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——张懿院士
科学家故事集
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朗读:中国科学家博物馆讲解队
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过去，资源与环境常常被割裂看待。尤其是，资源开发过度集中于从自然中“索取”，却忽视了由此对环境造成的破坏，导致传统工业面临严重的环境污染问题。当工业文明的浓烟遮蔽了星空，绿色过程工程与环境工程专家、中国工程院院士张懿，在污染与发展的夹缝中悄然埋下了绿色的火种。历经半个世纪的科研长征，她凭借湿法冶金的智慧，熔铸出生态密码，让“资源与环境共生”的理念穿透了时代的迷雾。
自20世纪70年代起，张懿以前瞻性的眼光，精准锁定制约我国可持续发展的关键问题，以前沿科学技术为“武器”，成功打破了资源与环境之间的“隔离墙”。她解决了行业面临的多个污染难题，并有力推动了传统产业的绿色转型，倾心书写了一部镌刻在元素周期表上的绿色传奇。
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PART.01
·心怀报国之志 勇挑攻关重任 ·
1938年，牡丹江的炮火在少女张懿心中烙下了永不愈合的创伤。“家国破碎的疼痛，是最好的科研启蒙课。”这个从沦陷区走出的女孩，1958年攥着东北工学院的录取通知书，在冶金实验室的酒精灯前立下誓言：要让矿石的每一粒原子都闪耀报国之光。
张懿开始学习冶金物理化学专业。1963年，她被分配到中国科学院化工冶金研究所（现过程工程研究所）的湿法冶金研究室工作，在著名化学工程学家、湿法冶金学家陈家镛的悉心指导下，开启了她的科研人生。
陈家镛曾采用“氨浸法”回收尾矿中的铜，开创了湿法冶金工艺的先河，解决了将矿石“吃干榨净”这一世界难题。传统冶金原理是将矿石在高温下进行化学转化，通过氧化或还原得到金属或金属化合物，矿石热分解过程中不加入水溶液，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。
当时，铀是国家重要的战略物资。由于铀矿石品位低，而作为核燃料使用的铀对纯度要求极高，专家们倾向于采用湿法冶金来提取铀。20世纪50年代末，陈家镛带领科研人员开展了湿法冶金提铀的研究工作。毕业不久的张懿被委以重任，与同事一起加入了这项光荣而艰巨的工作。
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2007年，张懿、陈家镛、李佐虎（从左至右）在车间留影
来源：中国科学院过程工程研究所
作为青年科技骨干，张懿得到了团队的大力支持，坚定了勇挑科技攻关重担的决心。她与几名同事常住在北京郊区的实验基地，开展深入研究。基地的工作环境颇为艰苦。科研人员对重铀酸铵进行加工提纯，导致实验室地砖接缝处泛起微黄。即便多次清洗双手，放射性物质的残留仍难以完全避免。因此，在食堂用餐时，他们也被禁止用手直接拿取馒头。在张懿的带领下，团队夜以继日地不懈奋斗，最终成功提取出二氧化铀粉末。
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PART.02
·统一资源环境 革新清洁生产·
20世纪70年代，我国工业污染问题成为一道难以绕开的难题。资源开发与环境保护常被视为两个独立的领域，仿佛二者之间筑起了一道“隔离墙”。工业生产专注于从自然中获取物质和能源以满足社会需求，却忽视了对环境的冲击，这种脱节使得传统工业在高效利用资源的同时，往往引发严重的环境污染。对此，张懿暗下决心：“一定要为解决关系国计民生的重大问题，贡献自己的力量。”
20世纪80年代，张懿在湿法冶金领域崭露头角。1978年，她挑大梁组织了镍铬废弃物再循环课题组，解决了我国航空发动机涡轮叶片电化学加工产生的污泥环境污染问题，科研成果获得了国家的认可和奖励。
“把技术创造出来远远不够，必须将其应用在各个行业才能真正解决问题。”张懿总感觉自己肩上有一种救国救民的使命感，因此别人不愿意做的事，她愿意去做。
开展示范工程的企业位于贵州的大山深处，困难重重，张懿心急如焚，患上了黄疸。她每天拖着病体翻山上班，浑身乏力。为了不给团队拖后腿，她每天比别人更早出发。这种不达目的誓不罢休的劲头，推动张懿取得了一系列重要成果。
20世纪70年代末期，张懿将资源与材料、化学、化工的研究方法和成果融合渗透到环境工程领域，在重金属污染控制与资源综合利用方面建立了一系列新技术和应用工程，在海内外产生了重要影响。
在一系列实践工作中，张懿逐渐找到了自己的“轨道”，即通过清洁生产的方法，让资源和环境这两个独立领域逐渐整合成一个统一整体，再进一步发展到全过程污染控制。
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PART.03
·原创思想引领 重塑铬盐生产·
铬盐是我国无机化工的主要产品之一，广泛应用于制革、颜料等工业领域。20世纪90年代，全国众多化工厂因生产铬盐而遗留下一座座高耸的铬渣山。采用传统工艺生产铬盐会产生含有大量高毒性六价铬离子的废渣，一旦渗入土壤，再通过饮用水和食物链进入人体，将严重威胁人畜健康。
对此，张懿看在眼里，急在心中。“像这样的铬渣，整个化工行业每年大约要产生几十万吨，在全国各地堆积成山，总量高达几百万吨。”她深知，铬盐行业的重污染不仅让业内人士头疼，更关乎国家的可持续发展和人民的生命健康。
联合国于1992年通过的《21世纪议程》指出，开发清洁技术是一项重要任务。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。
张懿敏锐地从中探寻破题之道。当整个化工行业还在思考如何处理铬渣这类污染物时，她已开始前瞻性地探索如何通过源头治理替代末端治理，革新生产过程，避免产生污染物。她与化学工程学家李佐虎合作，率领课题组承担了“铬盐清洁生产技术研究与开发”项目，这也是国家攻关立项的第一个清洁生产项目。
张懿认为，只要在反应体系中引入高化学活性的液体并增加反应物之间的接触表面积，就能提高反应效率。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，使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。
新化学反应体系的建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，张懿带领科研团队在沈阳完成了相关工业试验的基础工作。然而，要将这些先期尝试真正应用于工厂生产线，还需付出更多努力。为此，他们一直在积极寻找新的试验地点以继续推进。张懿和团队成员坚定决心：“我们要用科学技术帮助化工行业摆脱重污染的困扰。”
不久后，科研团队转战至重庆东风化工厂。1997年12月底，工业试验终于取得核心技术的重大突破，千吨级规模铬盐清洁生产技术主体工程基本建成。正当科研团队计划乘胜追击开展万吨级放大试验时，一个新的难题摆在了张懿面前：核心设备的反应器因难以承受长时间的高温和强碱腐蚀而被烧穿。
1999年，科研团队迎难而上，再次转战至河南义马。为了解决反应器问题并顺利开展工业试验，张懿带领几位研究人员深入实验室，从小规模实验入手寻找原因和解决方案。
凭借勇攀高峰、敢为人先的精神，在周密的实验室工作中，一种介于溶液和熔融状态之间的高浓度水溶液进入了他们的视野。张懿将这种非常规、临界状态的化学反应介质命名为“亚熔盐”。2000年，团队在《化工进展》上发表论文，首次报道了这一原创概念。他们期待，采用亚熔盐这种介质，能够更加高效、清洁地从矿石中提取铬盐等所需产物。
2001年9月，凭借亚熔盐技术这一“看家本领”，科研团队继续抓紧开展实验室工艺优化与工程放大，一鼓作气，直接从实验室推进到工业化。2002年5月，年产1万吨规模的示范生产线主体工程建成，工业试车的主要技术指标全部达标或超过预定指标。
张懿为“向国家和人民交上了一份优秀答卷”感到十分欣慰。不仅如此，她在化工行业提出的“生态化”思想，首次将资源节约和环境污染治理两个领域统一起来，将“清洁生产”与“循环经济”的梦想变为现实。
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2003年，张懿在重庆示范工程现场
来源：中国科学院过程工程研究所
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PART.04
·激励后辈前行 续写绿色传奇·
提出“亚熔盐”原创概念后，在张懿的指导下，科研人员深入探究了亚熔盐介质如何转化金属及其转化机制等科学问题，揭示了亚熔盐发挥作用的科学奥秘，相关研究技术达到了国际领先水平。与此同时，张懿经常鼓励团队将研究成果产业化，把论文写在祖国大地上。科研团队陆续在铝、钛、钒冶金清洁工艺方面开发了一系列新的核心工艺技术，并在全国各地的化工厂成功实现了多种两性金属的清洁生产。
张懿深知，科学研究不仅要解决当前问题，更要为未来发展奠定坚实基础。因此，她在教育和指导学生方面倾注了大量心血，鼓励年轻人勇敢追求科学梦想，积极投身于环境保护和可持续发展的伟大事业，续写绿色传奇。
2019年，深受张懿学术思想影响的几位学术后辈捐款200余万元，设立了“张懿院士奖励基金”。他们的初衷是：“我们感恩张懿院士的教诲与关怀，更希望激励大家发扬和传承她为国为民的科研报国精神，鼓励更多年轻学者投身于过程工业绿色化研究。”
该基金旨在奖励品学兼优的在读学生及在学科领域内成绩突出的青年科研人员。这一教育基金的设立正是得益于科研成果的成功转化。对此，张懿深感欣慰。
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张懿（左二）与学生们讨论课题
来源：中国科学院过程工程研究所
