鎳、鈷與鉑族貴金屬,是航空航天、新能源儲能、半導(dǎo)體芯片、高端醫(yī)療設(shè)備制造不可或缺的材料,被譽為“工業(yè)維生素”,更是保障國家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全的戰(zhàn)略金屬。
2021年3月,經(jīng)甘肅省科技廳批復(fù),由金川集團牽頭組建的甘肅省鎳鈷資源高效利用及新產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新聯(lián)合體(以下簡稱“創(chuàng)新聯(lián)合體”)正式成立。五年來,創(chuàng)新聯(lián)合體匯聚38家產(chǎn)學(xué)研單位力量,深耕采礦、選礦、冶煉、新材料、深加工、數(shù)智化六大產(chǎn)業(yè)鏈條,集中開展技術(shù)攻堅,推動全產(chǎn)業(yè)鏈提質(zhì)增效、產(chǎn)值穩(wěn)步攀升,為甘肅鎳鈷戰(zhàn)略性新材料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級注入強勁動能。
鏈主領(lǐng)航 協(xié)同攻關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)
創(chuàng)新聯(lián)合體的最大優(yōu)勢在于打破單位壁壘,實現(xiàn)設(shè)備、數(shù)據(jù)、人才、資金共享。金川集團充分發(fā)揮鏈主企業(yè)引領(lǐng)作用,依托鎳鈷共伴生資源開發(fā)全國重點實驗室、國家鎳鈷新材料工程技術(shù)研究中心等科創(chuàng)平臺,聯(lián)合蘭州大學(xué)、中國科學(xué)院蘭州化物所、中南大學(xué)等高校院所,針對我國鎳鈷資源對外依存度較高、低品位礦產(chǎn)利用難度大、傳統(tǒng)冶煉能耗偏高、高純貴金屬與高端合金長期依賴進口等行業(yè)難題,打通從礦石到高端新材料的全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控通道,取得一系列標(biāo)志性科研成果。
“鎳鈷高溫合金、高鎳單晶三元正極材料,分別是航空發(fā)動機、動力電池的核心基礎(chǔ)材料,此前兩類產(chǎn)品近乎完全依賴進口。”項目負(fù)責(zé)人馬玉天介紹,創(chuàng)新聯(lián)合體組建專項研發(fā)團隊、啟動重點攻關(guān)項目。在高溫合金領(lǐng)域,研發(fā)團隊攻克真空純凈化熔煉、成分均勻性控制等關(guān)鍵工藝,自主研發(fā)K213、K417高溫合金母合金,并配套研發(fā)自動化脫模新裝備;在儲能材料領(lǐng)域,科研人員持續(xù)迭代前驅(qū)體合成、高溫?zé)Y(jié)、表面包覆核心工藝,成功研發(fā)出高能量密度的高鎳單晶三元材料,整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
目前,該項目已建成450噸/年高溫合金母合金示范線、2000噸/年單晶正極材料生產(chǎn)線,累計銷售收入超1.5億元,產(chǎn)品批量供應(yīng)航空航天及新能源車企,預(yù)計后續(xù)高端裝備訂單將突破2億元。
攻堅克難 實現(xiàn)高端鎳鈷新材料規(guī)模供給
“核心技術(shù)要不來、買不來,只能靠自主研發(fā)!碧m州金川科技園有限公司董事長胡家彥說。秉持自主自立理念,創(chuàng)新聯(lián)合體科研人員協(xié)同攻關(guān),近年來多項科研成果接連落地。
2022年11月,創(chuàng)新聯(lián)合體通過跨單位協(xié)同攻關(guān),打通貴金屬溶液深度凈化、高精度電解精煉全流程,成功制備5N級(純度99.999%)高純金、銀、鉑、鈀、釕產(chǎn)品,建成500公斤/年高純貴金屬示范線,為國產(chǎn)芯片靶材生產(chǎn)提供穩(wěn)定原料保障,該項目已實現(xiàn)銷售收入1.22億元。
針對高鎳單晶三元材料能量密度不足、循環(huán)使用壽命較短等產(chǎn)業(yè)化瓶頸,胡家彥長期駐守生產(chǎn)一線,動態(tài)監(jiān)測燒結(jié)爐、包覆設(shè)備工藝參數(shù),牽頭組織團隊復(fù)盤上千組試驗數(shù)據(jù),持續(xù)優(yōu)化原料配比與燒結(jié)曲線,完成多輪技術(shù)迭代,最終推動量產(chǎn)線性能達(dá)標(biāo)。
在核心產(chǎn)品實現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)的基礎(chǔ)上,研發(fā)團隊持續(xù)向半導(dǎo)體材料、貴金屬催化劑等前沿領(lǐng)域拓展,實現(xiàn)半導(dǎo)體級貴金屬規(guī);┴洠瘟藝鴥(nèi)芯片上游材料安全屏障。
深耕產(chǎn)業(yè) 持續(xù)提升鎳鈷資源利用效能
歷經(jīng)五年建設(shè),創(chuàng)新聯(lián)合體已形成人才集聚、科創(chuàng)活躍、產(chǎn)業(yè)迭代的良好格局,構(gòu)建起分層培育、梯次成長的人才體系。其中,院士團隊統(tǒng)籌謀劃行業(yè)前沿技術(shù)路線,首席專家、青年科研骨干深耕試驗生產(chǎn)一線,2.2萬余名研發(fā)人員協(xié)同發(fā)力,為國內(nèi)鎳鈷產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展儲備了人才與智力支撐,為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級注入持久動力。
截至目前,創(chuàng)新聯(lián)合體累計承接國家級、省級科研項目48項,項目總投資20.84億元;科研成果轉(zhuǎn)化率突破79%,新產(chǎn)品產(chǎn)值超92億元。依托持續(xù)技術(shù)攻堅,創(chuàng)新聯(lián)合體相繼突破銅電解不銹鋼陰極、醫(yī)用重離子加速器高純無氧銅板材等多項行業(yè)技術(shù)瓶頸,超高純6N5鎳鈷、艦船白銅無縫管、貴金屬催化劑等系列高附加值新產(chǎn)品實現(xiàn)批量供應(yīng),有效降低了國內(nèi)高端鎳鈷材料的進口依賴度。
從傳統(tǒng)礦產(chǎn)粗放加工到高端新材料精研智造,從資源輸出型發(fā)展模式到技術(shù)創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)體系,甘肅省鎳鈷資源高效利用及新產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新聯(lián)合體通過五年實干,交出了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的扎實答卷,成為甘肅依托科技創(chuàng)新賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級、做強戰(zhàn)略性新材料產(chǎn)業(yè)、筑牢產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全屏障的標(biāo)桿。(新甘肅·甘肅經(jīng)濟日報全媒體記者房惠玲 閆婷婷)
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