行,钻一行,鼓励他们勤奋学习,勇于探索,刻苦钻研。时常对他们说:“思考问题真要达到废寝忘食的程度,就有可能搞出创新性的成果”。十多年来从他的实验室涌现出了一批优秀的科技人才。
来源:叶尚云
采编/木子亙
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