沈政昌院士：精工砺冶，点石成金！

　　浮选是什么？

　　浮选是一项“利用气泡让有用的矿物浮到矿浆表面上”的技术。选矿装备专家、中国工程院院士沈政昌，被行业同仁誉为“浮选拓路人”，他曾用一个生动形象的比喻来形容整个矿物加工的工艺流程：“把矿石比作粮食，磨矿如同用牙齿嚼碎，球磨机相当于胃，浮选机就像肠道，各种药剂好比胆汁，有用的矿物变成泡沫被刮出来，便是矿石的‘营养’。”而想要获取最关键的“营养”——有用的金属，浮选技术这个吸收营养的“肠道”则起到了决定性的作用。《大先生》第五季本期镜头对准这位“点石成金”的大先生，看他如何驾驭这套矿石“消化系统”，在多种金属伴生的矿石里，提炼支撑国家发展的宝贵“营养”。

　　扎根矿山，四十年如一日

　　上世纪末，国内大型浮选设备完全依赖海外进口。国外企业垄断核心技术，价格高昂，国内大型矿山项目扩建处处受制于人。德兴铜矿位列世界八大斑岩铜矿之一，年产铜精矿含铜15万余吨，是我国铜工业原料供给的核心基地。矿山日处理矿石规模达十余万吨，迫切需要国产大型浮选装备打破技术封锁。加之矿山规模大、矿石性质难分选，德兴铜矿对浮选装备的容积率、稳定性、节能性要求极为苛刻，也因此成为了国产大型浮选机迭代升级最好的实验沃土。“核心重器不能受制于人。”沈政昌院士怀揣着这份信念，自1985年起就深深扎根矿山一线，将复杂难选的矿山现场作为国产浮选装备实现技术突围的实验阵地，一干就是四十余载。

　　突破封锁，从跟跑到领跑

　　从64台小型设备，到只需三台浮选机能完成作业的超大型浮选设备；从早年全靠人工值守到如今的智能化操控——这条中国浮选技术跨越之路绝非坦途。如今，沈政昌院士团队自主研发的国产680立方米超大型浮选机已经应用到了德兴铜矿的选矿生产中。这套仅仅依靠三台浮选机、三个作业的全新智能化浮选设备，不仅满足了处理量更大、指标更好的生产需求，更是代表了中国大型浮选装备领先国际的技术水准。

　　然而突破的背后是常人难以想象的艰辛。沈政昌院士回忆，曾想在国外参观矿业设备展览，但外国人知道他的名字后拒绝让他进入。“其实目的只是想看看人家的技术，想少走点弯路。工矿企业的、设计院的可以去，但一听是研究院就不让进——人家不想让你学，只想把东西卖给你。”当时他的反应只有三个字：自己弄！

　　2008年，一场雨雪冰冻灾害肆虐南方，树枝电线被压断，公路全线停摆。为了节省宿舍到实验场地的时间，保证新型浮选机的研发进度，沈政昌院士团队放弃十几公里外条件好的宿舍，在山上一栋办公楼里一住就是两个多月。湿漉漉的被褥，多台“小太阳”也难以抵御的严寒，昼夜不停地“三班倒”，就是在这样的条件下，团队苦熬60天，保证了200立方米浮选样机顺利投产，验证了我国自主研发的浮选放大理论完全可行。

　　在680立方米浮选机研制期间，沈政昌院士团队面临了更多难题。680这个简单的数字在当时是国际大型浮选机容积率的“上限”，从未有人突破。为了达成这一目标，沈政昌院士带领团队运用“挂图作战”的方式，把项目拆解成四五十个难题，通过一次次的反复试验逐步推进、逐个击破。2018年，这台中国自主研发的超大型浮选机在德兴铜矿落地应用，它的诞生，也标志着中国大型浮选装备达到了世界领先水平，成为了名副其实的为国争气的“争气机”。——“要走出去，支撑国家矿业企业走出去，首先要技术上不被人制约，实现国产化非常重要。”如今，沈政昌院士团队自主研发的全球单台最大容积浮选机——800立方米浮选机也已投入使用，更大规模的1000立方米浮选机也正在研发中。“我们已经处于国际领先，相当于进入了一个无人区。”沈政昌院士说，“科研就是把不确定的变成确定的。”

　　智启未来，向深空觅资源

　　如今，沈政昌院士把目光投向更远的未来，而这一季《大先生》特别设置的院士对谈环节，让他与老朋友——中国工程院院士、北京科技大学教授朱荣展开了一场从矿山到太空的跨界碰撞。

　　AI技术正在改变传统矿业。朱荣院士提到，过去钢铁材料的设计大量依赖人工实验摸索规律，现在有了AI技术，很多基础工作完全可以靠数据处理完成，材料研制时间大幅缩短。沈政昌院士深有同感，他透露团队最近正在做一个课题——利用智能化技术，专门针对种矿物进行筛选，从而避免大规模工业开采。他认为，人工智能促进工业应用，反过来也会推动人工智能技术本身的发展。

　　话题很快从AI延伸到更宏大的命题——人类如何走出地球，如何在太空获取资源。朱荣院士抛出一个前沿课题：要在月球或火星上盖房子，钢材从哪里来？不可能从地球把钢材运上去，因为太重了。所以必须到月球上去开矿，在那里把钢材生产出来。朱荣院士大胆设想，月球冶炼钢材品质或许优于地球。他以西宁高海拔低氧环境有利于炼钢作为类比：月球近乎无氧环境，理论上有望获得性能更优异的钢材。朱荣院士进一步提出，可利用电解法，直接从矿石中电解提炼金属，再用3D打印技术就地制造所需材料。现场，沈政昌院士还展示了脚上的3D打印鞋，并表示要赠送给朱荣院士一双。两人越聊越兴奋，沈政昌院士透露，团队正在南京建设一个工厂，直接生产金属粉末，需要什么合金材料，就把不同金属粉末混在一起直接打印——未来这项技术，在太空中也许会成为主流。“新的东西在不断涌现，但不管发展到什么程度，总体上还是要为实体经济服务、为国防安全服务。”沈政昌院士说。

　　从20立方米到800立方米，从跟跑、并跑到领跑，从德兴铜矿到月球、火星——沈政昌院士用四十年诠释了“精工砺冶，点石成金”的深刻含义。科研的本质，就是将未知变为可行，立足国家需求，破解行业关键痛点。大国重器从来不会凭空而来，是一代代科研工作者将青春奉献山野，将奋斗答卷书写在祖国山河之间。敬请关注北京卫视9月11日21:08《大先生》第五季，了解更多沈政昌院士的故事。