文 ｜ 《中国科学报》 记者 甘晓
20世纪90年代，全国许多化工厂为生产铬盐而遗留下一座座高耸的铬渣山。这些铬渣山逢下雨便会流出黄水，使高毒性六价铬离子渗入土壤，通过饮用水和食物链进入人体，严重影响人畜健康。整个铬盐行业都在呼吁生产工艺重大变革。
1996年至2007年间，中国工程院院士、中国科学院过程工程研究所（以下简称过程工程所）研究员张懿带领科研团队，先后在重庆和河南完成工业试验和产业化示范，率先把资源与材料化学化工的研究方法和成果融合渗透到环境工程领域，开拓了绿色化学-清洁生产工艺与技术研究新领域，为我国铬盐工业铬渣源头削减提供了技术支撑。
2007年，万吨级铬盐清洁生产技术及其产业化示范项目通过验收。
在当年的工程现场，科研人员不仅勇闯科学技术的“无人区”，而且与一系列现实困难持续搏斗：有人睡在车间里的凉椅上与工人一起三班倒，有人冒着被高温、强碱灼伤的危险抢修管道，有人一直忍受着对厂区相关生产原料中重金属严重过敏的折磨……
如今，作为张懿生活上的伴侣和事业上的战友，过程工程所研究员李佐虎回忆起这段经历时却十分淡然：“要做成这件事情，这点辛苦不算什么！”
张懿、陈家镛、李佐虎（从左至右）在车间留影。
无处安放的铬渣山
1995年，齐涛来到中国科学院化工冶金研究所（过程工程所的前身，以下简称化冶所）开启博士后阶段研究工作。加入张懿团队，他第一站就来到位于沈阳的一家化工厂。在那里，他亲眼目睹了堆积如山的铬渣。
“整个厂区都是黄色的，铬渣到处都是。”触目惊心的场景，让齐涛深受震撼。
当时，国家“八五”科技攻关项目任务下达不久，化冶所科研团队与当地化工厂计划开展技术合作，完成“千吨级连续液相氧化法生产铬酸钠”工业试验。
铬盐是我国无机化工主要产品之一，广泛应用于制革、颜料、金属表面处理等工业过程中。然而，传统工艺在将铬铁矿石转化为工业用铬盐的过程中，不仅需要高温氧化，还需要加入大量固体辅料，铬回收率低，产生的废渣中含有大量六价铬，造成严重的环境污染。
“像这样的铬渣，整个化工行业每年大概要产生几十万吨，在全国各地堆积成山，总量达到几百万吨之多。”张懿深知，铬盐行业的重污染不仅让业内人头疼，而且关乎国家可持续发展、人民生命健康。
联合国1992年通过的《21世纪议程》指出，开发“清洁技术”是一项重要工作。我国也将“清洁生产技术”列为资源环境领域的重点发展方向。
不过，当时“清洁生产技术”还是一种乌托邦式的存在。过程工程所研究员郑诗礼于1997年师从张懿攻读博士学位，他经常听到张懿提起“清洁生产”四个字，感觉是前瞻性很强的学术思想。
“当整个化工行业还在考虑如何处理铬渣这类污染物时，张老师就开始琢磨怎么样用‘源头治理’替代‘末端治理’革新生产过程、不产生污染物了。”郑诗礼说。
拓展“湿法冶金”
彻底革新工艺，必须从新化学反应体系出发，这是张懿擅长的领域。1958年，她在东北工学院（现东北大学）冶金物理化学专业学习，毕业后被分配到化冶所湿法冶金研究室，在我国著名湿法冶金学家陈家镛院士指导下开展工作。
陈家镛曾采用“氨浸法”回收尾矿中的铜，开创“湿法冶金”工艺先河，解决了将矿石“吃干榨净”这道世界难题。
传统冶金的原理是将矿石在高温下进行化学转化，氧化或还原得到金属或金属化合物，矿石分解过程中没有水溶液加入，被称为“火法冶金”。与之相对应，“湿法冶金”则是一种在液体溶剂作用下从矿石中提取和分离金属的方法。
20世纪80年代，张懿开始在“湿法冶金”领域崭露头角。她开发了镍基合金电解泥资源化利用技术，并在贵州工厂完成示范，解决了我国航空发动机涡轮叶片生产中的环境污染问题。
沿着“湿法冶金”的思路，张懿对革新铬盐生产工艺有了明确思路：“传统工艺是气体和固体的反应，反应传质效果差，必然导致反应效率低，产生大量废渣。消除这种痼疾，正是‘湿法冶金’的优势。”
张懿认为，只要在反应体系中引入高化学活性的液体参与反应，并增加反应物之间接触的表面积，就可以提高反应效率。她带领科研团队重新设计了化学反应体系，将氢氧化钠加热熔化成液态作为反应介质，让空气和铬铁矿在其中充分接触并反应。这构成了“液相氧化法生产铬酸钠”的核心创新。
新化学反应体系的创立为团队后续实现“清洁生产”迈出了关键一步，也是对“湿法冶金”思想和理论的传承与发扬。
1995年前后，化冶所科研团队在沈阳完成了相关工业试验的基础工作。不过，这些先期尝试要真正应用在工厂的生产线上，还需要付出更多努力。
为此，科研团队一直张罗另行选点继续推进。张懿和团队成员都铆足一股劲：“下决心用科学技术为化工行业摆脱重污染的困扰。”
初步跑通新技术
功夫不负有心人。不久后，科研团队转场到重庆东风化工厂。1997年9月，齐涛进入工程现场工作。他至今记得，当时重大技术实施面临巨大困难，“我们每天都在和技术‘斗争’”。
1997年11月，液相氧化系统安装基本就绪，进入工业试验阶段。一次紧急处理反应管道堵塞时，李佐虎被突然溅出的高温氢氧化钠烧伤，留下了永久的疤痕。那段时间，齐涛也因为类似的情况意外留疤，他对此感到很自豪，认为那是奖励他献身科学的勋章。
