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“三元素”创新记
  新华网 ( 2019-09-18 07:20:18 ) 来源: 《环球》杂志
 

  氟、锂、硅三种元素的故事,折射出一家中国无机氟化工企业过去20年的探索创新之路。

《环球》杂志记者/马琼

任德成 张小霞 郭鹏

  在全球科技竞争白热化、环境问题日益突出、能源全方位转型的背景下,一些中国企业正着眼全球行业大势,发力技术创新。在中国,经过20年的探索、创新和产业链布局,多氟多逐步成长为世界无机氟化工领域的重要企业。

  多氟多全称为多氟多化工股份有限公司,是一家总部位于河南省焦作市的民营企业。“很多人不一定知道多氟多公司是干什么的,但多氟多却和很多人有关系。比如,大家都会用到锂电池,而每三块锂电池中就有一块是用多氟多生产的六氟磷酸锂来做电解质的。”多氟多董事长李世江说。

  据悉,多氟多迄今申报专利达485项,获得授权318项,参与制定或修订90余项国际标准、国家标准和行业标准。同时,其已成为国际标准化组织原铝生产用原材料技术委员会(ISO/TC 226)成员单位及国际标准化组织氟化盐工作组的召集人。

“氟”从何来

  多氟多的前身是焦作市中站区冰晶石厂,一家曾濒临倒闭的国有小企业。据多氟多一名老职工回忆,1994年李世江接任厂长时,冰晶石厂仍采用原来苏联的生产工艺——萤石氟铝酸法生产氟化盐,因工艺落后致使三废排放量大、生产成本高,产品无人问津,工人连续几个月开不出工资成为常态。

  因此,创新是新厂长李世江的唯一选择。经过1000多个日夜围绕磷肥副产品展开综合利用开发,创制了磷肥副产氟硅酸制氟铝酸钠,即高分子比冰晶石生产新工艺,同时还把冰晶石副产品——废弃的硅渣,转化为高性能优质白炭黑(二氧化硅),打破了氟化工行业“氟硅不分家”定式。

  新技术不仅解决了长期困扰和制约磷肥发展的“三废”污染问题,还开辟了新的“氟”资源,节约了战略资源萤石,被原国家计委列为“国家高技术产业化示范工程”。

  然而,在问世之初,多氟多生产的这种高分子比冰晶石的部分指标未被纳入当时的国家标准,导致市场应用受限,遭遇入市难题。

  为破“标准”之局,李世江3年内走访了全国40多家电解铝和氟化盐生产企业,在行业协会的支持下,受全国有色标准化技术委员会委托,多氟多主持修订了新的冰晶石国家标准。此后,中国电解铝生产中的氟化盐消耗量从每吨几十千克降至每吨十几千克。

  “标准”的力量是决定性的。目前,多氟多的冰晶石在全国市场占有率达60%,出口量已连续16年位居全国第一;氟化铝的全国市场占有率为40%,出口量连续11年位居全国第一。

“锂”行天下

  2018年初,多氟多登上了国家科学技术奖励大会的领奖台,其独立研发的“锂离子电池核心材料高纯晶体六氟磷酸锂关键技术开发及产业化”项目荣获2017年国家科技进步二等奖。

  “六氟磷酸锂”获国家专利授权39项,其中国家发明专利22项,填补了国内空白,打破了国外对该项技术的长期封锁。

  有业内人士指出,“六氟磷酸锂”使全球的锂离子电池核心材料从原来的每吨约100万元降到约10万元,并改变了世界六氟磷酸锂的产业格局。2017年多氟多六氟磷酸锂全国市场占有率为35%,全球市场占有率为25%,产销量居全球第一。

  “六氟磷酸锂”的故事,源自12年前李世江的一次日本之旅。

  2006年,李世江随团到日本考察,期间与国内化工行业的一位专家探讨氟化工未来发展方向。那位专家告诉李世江,当今世界有一种化学产品叫六氟磷酸锂,是锂电池电解液的核心原材料,论克出售,国际市场价格1吨高达100多万元。但生产这种化学产品的核心技术一直被日本垄断,出多少钱人家都不卖,想去生产厂家参观学习,门都不让进,中国锂电池产业的发展受制于人。

  回国后,李世江立刻成立了六氟磷酸锂攻关小组,用8年时间,历经上千次试验,终于破解了“氟锂结合”的奥秘,首创了以工业无水氢氟酸、工业碳酸锂制备晶体六氟磷酸锂的新型原料路径。

  从2008年建设六氟磷酸锂2吨实验装置到2018年6000吨的生产能力,如今多氟多生产的六氟磷酸锂出口到日本、韩国等几十个国家和地区。

  同时,多氟多还构建了以新材料体系为支撑、以新能源汽车为引领、以电动汽车动力总成为核心技术的全产业链。

“硅”达五洲

  以工业无水氢氟酸为原料,多氟多开发了电子级氢氟酸生产的新工艺,生产出的电子级氢氟酸纯度可达11个9,杂质控制在ppt级以下,打破了高品质电子级氢氟酸完全依赖进口的局面。多氟多成为国内第一家具备最高品质电子级氢氟酸生产能力的企业。

  据李世江介绍,电子级氢氟酸广泛应用于集成电路和超大规模集成电路芯片的清洗和蚀刻,是微电子行业制作过程中的关键性基础化工材料之一,其纯度直接影响到芯片国产化的速度。

  2019-09-18,多氟多和中宁硅业股东宁波电子信息集团共同出资1.05亿元对中宁硅业进行了重组,多氟多占股51%,成为控股股东。这对多氟多来说,是实现“硅达五洲”目标的一次战略性重组。

  李世江说,这次“重组”,就是要在中宁硅业“质”造的硅烷和多晶硅产品纯度已达到11个9的精度上更上一层楼,就是要打造媲美中船重工718所的中国电子化学品“南基地”,就是要打破世界少数国家对制造芯片关键材料的垄断,在科研的“黄金时代”,以“科技梦”助推“中国梦”。

来源:2019-09-18出版的《环球》杂志 第26期

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