作者:叶满山 来源: 中国科学报 发布时间:2026/4/23 7:41:57
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李丽娟:绽放在高原盐湖的铿锵玫瑰

李丽娟(左)与团队成员。受访者供图

■本报记者 叶满山

开栏语

为大力弘扬科学家精神,涵养优良作风学风,营造良好创新氛围,中国科学院机关党委组织开展中国科学院年度人物和年度团队评选活动。

《中国科学报》自今日起开设“科苑星光·年度人物和年度团队”专栏,展示新时代中国科学院涌现出的先进典型,引导广大干部职工对标身边榜样,为实现高水平科技自立自强和建设科技强国再立新功!

锂,素有“白色石油”之称,是支撑现代新能源产业的核心元素。小到手机电池,大到电动车电芯,都离不开这种“轻盈”的金属。上世纪80年代,我国虽坐拥丰富的盐湖锂资源,却因提锂技术被“卡脖子”,任由宝贵的资源沉睡在高原卤水中。

破解这一困局的是来自中国科学院青海盐湖研究所(以下简称青海盐湖所)的研究员李丽娟。她犹如一枝绽放在高原盐湖的铿锵玫瑰,用40年光阴从苦涩的盐湖卤水中“钓”出这种曾经“卡脖子”的元素,让中国锂电产业有了自主可控的硬核底气。也正因为这份坚守与成就,李丽娟获评2025年中国科学院年度感动人物。

脚踏实地,扎牢科研根脉

1984年,刚从青海大学无机化工专业毕业的李丽娟,凭着专业成绩第一的实力,被青海盐湖所高世扬院士和陈敬清副所长选中,成为第四研究室萃取组成员。

初来乍到,她接到的第一个科研任务是洗3个月的瓶子。“老师说,分析是科研的眼睛,瓶子洗不干净,数据就不准,这双眼睛就瞎了。”李丽娟笑着回忆道。尽管起初满心委屈,但李丽娟还是沉下心来,一遍遍清洗器皿,直至所有器皿都光洁如新、滴水不挂珠。

3个月洗瓶任务结束后,等待李丽娟的是更严苛的训练。标定容量瓶、校准滴定管,用老式天平称样时,盯着晃个不停的指针精准读出小数点后4位……经过一年的试用期,她最终以盲样分析全优的成绩转正,成为一名合格的科研技术员。

刚转正,李丽娟便接到首个实战任务,奔赴甘肃白银参与萃取提锂半工业试验。在白银的3个月,她独挑大梁,每天面对成百上千个样品,使用分光光度计、运用容量法逐一检测锂、钠、钾、钙、镁等元素。既要手工记录,又要计算数据,忙到深夜是家常便饭。

“那时候没有电子分析设备,全靠眼看、手算,错一个数,所有工作都白做。”李丽娟说。那段日子的磨砺,让她练就了过硬的分析本领,也让她懂得科研从来没有捷径,唯有脚踏实地。

廿载求索,破解锂镁“卡脖子”难题

1989年,李丽娟迎来职业生涯的首个重大挑战——大柴旦盐湖50吨级萃取提锂中试。彼时,她所在的团队摸索出中性磷酸三丁酯(TBP)萃取体系,在实验室和半工业试验中取得很好效果,在青海省引起了不小轰动。可到了产业化现场,他们却遇到了难题:盐湖卤水氯离子浓度高达十几摩尔每升,金属设备无法使用,而当时唯一可用的聚氯乙烯(PVC)材质,会被TBP萃取剂溶胀。

“3个月,就3个月,萃取槽全鼓包变形了,PVC杂质混进有机物里,萃取率直接‘崩’了。” 李丽娟想起当时的场景,语气里仍带有些许惋惜。这个被寄予厚望的项目,最终无奈暂停。这一停,就是近20年。

其间,青海盐湖所经历中国科学院知识创新工程三期改革,有人在“出国潮”中去了欧美,有人选择留在大都市,1/3的科研人员流失,萃取组只剩李丽娟一人在坚守。可她从未放弃对萃取提锂技术的研究,始终关注着国内外萃取剂和设备材质的发展。

2008年,中国科学院上海有机化学研究所(以下简称上海有机所)袁承业院士为这项技术带来了曙光。当时,袁承业带着院士咨询报告找到青海盐湖所,直言中国盐湖提锂技术必须搞上去,不能让宝贵资源白白浪费,并点名让李丽娟接手萃取法研究。

此后9年,李丽娟开启了西宁、上海两地跑的日子。她带着团队入驻上海有机所,针对TBP体系不稳定、易降解的缺陷,他们合成了上百种磷酸酯类化合物、数十种酰胺类和双酮类化合物,通过反复筛选,终于找到适合不同卤水体系的新型萃取剂。

针对设备材质问题,团队历经无数次试验,发现均聚聚丙烯(PPH)和聚丙烯(PP)材质能完美适配盐湖卤水环境;考虑到青海当地的操作条件,他们对比了离心机、箱式萃取塔等多种设备,最终确定箱式萃取槽为产业化设备。

依托成熟绿色高效萃取分离提锂技术,李丽娟团队以 “技术 + 资金” 联合投标的形式成功中标中信国安项目。年产6000吨的碳酸锂生产线3个月完成设计、9个月实现投产,并于2025年扩产4000吨,累计形成年产1万吨的规模。该产线产品已供应比亚迪、宁德时代等国内头部电池企业,为我国新能源汽车产业发展提供了重要原料支撑。

在攻克锂萃取技术的过程中,李丽娟注意到盐湖钾肥生产时产生大量氯化镁副产物。这类被称为“镁害”的废弃物,不仅浪费资源,也污染环境。与此同时,国内所需的高端微纳米镁基功能材料(特殊形貌氢氧化镁与镁铝水滑石)长期被日韩企业垄断,市场价高达每吨1.5万至3.5万元。

接手相关研发任务后,李丽娟发现,高端微纳米镁基功能材料的核心难点在于粒径与形貌的控制。针对特殊形貌氢氧化镁的制备,她最初尝试以氢氧化锂为改性剂,虽成功做出合格产品,但成本过高。经过反复试验,团队改用廉价的氢氧化物替代氢氧化锂,并联合设备厂家引入核心粒径与形貌调控设备,成功研发出国产材料,单吨成本不足1万元,彻底打破了日韩在该领域的长期垄断,也为我国阻燃高分子材料提升国际市场竞争力奠定了坚实基础。

废矿变宝,保障钾肥安全

李丽娟的科研脚步,并未停留在青海盐湖。

云南江城是中老越三国交界的边陲之地,有着中国独一无二的宝藏——勐野井钾石盐矿,这是国内唯一的古生代固体钾盐矿床,氯化钾储量超千万吨。然而,这一“白色粮仓”有低品位、高含泥的顽疾。2005年前后,当地钾肥企业举步维艰。大量宝贵的钾资源随废矿丢弃,生产成本居高不下,设备陈旧、工艺落后,企业连年亏损,濒临破产。当地政府与企业四处求援,最终将希望投向了远在青海、深耕盐湖资源综合利用的李丽娟团队。

彼时,作为青海盐湖所的“技术尖兵”,李丽娟正带领团队攻克青海盐湖提锂难题,但考虑到国家钾肥安全,她毫不犹豫地接下了这块“硬骨头”。“江城钾矿是中国独一份的固体钾矿,守不住它,就是对不起国家和这片土地。”

等待李丽娟团队的不仅是远超预期的技术难关,还有炎热的天气和蚊虫肆虐的环境。江城钾矿的“高黏土、低品位”特性,让国内外现有工艺全部失效。

白天,李丽娟带领团队泡在矿区,蹲在矿堆旁取样、观察矿石结构,钻进闷热的生产车间记录工艺参数,一干就是一整天;晚上,他们回到简陋的实验室分析样品、调试药剂配方、优化工艺流程,常常忙到深夜。

为找到适配的高效浮选药剂,李丽娟带领团队做了上百次试验,筛选出数十种药剂组合,又经过无数次试验、优化、再试验,终于在2008年攻克变革性高效浮选技术,首创“水力旋流深度脱泥+高效选择性浮选”工艺,研发出适配江城钾矿的专用浮选药剂体系。该技术使钾回收率从55%大幅提升至82%,把废矿变成了优质原料,资源利用率翻倍。他们协助企业建成年产1万吨的氯化钾工业示范装置,并于2009年成功试车投产。

这一技术突破不仅让濒临破产的钾肥企业起死回生,年创收近亿元,还解决了当地数百人的就业并带动边疆经济发展;同时,让国内唯一的固体钾矿焕发新生,填补了我国低品位固体钾矿高效开发的技术空白。

如今的李丽娟虽已到退休年龄,却依旧每天泡在实验室、扎根项目现场。当高薪橄榄枝一次次伸来时,她都一一婉拒了。“我的根在盐湖。”

李丽娟说,她忘不了青海盐湖所的培养,忘不了跟了她20多年的团队,更忘不了那片苍茫的盐湖。“在外地,生活条件再好,可心里总觉得少点什么。回到盐湖,看到那片白花花的盐滩,所有的烦心事就都没了。”

《中国科学报》 (2026-04-23 第1版 要闻)
 
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