尹升华：筑梦芳华 匠心前行

供稿|娄奥 / LOU Ao

内容导读

作为一名采矿人，他始终以提高矿产资源回收利用率、实现矿山绿色高效开发为己任，长期致力于金属矿溶浸开采和矿山膏体充填等领域的技术研究。作为一名高校教师，他兢兢业业、无私奉献，以全年无休的精神辛勤耕耘，把一腔热血倾注在教书育人的伟大事业中。他就是北京科技大学土木与资源工程学院教授、博士生导师、2019年入选国家“万人计划”领军人才的尹升华。封面故事文章从尹升华教授的学术成果入手，重点介绍他的科研理念和教学思想，展现其钟情科研、锐意进取的学者风采和匠心树人、师德为先的教师风尚。

1981年，尹升华出生在江西永新的一个普通乡村。1999年考入中南大学采矿工程专业后，尹升华逐渐认识到矿产资源对国家经济和社会发展的重要性，他更深刻的体会到落后的采矿理论技术水平已严重制约我国矿产工业的发展。学问是苦根上长出的甜果，经过十年磨一剑的努力，尹升华本科毕业遂保送本校读研，并在2006年考入北京科技大学读博深造，继续从事采矿研究。

读博期间，尹升华就已获得北科大学子的最高荣誉“校长奖章”和“十佳学术之星”。博士毕业后，钻坚研微的尹升华又以破竹之势取得一项接一项耀眼的成绩：2012年获评全国百篇优秀博士学位论文，2013年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，2015年被评为中国高校矿业石油与安全工程领域优秀青年科技人才，2016年入选教育部“长江学者奖励计划”青年学者，2017年获得国家优秀青年科学基金资助，2018年获批科技部重点领域创新团队负责人，2019年入选国家“万人计划”领军人才……这些荣誉称号大多是北京科技大学矿业工程学科创建以来首次获得，不仅是对尹升华个人工作的肯定和褒奖，更是北京科技大学矿业学科的骄傲与荣耀。

近年来，尹升华先后主持国家自然科学基金项目3项、国家重点研发计划子课题2项、省部级纵向项目8项；作为北京科技大学的课题负责人承担国家自然科学基金重点项目1项；获国家科技进步二等奖2项、北京市科学技术一等奖等省部级科技奖9项；授权发明专利14项；在Bioresource Technology、Journal of Cleaner Production等矿业工程学科领域顶级学术期刊发表高水平学术论文70余篇。

图1 尹升华生活照

精研创新，揭开“黑箱”面纱

矿产资源是支撑国民经济发展的支柱产业。据统计，我国十多种有色金属的产量与消耗量连续10余年位居全球首位。然而，我国金属资源的禀赋性差，存在贫矿多、伴生现象明显、矿石可浮性差等特点，采用常规开采方式时常出现污染严重、残渣处理难、选矿成本高等诸多问题。

溶浸采矿作为一种低成本、高效率、绿色环保的采矿技术，被广泛应用于次生硫化铜矿等复杂多金属铜矿的开采作业。该技术是利用化学溶剂及微生物，选择性地溶解、浸出和回收矿床、矿石或废石中有用金属组分的采矿方法。与传统的开采技术相比，溶浸采矿最突出特点是能有效回收中小型矿床资源、复杂难处理矿石、低品位矿石，甚至可以处理表外矿石、残矿、尾矿和废石。因此，溶浸采矿工艺在业内被誉为“绿色开采技术”。

当前，全球25%铜、20%铀的开采都依赖于溶浸采矿技术。该技术已在美国、澳大利亚、中国、南非、加拿大、印度等国家得到广泛推广应用。然而，矿石浸出是一个十分复杂的多相多场共存、相互耦合的复杂体系。长期以来，国内外学者普遍将浸出矿堆和矿体视作“黑箱”，由于缺乏模拟堆浸过程的综合试验装置，学者们只能从宏观参数的变化进行观测，对矿石的浸出很难进行有效的监测与调控。

万千发明，始于一问。“能不能发明一种装置，可以对矿岩浸出试验进行自动控制？”灵感的火花瞬时激起了尹升华的科研热情。于是在读博期间，尹升华围绕浸出体系多相多场耦合这一难题开展攻关，经过无数日夜的苦心孤诣，终于发明出国际一流的、多功能自动控制的柱浸试验装置，率先实现了浸矿过程中固、液、气、菌、热等多相介质实时监测、浸矿多场参数可调可控，可支撑开展由室内试验到工业级浸出的多尺度研究，有效填补了国内多相多场耦合浸出装置与理论研究的空白。

依托该研究平台，尹升华重点突破了浸矿过程中溶液优先流表征、固液界面作用特征、浸出反应动力学、孔裂隙结构及其演化过程演化规律、传质过程强化等关键理论。构建了浸出体系多场多相介质耦合作用及其调控等理论体系，相关理论指导云南羊拉铜矿浸堆的实际生产并取得了显著的经济与社会效益。

“大胆创新，眼光独到”是同行对尹升华科研工作状态的生动评价。正是秉持着精研创新、突破常规的科学精神，对采矿专业心怀热爱的尹升华收获累累的学术硕果，成就斐然，为行业的进步和发展做出杰出的贡献。

研以致用，矢志“青山无废”

“绿水青山就是金山银山”是习近平总书记在浙江考察时率先提出的科学论断。党的十九大再次强调，必须树立和践行“两山理念”，坚持节约资源和保护环境的基本国策，解决生产活动与环境保护兼顾的问题，推动绿色发展。从农村走出来的尹升华，对草木花虫、青山绿水有着天然深厚的情愫，数十年的学术生涯也使他越发坚定研以致用，推动采矿产业绿色发展的志向和信念。

图2 尹升华团队研制的多功能自动控制柱浸试验装置

利用传统矿产资源的开发流程，日积月累会产生数量惊人的废品垃圾。其中，包括尾矿、废石、煤矸石、粉煤灰和冶炼废渣等已成为排放量最大的工业固体废弃物。以云南某矿山为例，在50多年的生产过程中积存了超过60万t的选矿尾砂和100万t的炼铅水淬渣。大量堆存的尾矿和冶炼废渣，给环境、产业和社会都造成难以承受的压力。

矿山膏体充填技术是对废弃物的有效回收和利用，它是在采空区内进行充填，减少矿山固废外排。该技术经过数年的发展和检验已被证明能有效保护矿区的自然环境。此外，膏体充填能有效地维护围岩，减少围岩的移动和大量冒落，还可防止矿床开采的内因火灾、岩爆等灾害发生，对维护工人和群众生命财产安全具有重大意义。尹升华所在的北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，长期致力于矿山膏体充填领域的技术研究，经过多年研究与实践的积淀，综合实力位居国内行业第一方阵。

我国众多矿山采用以全尾砂-水淬渣为代表的粗骨料膏体进行充填。这种膏体的原料可以就地取材，兼具成本低和充填效果好的优点。但是，在过去较长的一段时间里，全尾砂浆的处理工艺一直是亟待解决的行业难题。

“全尾砂可用于制备膏体，实现矿山尾废再利用，尾砂的浓密脱水是膏体制备的关键环节，”尹升华介绍说，“受限于设备制造与理论研究水平，我国过去只能采用二段脱水方案。存在着成本高，能耗大，膏体浓度不稳定等难题。”对此，尹升华迎难而上，钻研基于高效深锥浓密机的膏体浓密制备新工艺。

“这种新技术极大地优化了全尾砂脱水流程，由二段浓缩演变成一段高效浓密，是膏体制备技术的重要突破”。行业赞誉没有使尹升华产生丝毫懈怠。很快，由尹升华参与建设的我国第一条全尾砂-水淬渣膏体充填示范生产线投产，实现了矿山尾砂零排放，极大推动了我国金属矿山无废开采领域的进步。“青山无废”的誓愿支撑尹升华在绿色采矿事业的征途上越走越远。

尹升华深知，学术争鸣要吐故纳新、博采众长。作为主要成员，尹升华参与举办了4届膏体充填国际学术会议，推动构建了我国膏体充填领域学术平台。尹升华还先后赴澳大利亚、加拿大、赞比亚、阿尔巴尼亚、智利等矿业大国开展国际学术交流，获得了业界同行的广泛赞誉。

匠心为师，砥砺至臻育人

全国政协常委、民盟中央副主席葛剑平曾说“工匠精神铸就双一流大学”。踏石足留印，抓铁指刻痕。尹升华明白，教育工作者必须以“钉钉子”的精神，锲而不舍、扎扎实实地培养优秀科研人才，才能为国家的建设发展汇聚强大的智力支撑。

从教八年来，尹升华时刻以“教书工匠”的精神鞭策自己，坚信只有慢工淬炼，才能使学生收获质的飞跃。他认为，传道授业应该达成四个基本目标，即培养学生的独特个性，增强学生开拓精神，提高学生的创新意识，发展学生的创造才能。缺少一环，育人就难言成功。悠悠数载，尹升华立三尺之台不忘初心，诠释匠人之坚持，树人之无私，实现了国家对人民教师“师德为先、能力为重、学生为本、终身学习”的专业期望。

学生若人云亦云，不择良莠，必是师者的悲哀。尹升华把培养学生的个性放在育人的重要位置。在《金属矿产资源与开发技术》、《特殊采矿技术》、《溶浸采矿学》等课程教学中，尹升华结合多数学生的心理特点和知识认知结构，精准备课，真正做到因材施教，长善救失。在他的课堂里学生的个性得到发展，课堂活跃氛围和教学质量都得到显著提高。

图3 尹升华和学生们在一起

初涉专业的本科生需要早日培固创新意识，提升创造才能。尹升华坚持“不愤不启，不悱不发”的启发性教学原则，结合科研项目，为本科生提供领先的研究平台，指导他们的毕业设计和创新训练选题。传授文献查阅技巧、点评研究方案和设计试验等，这些引导学生进步的点滴，尹升华常常亲自参与，全程负责。良禽择木栖，名师出高徒。尹升华所指导的本科生科技创新中，入选国家级创新训练项目1项，入选北京市创新训练项目2项。他所指导的学生有多人获得第四届采矿模型大赛全国二等奖、校级优秀毕业设计等骄人成绩。

勇攀高峰，创新无价。短短的八个字，尹升华常常以此勉励研究生，体现他对研究生开拓能力培养的深沉希冀。尹升华不但指导研究生精心选题，强调课题的学术前沿性和对我国矿业发展的促进作用，同时要求他们在实验中一丝不苟、敏于观察、勤于思考、善于分析，博观而约取，厚积而薄发。

时至今日，尹升华已指导博士生6人(含1名外籍)、硕士生11人，协助指导博士生7人、硕士生7人；其中6人获国家奖学金，2人获北京市优秀毕业生，此外，还有多人荣获宏大爆破奖学金、学院研究生学术之星、校优秀三好研究生、校优秀硕士学位论文等荣誉。

清代郑板桥诗云：新竹高于旧竹枝，全凭老干为扶持。尹升华十年如一日，以初心行师道，以匠心践师德，坚持做学生科研道路的引领者和学生求学生涯的陪伴者。苗圃着花，馨香自来。辛勤耕耘的尹升华，终收获桃李满园，结实累累。

结束语

扎根矿业研用并举引前瞻，匠心为师精心施教育英才。尹升华正是凭借对科研、对教育、对学生的无比热爱，以及苦心孤指、锐意进取的拼搏精神，才成就今天的骄人业绩。正如他作为教师代表在2018年北科大春季毕业典礼上的发言：“九层之台，起于累土，只有点滴汗水的不断挥洒，才能绘出恢宏壮丽的人生画卷。”未来可期的尹升华，必将在汗水浸润的碧林矿海，开采出更加辉煌的金色明天！