发明家王武生：回收铜无熔炼直接电解革命技术 |
| 2017-02-09 15:41 作者：佚名 来源：硅谷网 HV： 编辑：何睿 【搜索试试】
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电解铜是电子电器工业最重要有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。我国目前是世界上最大的铜回收利用国，年产量达到八百万吨，居世界首位。现在我国的电解铜95%以上都来自于回收利用，但铜的回收过程又是一个重金属污染严重和大量消耗能源的过程。在环境污染严重、能源资源短缺的今天，积极寻找绿色环保、高效节能的生产工艺，减少资源浪费和环境污染已是大势所趋。王武生教授发明的铜直接电解回收的技术，从根本上解决了回收过程中的环境污染问题，大幅度降低了能源消耗，是铜回收冶炼领域的，特别是铜回收电解技术发明以来的一次技术革命。我们有幸采访到了发明家王武生教授，了解到他是如何解决这一世界铜冶炼领域的技术难题的。
记者：王教授，你好！请问你发明的回收铜直接电解技术与现在的技术有什么区别？
王武生：首先我想介绍一下现在的铜电解的工艺：现在回收铜必须先将铜进行熔化，铸成阳极板后才能去电解。
记者：全世界都是这样的，难道有什么问题吗？
王武生：当然全世界目前都是采用这种工艺。但这种成熟的工艺会产生大量的环境污染，同时消耗大量的能源，并且经济效益很低。
记者：能具体谈谈吗？
王武生：好的。首先是环境污染：因为在铜熔化过程中会排放大量的重金属，如铅等，造成周围老百姓得“血铅病”。其次，由于铜的熔点高达一千多度，所以熔化时会消耗大量的能源，产生大量 温室气体，但现在我国强调发展绿色经济，必须实行降耗减排。其三，宝贵的有色金属资源浪费，我国是一个有色金属资源严重匮乏的国家，这些宝贵的有色金属一部分排入到空气中污染环境，另一部分变成废渣。其四，经济效益差，除了能源费用昂贵外，在熔炼过程中还将部分铜变成了氧化铜，氧化铜的价值要远低于铜，即使可以回收，但氧化铜只能电积回收，不能电解。同样一吨铜电解只需300度电，但电积需要2000度电，成本大幅度上升。
记者：你的技术是如何实现的？
王武生：我的发明在回收过程中没有铜熔炼。
记者：你不熔炼如何将铜制成阳极板呢？据我们所知：不先将铜制成阳极板就无法进行电解。
王武生：我是通过机械方式将铜直接压制成阳极板，没有熔炼过程。
记者：这是一种非常简单的工艺，难道别人没有想到过吗？
王武生：我相信以前也有人试验过，但是失败了。
记者：为什么别人失败了，你却能成功呢？
王武生：因为如果简单地直接压成板块，在电解过程中会产生断裂，无法实现工业化生产，也无法压成大块的阳极板。
记者：那你又是如何实现的呢？
王武生：这就好比制造大块水泥板一样的道理，你如果只有水泥，你做出的水泥块就会断裂，但你们如果在里面加入钢筋骨架就不会断裂了。
记者：你是说在铜粉压制的过程中在里面加入了骨架？
王武生：对！这种骨架材料机械强度高，抗腐蚀，不参与电解，可以反复使用，一百年也不会损坏。
记者：你的发明与现在的技术相比有什么优势呢？
王武生：简单地说就是：环保化、节能化、资源化、效益化。
记者：什么是环保化？
王武生：在回收过程中无废水、废气、废渣的排放。改变了现在周围老百姓得“血铅病”的历史。
记者：什么是节能化？
王武生：在电解前的阳极板制作过程中不消耗能源，现在每熔化一吨铜需要消耗80-150公斤燃油。
记者：那八百万吨将是一个多么惊人的数量啊！
王武生：八百万吨的产量但能源消耗不止八百万吨，应该一千多万吨。
记者：为什么？
王武生：因为现在一吨阳极板不能全部电解，还有残极产生。残极的量约三分之一，如厚度35毫米的阳极板，当电解到厚度十多毫米时你就要停止电解，如果继续电解会产生断板，造成生产事故。并且如果是二次熔铸能耗会成倍增加，所谓二次熔铸就是先熔炼成元宝铜，再熔铸成阳极板。一年需要上百万吨的燃油或天然气，现在如果全部采用我的发明会每年为国家节省上百万吨的燃料，同时减少数百万吨的温室气体的排放，具有非常重要的社会意义和经济意义！这就是所谓的“节能化”。
记者：这么重要的能源消耗，国家有什么相关的政策导向吗？
王武生：有！其中的政策规定只有规模达到十万吨的才能批准投产，因为规模大可以相对降低每吨的能源消耗。但规模大也只能相对减少而已，无法从根本上杜绝能源的消耗和污染的产生。
记者：那资源化是什么意思？
王武生：将原来排入大气和废渣里的重金属如铅、锡、金、银等回收利用。
记者：效益化呢？
王武生：由于减少了能源消耗，提高了铜的回收率，降低了生产成本，从而可以大幅度地增加经济效益。采用本发明原有的电解生产设备不作任何改造，仍然采用现有的生产设备和工艺。并且无污染排放、节省能源，具有重要的社会意义！
▲上图为电解铜阳极板熔铸生产现场
记者：王教授，您的回收铜无熔炼直接电解技术发明产品有通过相关机构化验吗？
王武生：化验是必须的，我们通过合作单位荆州市友大金属制品有限公司委托北京矿冶研究总院测试研究所对直接电解的电解铜做了化验报告。
▲上图为直接电解的电解铜的化验报告
王武生教授发明的“回收铜无熔铸直接电解技术”，既没有熔炼过程，节省了大量能源费用，又没有铜在熔炼过程中的损耗；且原有的电解生产设备不作任何改造，仍然采用现有的生产设备和工艺，与现有技术相比节省不少生产成本，这对回收铜行业的发展，无疑是具有里程碑意义的。
连线人物：
王武生，华东理工大学机械与动力工程学院教授；2005年《汽车制造与修理》教授级高级工程师；国家汽车标准委员会车身分标委员会委员；上海奇谋能源技术有限公司总经理；上海市第四届 创造发明奖；松江区第二届拔尖人才；上海市领军后备人才；上海市松江区市民最喜爱的“我们松江人”获奖人。
王武生在长期的创造过程中取得了丰富的科技创新成果，共取得了几百项发明，获得了国家知识产权局颁发的四十多项发明专利证书和四项美国专利。其中，发明的《WFY-1汽车碰撞模拟台车》，改变了利用线性变量叠加合成非线性曲线的传统方式，采用直接利用金属管的变形吸能的原理，实现了波形再现，真正实现了自主开发， 打破了德国、美国在此技术领域的垄断，被中国汽车认证中心、国家汽车监督检验中心（上海）等采用，列为上海市高新技术成果转化项目，获上海市第四届创造发明专利三等奖。《限荷预紧式安全带》的发明，打破了美国专利技术垄断，填补国内空白，它采用限力式安全带大幅度提高了乘员的安全性，被中国奇瑞汽车公司、江淮汽车公司等采用，被列为上海专利二次开发项目。作为全国汽车标准化技术委员会会员，参与了多项国家标准的制定，如《汽车安全带标准》、《汽车安全气囊标准》并且主持起草《车辆前下部防护装置》的国家标准，是上海市第一次自主负责起草和制定的汽车行业的国家标准。针对高原战士缺氧及部分边远地区的小型医院缺少医用氧气的状况，开发了《家庭实用、车用小型电解制氧机》，获得第十届全国发明银奖，据此发明制造的产品获第十届全国发明新技术产品金奖。《安全带紧急锁止试验台》试验装置原来一直依赖进口，每台进口需19万马克，经过对比试验，该产品完全达到国外同类产品的性能，操作更为简单，填补了国内空白，价格仅需人民币20万元，已被中国汽车产品认证、解放军总装备部定远试验场、602直升机研究所采用。 除了在发明中取得了丰富的成果外还发表论文十多篇，其中在国家一级期刊共发表了具有创新理念和独特见解的论文6篇。
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