喻连香:科技淬炼“绿”宝石

来源: 时间:2022-05-10

  668866路线资源利用与稀土开发研究所的正高级工程师喻连香是宝石产业固废、废水资源化利用方面学术带头人。20多年来一直从事矿物加工、矿物材料及固废、废水资源化利用领域的研究工作,负责完成科研项目30多项,主持的多个项目分别在大宝山矿业有限企业、茂名粤桥新材料钛锆精选厂、云南木利锑矿、博罗四角楼珠宝创意园等得到产业化实施,均产生了较好的经济、环境和社会效益。

  她2007年开始响应广东省企业科技特派员行动计划,充分发挥自己资源化利用专业特长,扎根现场,深入研究,在矿山资源化利用、共建产学研科技创新平台、带动多个企业科技创新、绿色发展方面成绩突出。

  2008年至2012年驻点广东省大宝山矿业有限企业期间,带领联合研究团队对大宝山旧铜选厂进行技改,其中综合回收硫资源项目采用喻连香教授团队研发的硫资源化利用技术,从实验到生产线投产不到两个月,投资少见效快,硫回收率提高了30%左右,当年选厂新增利税800多万元,同时尾水pH从3提高到6.5左右,解决了近20年来铜硫选厂尾水酸化问题。2010年7月被授予“优秀企业科技特派员”称号。

  近五年,身为科技特派员的她,分别被派驻深圳市深广灜投资有限企业、惠州市盛磊环保科技有限企业进行科技帮扶工作,兼任企业科技总监,全面协助企业负责博罗四角楼珠宝创意园里相关科技项目规划、研究、成果转化、企业科研机构及团队建设、产学研合作等工作。

  工作重心之一是针对惠州小金村宝石加工业的环境污染情况突破相关技术难题,助力当地珠宝产业转型升级以实现绿色可持续发展。

  小金村:从小作坊到产业园

  广东惠州博罗的小金村位于大湾区北部,自改革开放初期开始发展宝石加工业。凭借独树一帜的加工制造能力,历经30多年积淀,云集了众多名师巧匠,形成了从开石、出坯、预形、分径、粗磨、细磨、抛光、过蜡、穿孔、染色等加工到对外销售一条龙的产业链,是中国乃至亚洲重要的彩色宝石加工及岩石、宝石的集散中心,1000多种彩色宝石来自于世界各地,加工出的饰品又销往国内外,在世界彩色宝石行业中的供应和加工方面有重要地位。

  小金村不是宝石原料基地,缺乏宝石原料的生产优势,早年为了经济发展,走过一段以牺牲环境为代价进行大规模小作坊加工的弯路。

  成百上千的商户“小作坊”以租用当地民居、旧瓦房甚至是违章临时建筑为主,生产生活条件简陋,加工手段低端、技术落后,卫生环境恶劣,产生的泥浆废料、废水未经处理直接倒入附近小河或地面蒸发晒干,含大量染色剂、矿物油等污染物的废水再渗入土壤和农田……小金村曾一度深陷环保“黑名单”。

  据统计,小金村的小作坊在“鼎盛时期”曾有约5000家,从业人口达5万多人。如何在保障当地经济稳定发展的同时实现产业转型与绿色可持续发展是当地相关部门、行业、商户和村民常年思考的“老大难”问题。

小金村宝石加工小作坊加工厂

  2013年,当地相关部门加大了对“散、乱、污”宝石加工模式的整改力度,从生产环境、社会治安、综合治理等方面加强了对集群小作坊的体系化建设。

  2016年,小金村的环境问题再次被挂牌督办,当地负责部门和相关企业通过网络平台等渠道发布了技术需求,期待借助科研机构、科研专家的力量解决困扰当地二十多年的环保问题。

  2017年,喻连香所在的国家重点实验室团队开始调研小金村四角楼宝石加工小作坊固废与废水产生及治理情况,她和企业科研人员一起进行了一个多月的调研。

  调研过程刚开始并不顺利,因宝石加工户经历了2013-2016年期间政府多次整治形动后,首先对科研调研不理解,宝石加工户门采取了对待政府相关部门检查时“猫抓老鼠”的游戏,只要有外人进村走访,各小作坊均会互传信息,所到之处成片加工厂干脆当天暂时停工闭门谢客,规模稍大点的企业让进厂调研,但也很难了解真实生产情况获取准确数据。

  面对这种情况,喻连香带领团队与当地村、镇相关部门负责人及宝石加工户耐心讲解、促膝谈心,耐心积极地为他们解答生产上的问题。通过一段时间的深入交流,加工户们终于开始信任科研团队,相信科技能带着他们走出困局,寻找到自身发展的机会。

  在多方合作下,科研团队很快了解到真实可靠的生产以及固废、废水治理情况,为后续四角楼珠宝创意园及环保中心建设、科研规划制定及科研工作开展奠定了良好的基础。

  基于大量前期调研,2017年10月,喻连香带领团队开始开展“宝石加工固废、废水资源化利用的可行性试验”。2018年2月,研发出了国内首个针对宝石加工行业产生的固废、废水资源化利用技术成果“宝石加工边角料、泥浆废水全值化利用技术”,为以惠州博罗为代表的宝石加工集群产业转型升级提供了抓手。

技术资讯发布会

  喻连香积极与企业合作推进宝石加工工业园项目的建设,她提出了5年科研规划内容,建议企业与668866路线所属研究所建立长期的产学研合作关系,共建研发中心,共享人才和大型设备,建立产学研示范基础,共同为宝石加工工业园建设及园区绿色发展作出贡献。

喻连香作报告(注:广东省资源综合利用研究所现更名为668866路线资源利用与稀土开发研究所)

  她的建议得到企业高度重视和采纳,2018年6月,深广灜企业与省科学院资源利用所(现省科学院资源稀土所)签订了10年“科研开发框架合作协议”。同年7月,企业获批承担建设和管理经营宝石工业园项目,工业园分三期建设,总体占地约30万平方米,建成后可容纳1500家加工厂商、1200家经营商户,产值将达100亿元。

  经过五年的产学研合作,废水资源化利用生产线于2021年建成试运行,处理后中水全部回用于宝石加工生产。目前依托相关宝石加工及固废、废水处理技术,四角楼珠宝创意产业园环保中心和一期D区已建成,园区宝石生产加工条件及环境和生产效率得到了极大提升。第一期园区已开园运营一年多,近千家宝石加工商户将陆续进园生产,产业园后期工程建设工作也正在有序进行。

  产学研合作开发“城市矿山”

  “城市垃圾”又名“城市矿山”,是四角楼国际珠宝创意产业园在项目规划时引入的一个设计理念:将矿产资源综合利用与环保科技相结合,以实现对包括固废、废水在内的城市垃圾进行资源化再利用的绿色可持续发展。

  按照规划,四角楼国际珠宝创意产业园从岩石检测、分类集中加工、固废和废水源头分类集中处理、固废和废水资源化利用等四个方面保证园区清洁生产;环保处理中心由固废、废水分类收集及输送系统、固液分离系统、废水资源化利用系统、固废资源化利用系统、除尘系统和中水回用系统等六大部份组成。固废、废水经处理后,达到废水不外排、固废资源综合利用的目的。

  四角楼国际珠宝创意产业园加工来自世界各地的1000多种彩色宝石,产生的废料源头分类、集中二次资源化利用,工业园建设形成了一座名副其实的 “城市矿山”,由于该“矿山”资源均为宝石加工尾料,材质较好,这些优质原料通过除杂提纯后部分可进行高值化利用。

固废、废水资源化利用技术应用

  喻连香团队针对宝石加工产业存在的固废及废水分散处理难、胶体微粒自然沉降难等行业共性关键技术难题,研发的成套固废及废水资源化利用技术是将矿物加工相关方法与环保理念、手段相结合,将边角料、泥浆废水分别从源头分类后,集中处理。不同边角料除杂提纯后,分别可获得高硅材料、矿物颜料和陶瓷、陶粒等不同等级工业原料;泥浆废水经处理后可全部回用于宝石加工生产,分离出的“泥”可作为人造石英石、陶瓷、陶粒等工业原料。

  2021年四五月,工业园环保中心泥浆废水试生产线进行调试工作,喻连香带领团队日夜坚守30多天,当牛奶色的废水变成清澈的水回用于生产时,宝石加工户们高兴得奔走相告:“大家可以放心安全生产了,可以睡上好觉了”,喻连香团队和企业环保中心成员也宽心地笑了。

  “大家通过科技创新打造了国内首个宝石加工固废、废水资源化利用产学研示范基地,实现产业有序集聚的同时解决了宝石加工的污染问题,通过节能环保、固废废水集中资源化利用,大家真正实现了宝石加工业的转型升级与绿色发展。”喻连香先容,“固废、废水资源化利用技术的突破是宝石工业园绿色发展的重要技术力量,可从根源上解决二十多年来四角楼宝石加工产业中存在的严重环境问题,显著提升宝石加工行业循环经济水平,促进当地珠宝产业绿色可持续发展。此外,这一技术的应用还可为园区上下游企业分工合作、协同发展,为园区品牌建设和专业市场发展等营造良好环境。”

  共建“惠州研发中心”

  喻连香团队从2017年开始研发的“宝石加工边角料、泥浆废水全值化利用技术”,目前已申请5个发明专利和1个实用新型专利,其中1项发明专利和1项实用新型专利已授权。“相关专利成果在四角楼珠宝创意园陆续进行成果转化并取得了很好效果,激励大家把这些技术推广应用至国内外其它地方的宝石加工集散地、人工机制砂产业、绿色矿山建设、城市绿色建筑等相关领域产业,为行业高质量绿色发展、环保循环经济、乡村振兴助力。” 

  园区包涵工业、进出口贸易、科研、电商、文旅及教育六大板块,根据园区发展规划,企业与省科学院资源稀土所2018年达成协议共建的研发中心将以园区环保处理中心为基础,打造节能管理、“三废”集中治理循环经济的示范园,以助推宝石加工企业可持续绿色发展。

惠州研发中心揭牌

  2020年5月喻连香带领特派员联合团队负责制定了“惠州研究发中心”建设方案,2020年6月12日,“惠州研发中心”挂牌成立,共建方签署9年共建研发中心合作协议,设立专项科研基金联合创新。

  2021年5月28日,由资源稀土所与惠州多家企业共建的“668866路线资源利用与稀土开发研究所惠州研发中心”在四角楼珠宝创意园揭牌。“省科学院扎根广东、服务产业,惠州研发中心成立对大家一线科技工编辑来说,也是大家交上的一份以科技创新服务企业、助力地方经济社会绿色发展的成绩单。”喻连香先容,下一步工作规划是将惠州研发中心发展壮大,将联合省科学院相关领域科研院所力量,利用省科学院人才和良好试验条件优势,企业产业化、现场管理和市场推广优势,利用多彩宝石天然性质在矿物材料产品开发、尾料资源化高值化利用、智能智造方面进行创新,实现产业发展的自动化、智能化与标准化,提升宝石品牌影响力、拓展市场。

  惠州研发中心还将开展“宝玉石产业学问科普教育基地”建设等社会服务工作,将以宝玉石产业学问为主题,完整展示彩色宝石矿物种类、加工、智能智造、示范生产线、环保科技、创新成果等。在园区形成浓厚的崇尚常识、潜心科研的人文环境,着力将科普对象由传统的城市青少年向边远落后地区青少年、高校学生、加工制造业者、老年人和群众的全体公众普及,为他们传播科学常识、培养科学探索兴趣、提高科学素质。从技术硬实力和学问软实力共同推进推广技术成果转移转化,为国内外珠宝行业绿色持续稳定发展贡献自己力所能及的力量。

  概况

 

  

  喻连香,1968年生,湖南宁乡人,教授/博士,硕士生导师,澳大利亚CSIRO访问学者,研究团队负责人,多个省科技厅专家库专家,现任职于668866路线资源利用与稀土开发研究所。先后获国家有色工业局科学技术二等奖1项,中国有色金属工业协会科学技术二等奖2项,三等奖1项;在国内外期刊及学术会议上公开发表论文30多篇;近5年申请国家发明专利7项(其中授权3项),实用新型3项(授权3项)。2008年加入广东省第一批科技特派员队伍,2010年获广东省教育部科技部优秀科技特派员称号,2020年获“首届广州市优秀技术经纪人(Top10)称号”。

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