在我國(guó)煤炭界，有這樣一個(gè)人，他以國(guó)家需求為導(dǎo)向，扎根煤海礦山，攻克了干法選煤、高效篩分等世界性難題，為綠色低碳中國(guó)建設(shè)作出了重大貢獻(xiàn)。他，就是我國(guó)礦物加工專家、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教授趙躍民。
 

趙躍民（中）榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)

一生不變的信念

我國(guó)是富煤、貧油、少氣的國(guó)家，煤炭清潔高效利用成為守護(hù)祖國(guó)碧水藍(lán)天的第一道防線。

1982年，本科學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)的趙躍民考入中國(guó)礦業(yè)學(xué)院，他驚喜地收到了著名選礦專家陳清如教授的一封信。陳清如向他介紹了選煤發(fā)展的方向，希望他能夠讀自己的研究生。當(dāng)時(shí)對(duì)選煤尚不了解的他并沒多想就同意了，從此與選煤結(jié)下不解之緣。

煤炭為什么要分選？這要從煤炭的形成和開采說起。經(jīng)過4億年漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代和地殼運(yùn)動(dòng)，煤炭在形成中混入了各種礦物雜質(zhì)，在開采和運(yùn)輸中又混入巖石和其他雜質(zhì)。

為了得到“純粹”的煤，就要對(duì)煤炭進(jìn)行分選加工。選煤能夠去除煤中灰、硫等雜質(zhì)，把煤炭按質(zhì)量分成各種產(chǎn)品，為電力、化工、冶金、建材等行業(yè)提供清潔燃料與優(yōu)質(zhì)原料，節(jié)約能源，減輕環(huán)境污染。我國(guó)2/3的煤炭資源蘊(yùn)藏在西部干旱缺水地區(qū)，不宜采用傳統(tǒng)的濕法選煤技術(shù)。

中國(guó)工程院院士陳清如是我國(guó)“干法選煤之父”、礦物加工學(xué)科的奠基人和開拓者之一，在濕法選煤長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位的情況下，他于1984年創(chuàng)造性地提出了空氣重介質(zhì)流化床干法選煤理念并開展研究。趙躍民跟隨導(dǎo)師陳清如以礦為家，進(jìn)行技術(shù)攻堅(jiān)。1994年在黑龍江七臺(tái)河建立了世界上第一個(gè)干法選煤工業(yè)性試驗(yàn)系統(tǒng)，在世界選煤界引起轟動(dòng)。這意味著干旱缺水、高寒地區(qū)及易泥化煤炭的分選從此有了另一種可能。

干法選煤是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是世界性的技術(shù)難題，從完善基礎(chǔ)理論到干選設(shè)備大型化、工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高分選精度、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，還有許多關(guān)鍵難題等待攻克，需要幾代人的接續(xù)奮斗。陳清如對(duì)他的第一位碩士生、博士生趙躍民充滿了期待。
 

趙躍民主持國(guó)家能源集團(tuán)新疆公司干法選煤工業(yè)系統(tǒng)建設(shè)
 

1998年，陳清如將這一重?fù)?dān)交給了趙躍民：“你一定要把干法選煤在工業(yè)生產(chǎn)上搞成功，還祖國(guó)碧水藍(lán)天。”

此后，趙躍民帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，與唐山神州機(jī)械集團(tuán)、國(guó)家能源集團(tuán)等產(chǎn)學(xué)研用深度融合，自主創(chuàng)新，經(jīng)過多年的攻關(guān)，突破了200多年國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)濕法和風(fēng)力選煤的模式，提出了氣固流態(tài)化干法分選理論，發(fā)明了干法重介質(zhì)流化床和細(xì)粒煤復(fù)合式干法分選機(jī)，首創(chuàng)了模塊式高效干法選煤工藝系統(tǒng)，主持建設(shè)了模塊式干法選煤廠，在國(guó)內(nèi)外實(shí)現(xiàn)了煤炭高精度干法分選，引領(lǐng)了世界干法選煤技術(shù)的發(fā)展。獲得2018年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

三十年前，我國(guó)的選煤廠幾乎沒有高效干法選煤技術(shù)。目前，我國(guó)已有2億噸煤炭分選使用了干選技術(shù)。“干法選煤成本低、不用水，沒有后續(xù)復(fù)雜的煤泥水處理，從0到2億噸，我有信心，它會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。”趙躍民說。

敢闖“科研無人區(qū)”

“國(guó)家大力治理煤炭燃燒產(chǎn)生的污染，這也對(duì)煤炭的篩分和分選提出了更高的要求。”趙躍民介紹，原煤經(jīng)過破碎后，分成0～100毫米不等大小的顆粒，再經(jīng)過篩分機(jī)按照粒度大小進(jìn)行篩分分級(jí)。20世紀(jì)90年代，國(guó)產(chǎn)篩分機(jī)的篩分下限是25毫米，少數(shù)情況下可以達(dá)到13毫米，再小就容易堵塞，但直徑小于25毫米的細(xì)粒煤在我國(guó)原煤中占比60%以上。

“必須盡快攻破這些難題！”趙躍民帶著團(tuán)隊(duì)不分晝夜開展研究，他們瞄準(zhǔn)行業(yè)共性技術(shù)難題，開始進(jìn)行篩分理論研究和技術(shù)創(chuàng)新。

趙躍民將傳統(tǒng)干物料、單顆粒透篩、剛性篩面和顆粒線性運(yùn)動(dòng)理論發(fā)展為潮濕物料、粒群透篩、彈性篩面和非線性運(yùn)動(dòng)理論，揭示了煤泥堵孔形成及破裂機(jī)理，提出了潮濕細(xì)粒煤大振幅、大振動(dòng)強(qiáng)度篩分新技術(shù)，突破了傳統(tǒng)振動(dòng)篩篩面振動(dòng)強(qiáng)度大和篩體動(dòng)應(yīng)力低難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)瓶頸，解決了潮濕細(xì)粒煤6毫米篩分的技術(shù)難題，在我國(guó)煤炭行業(yè)廣泛應(yīng)用。獲得2005年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求加大，我國(guó)煤炭產(chǎn)量迅速攀升至世界首位。選煤廠對(duì)大型振動(dòng)篩的需求也越來越多。早期的國(guó)產(chǎn)大型振動(dòng)篩使用壽命2年左右，僅為進(jìn)口產(chǎn)品的1/2，使得我國(guó)大型振動(dòng)篩主要依賴進(jìn)口。

敏銳地發(fā)現(xiàn)這個(gè)難題后，趙躍民帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與中煤科工集團(tuán)、鞍山重機(jī)集團(tuán)等投入大型振動(dòng)篩的研發(fā)中。他拋開傳統(tǒng)思路，發(fā)明了大剛度超靜定網(wǎng)梁體激振器，成功研制出世界上第一臺(tái)大型超靜定振動(dòng)篩，開發(fā)了高性能大型振動(dòng)篩分技術(shù)，攻克了大型振動(dòng)篩可靠性差、篩分效率低的世界性技術(shù)難題，一舉改變了國(guó)內(nèi)大型振動(dòng)篩完全依靠進(jìn)口的局面，在全國(guó)14個(gè)大型煤炭基地得到了廣泛應(yīng)用，并迅速打入國(guó)際市場(chǎng)。獲2014年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

如何讓更多的礦產(chǎn)資源（煤炭、金屬礦、非金屬礦等）得到清潔高效的利用？近年來，趙躍民研究領(lǐng)域從煤炭拓展到了金屬礦與非金屬礦，針對(duì)難篩分礦產(chǎn)資源水分高、細(xì)粒含量大等問題，在國(guó)際上首次建立了篩體－粒群耦合作用篩分理論，研制了難篩分礦物高效篩分裝備，篩分粒度下限降至3毫米，攻克了難篩分礦物高效篩分世界性難題，使我國(guó)難篩分礦物高效篩分技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先。

研究成果在礦山、冶金、電力、化工、環(huán)保等行業(yè)推廣應(yīng)用，并出口澳大利亞、俄羅斯等“一帶一路”11個(gè)國(guó)家。獲得2020年教育部科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，入選2021年度中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展。
 

趙躍民指導(dǎo)學(xué)生研究
 

俯首甘為“孺子牛”

40年來，在選煤領(lǐng)域作出了卓越貢獻(xiàn)。他是我國(guó)選煤領(lǐng)域第一個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)帶頭人，是國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者和長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授，也是國(guó)家級(jí)教學(xué)名師。

他對(duì)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)讓一些貪圖舒服的學(xué)生“望風(fēng)而逃”。對(duì)學(xué)生的論文，他最反復(fù)詢問的一句話是——“這個(gè)數(shù)據(jù)你做了多少次，是否經(jīng)過反復(fù)的驗(yàn)證”？很多時(shí)候，他的追問讓學(xué)生冒汗。趙躍民的一言一行，深深地影響著他的團(tuán)隊(duì)成員。“趙老師經(jīng)常工作到凌晨，我們也不能松勁兒。”趙躍民團(tuán)隊(duì)成員表示。

在他的影響下，團(tuán)隊(duì)教師踔厲奮發(fā)、艱苦奮斗：駱振福教授懷揣赤子之心，將滿腔熱血傾灑在深愛的選煤事業(yè)上，用生命書寫了新時(shí)代奮斗者的人生答卷；國(guó)務(wù)院政府特殊津貼獲得者劉初升教授，在煤炭高效振動(dòng)篩分領(lǐng)域取得了突出成果，獲“慶祝中華人民共和國(guó)成立70周年”紀(jì)念章……在他的帶領(lǐng)下，這支團(tuán)隊(duì)被評(píng)為“全國(guó)煤炭工業(yè)先進(jìn)集體”，獲得中國(guó)煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)“創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”。

如今，趙躍民和他的團(tuán)隊(duì)仍在“潔凈煤”的路上努力奔跑著，為了那個(gè)幾代礦大人共同的夢(mèng)想——還祖國(guó)碧水藍(lán)天！