詹姆斯·道格拉斯金奖首位中国学者:紫金矿业蒋开喜获国际冶金界最高奖
2026-03-03 15:41
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“表彰其在有色金属提取冶金领域的技术创新、工业运营和教育方面所作的创造性贡献。”一句横跨太平洋的简短获奖评语,为一位中国科学家48年的探索写下了注脚。

近日, 这行文字随同一则重磅消息,在美国矿业、冶金与石油工程师学会(AIME)官网悄然上线,紫金矿业首席科学家蒋开喜获2026年詹姆斯·道格拉斯金奖,成为首位获得该奖的中国学者。

这一以19世纪采矿冶金巨匠詹姆斯·道格拉斯命名的奖项,自1922年AIME设立以来,一直被誉为全球有色金属冶金领域的最高荣誉。它的历届得主名单,就是一部世界冶金技术发展史。

近百年来,这部史册上第一次刻下了中国学者的名字。

同一时间,蒋开喜还获评AIME下属美国矿物、金属和材料学会(TMS)提取与加工分会(EPD)评选和颁发的“EPD杰出讲师奖”。双奖齐落,不仅是对他个人48年科研生涯的肯定,也标志着中国在复杂金属提取领域的技术和理念,已然获得了世界的回响。

“这份荣誉不属于我个人。”蒋开喜表示,“它属于许多在有色金属冶金领域坚持创新的中国科学家,我仅仅是他们之中一员。”

内心的激动却也是真的,他对团队坦言:“这说明我们走的路,是世界认可的路,我们为世界有色冶金科技作出了中国贡献。”

与金属元素对话的极简哲学

蒋开喜的科研之路,始于1978年。那一年,15岁的他跨入原东北工学院(现东北大学)的校门,自此与冶金工程结下不解之缘。

“当时并没有多么崇高的理想,有色金属冶金系、重金属冶炼专业这几个名词,我哪个都不明白。”蒋开喜回忆道,“当时就是简单地听从教学安排,让学什么就学什么,学着学着成绩好了,就来兴趣了。”

研究生毕业后,他进入北京矿冶研究总院做科研,1990年赴德国亚琛工业大学攻读博士学位,1995年回国继续做科研。20多年里,“学习—工作—再学习—再工作”不仅使他打下坚实理论基础,也让他有机会系统观察世界有色冶金技术的前沿。

但他心里始终装着一个问题:中国有色冶金工业,资源利用率平均只有35%,高能耗、高污染,能不能从根本上改变?

答案,藏在他1996年底的一次“较真”里。

江西拥有我国第一座现代化闪速炼铜厂。20世纪80年代,我国以日本某冶炼厂为样板,全套引进了当时全球领先的技术装备。其中,有一套处理砷滤饼的工艺——先把阴极铜熔成铜粉,制成硫酸铜,再用它置换硫化砷,然后空气氧化、二氧化硫还原……流程冗长复杂,成本高昂。

这套工艺在日本能跑通,是因为该冶炼厂隔壁就是一家镍精炼厂,有现成的含杂质铜粉可用。而江西的冶炼厂没有,于是他们把好铜熔成铜粉,再做成硫酸铜。

“照猫画虎,生搬硬套。”蒋开喜后来这样评价。

1996年底,他在研究阴极铜质量问题时,偶然撞上了这套工艺,越看越不对劲。

“10多年了,竟然没有人质疑过。”他把自己关进资料室,查阅海内外文献,反复推演,方案浮出水面:不用铜粉,不用硫酸铜,直接用加压氧气把砷氧化成五价,再用二氧化硫还原,三氧化二砷就能直接结晶,随后进行了近两年的实验研究,取得了突破性的进展。

1998年,他在昆明举行的第三届湿法冶金国际学术会议上发表了这项成果。经过近10年的完善和推广,这套“砷滤饼加压浸出技术”已成为国内铜冶炼含砷废料处理的主要标配工艺。

这项技术后来获国家技术发明奖二等奖,更重要的是,它催生了一种思想的诞生。

“我一直在想,我们到底在追求什么?”蒋开喜说,“其实就是一句话:做有用功,不做无用功。”

2000年前后,他把这个思想凝练成一个名字:“最小化学反应量原理。”

原理的核心,朴素得不像一个学术概念:在金属提取过程中,应尽最大可能使必要的化学反应最大化,同时使有害和无用的副反应最小化——辅助材料最少化,反应高效化,装置小型化,能耗最低化,废弃物最少化。

最终实现绿色、高效、低成本。

“就像人总想用最小的付出,获得最大的收获。”蒋开喜这样解释,“我们搞冶金的,目标也一样。”

原理有了,技术随之而来。他带领团队发明了可控加压浸出技术,原创了锌镓锗同时提取的加压浸出工艺,研发了红土镍矿逆向浸出、复杂钼精矿湿法冶炼等一系列绿色高效新工艺。其中,锌精矿加压浸出技术让原本“非请自来”的黄铁矿在反应过程中保持沉默,废渣量下降超过70%,还给从渣里回收黄铁矿创造了条件。

在复杂氧化矿领域,他又提出了“能选则选、能冶则冶、选冶互补”选冶联合的技术思想,发明复杂氧化矿选冶新技术,支撑了多个大型重大矿冶项目开发。

全球公认难处理的云南汤丹氧化铜矿,他研发了“氨浸—浸出渣浮选”新工艺,建成了两座示范工厂;秘鲁氧化锌矿,他首次将还原挥发工艺带入工业应用;世界第二、亚洲最大的新疆和田火烧云氧化铅锌矿,他制定的冶炼工艺方案,让3家设计院在初步设计阶段全部转向。

蒋开喜说:“我不是在‘发明’什么,我是在读懂金属的语言,找到与它们相处最有效的方式。”

德国亚琛工业大学Bernd Friedrich教授认为:“蒋开喜擅长对实际应用进行理论分析。他提出的原理不仅优化了提取过程,更改变了我们看待资源利用的方式。”

矿山寻径的低碳智慧

2019年,蒋开喜加入紫金矿业,担任总工程师、首席科学家。

从研究院到企业,有人不解。他只说了一句:“这里能把技术变成现实。”

在这个全球化平台上,他的技术理念得以在更广阔的天地中验证与发展。他频繁往返于中国、哥伦比亚、塞尔维亚、塔吉克斯坦、刚果(金)等项目现场,将理论工艺与当地矿石特性深度结合,使紫金全球矿山的开发更加高效、清洁、节能。

“资源开发技术没有标准答案,只有最优路径。”这是蒋开喜的信条。这种因地制宜的技术理念,使他总是能够把资源特点与当地各种条件进行最佳组合,获得理想的开发效果。

面对塞尔维亚佩吉铜金矿含金2克/吨~5克/吨的硫精矿。直接氰化不行,焙烧氰化不行,热压预氧化也不行——金收不回来,硫用不上,成本高,废弃物大。业内专家判了“死刑”。

蒋开喜却说:“可以炼。”

他提出的方案是:硫精矿直接熔炼,用硫化亚铁冰铜富集金、银、铜,同时产出硫酸。新工艺清洁高效,仅用约0.5克金作成本,就能让1.5至4.5克金变成纯利润。

“后来我们查文献,发现19世纪美国芝加哥一家公司记录过类似思路,用熔炼法处理黄铁矿型金精矿。”蒋开喜说,“但氰化提金发明后,成本更低,这条路就没人走了。”

100年后,他把这条路重新走通。

更为关键的是,他提出不加铜精矿,仅用黄铁矿独立熔炼。试验效果出奇的好——金富集了,有价金属回收了,硫的利用率远高于热压预氧化和焙烧,而且不耗能、零碳排放,余热还能发电。

同行评价:这可能是未来低品位含金资源利用的主流技术。

西藏玉龙铜矿,高寒缺氧。蒋开喜研发的“强化浸出”技术,抑制可溶硅,提高铜浸出率,建成了我国首座高寒高海拔万吨级湿法铜厂,为助力西藏建设国家清洁能源资源接续基地,提供了新的技术支持。

青海盐湖,萃取提锂卡在了工程化关口。法国人的离心萃取器方案报价4个多亿,蒋开喜和中国科学院青海盐湖所李丽娟教授合作,仔细分析萃取动力学特征后,力排众议:不用进口离心机,用混合澄清器。

他带着团队对传统设备进行结构创新,硬是在不稳定、高含固的复杂工况里,把萃取系统跑通了。整条万吨级生产线,总投资仅1.8亿元——不到进口设备报价的四成。

全球首条大规模卤水萃取提锂生产线,在青海建成,年产高纯氯化锂1万吨,开创了盐湖提锂的全新技术门类。

锂提取、碳中和冶金工艺、延长回转窑寿命、砷渣无害化处理、阴极铜质量改进、铂族金属(PGM)回收……

他让复杂矿石变得“听话”,这种能力的背后,是对矿物特性的深刻理解和对工艺过程的精准把控。

2024年1月,蒋开喜成为党中央、国务院首次授予的81名“国家卓越工程师”之一。

加拿大英属哥伦比亚大学David Dreisinger教授说:“蒋博士的工作促成了许多节能和低碳工艺以及新颖设备设计的发展,在有色冶金的工业应用等方面作出了杰出贡献。”

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