李元杰，冶金與化工專家。是中國鎵生產(chǎn)技術(shù)的開拓者之一，主持完成中國第一個鎵生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝設(shè)計，并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。參加中國第一個氧化鋁廠的建設(shè)，并長期從事其生產(chǎn)技術(shù)工作，參與創(chuàng)立適合中國鋁土礦特點的混聯(lián)聯(lián)合法氧化鋁生產(chǎn)工藝，對中國氧化鋁工業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻。
李元杰 - 生平簡介
李元杰，原籍浙江寧波，1931年12月21日出生于上海一個職員家庭，自幼聰穎好學(xué)。1952年8月，畢業(yè)于上海大同大學(xué)化學(xué)工程系，此時，國家百廢待興，急需各方面的人才。他沒有留戀上海的優(yōu)越生活，要求到國家最需要的地方去，畢業(yè)時，他填報的三個志愿全部是外地，第一是去東北，并表示無條件服從組織分配，最終，他被派往山東鋁廠。
李元杰 - 主要成就
一、參加中國第一個氧化鋁廠的建設(shè) 負責建成國內(nèi)第一個鎵生產(chǎn)系統(tǒng)
鋁是一種戰(zhàn)略金屬，在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中有十分重要的作用�？箲�(zhàn)時期，日本侵略者為了掠奪我國的資源，在山東淄博建一座氧化鋁廠，隨著抗戰(zhàn)的勝利，工程半途而廢。在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的第一個五年計劃（簡稱“一五”，下類同）期間，國家決定在工程原址建起中國第一座氧化鋁廠，即山東鋁廠。
李元杰于1952年9月來到山東鋁廠，被分配到廠研究所試驗廠任技術(shù)員。在一沒經(jīng)驗，二缺資料，全廠只有前蘇聯(lián)專家?guī)淼囊槐径砦陌妗堆趸X生產(chǎn)學(xué)》的情況下，他憑著扎實的化工與化學(xué)理論基礎(chǔ)，一個工序一個工序地進行摸索，積累經(jīng)驗，尋找規(guī)律。工余時間，他自學(xué)俄語，啃下了那本原版專著。在他們的努力下，試驗廠開展了半工業(yè)試驗研究，為確定工廠的工藝流程和工藝條件提供了可靠的依據(jù)。試驗廠的經(jīng)歷，使他養(yǎng)成了兩個好習(xí)慣：一是勤于探索與鉆研，相信生產(chǎn)中的問題總能找到解決的途徑；二是注意積累技術(shù)資料。
1953年9月，李元杰被調(diào)到氧化鋁廠分解焙燒車間，先后擔任值班長、技術(shù)員。在分解工序，山東鋁廠采用了與前蘇聯(lián)生產(chǎn)工藝不同的高濃度二氧化碳碳酸化分解技術(shù)。當分解出第一槽氫氧化鋁時，他們發(fā)現(xiàn)氫氧化鋁結(jié)晶粗細不均，無法用過濾機過濾出來，拿不出合格的產(chǎn)品。第二槽、第三槽……均出現(xiàn)了相同的情況。對這個難題，前蘇聯(lián)專家也束手無策。當時，情況很緊急，全廠面臨停產(chǎn)的危險。經(jīng)過晝夜連續(xù)攻關(guān)，度過了無數(shù)不眠之夜，終于找到了通氣速度與氧化鋁結(jié)晶粒度的規(guī)律，順利解決了這個問題。李元杰根據(jù)積累的生產(chǎn)經(jīng)驗和有關(guān)試驗，逐步弄清了溶液硅量指數(shù)、通氣速度、分解溫度和時間與分解率、產(chǎn)品質(zhì)量之間的關(guān)系，對高濃度二氧化碳碳酸化分解技術(shù)進行了系統(tǒng)的總結(jié)和優(yōu)化，建立了一整套最佳的工藝技術(shù)控制條件和制度，保證了系統(tǒng)產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的氫氧化鋁和氧化鋁。李元杰還對氫氧化鋁分解、過濾洗滌工序進行了大量的優(yōu)化攻關(guān)工作，他提出將氫氧化鋁的三次逆向過濾洗滌改為兩次操作，既簡化了流程，又降低了消耗，而且保證了洗滌效果。這一建議可降低新廠的投資和老廠的生產(chǎn)成本，隨后被國內(nèi)氧化鋁廠普遍采用。力提高氧化鋁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟指標。1956年，由于業(yè)績突出，他被評為廠第一批工藝工程師。
1956年，山東鋁廠開始籌建金屬鎵生產(chǎn)系統(tǒng)。在時任山東鋁廠副廠長蔣靳非的極力舉薦下，廠部任命李元杰為“從氧化鋁生產(chǎn)流程中提取稀有金屬鎵工程”的工藝設(shè)計總負責人。
鎵為典型的稀散元素，它經(jīng)常以同晶形的雜質(zhì)狀態(tài)存在于鋁土礦中。在氧化鋁生產(chǎn)流程中，鎵會逐漸富集，如不回收，它就隨生產(chǎn)的殘渣——赤泥棄去。同時，鎵也是一種重要的半導(dǎo)體材料，當時，只有美、法等少數(shù)西方國家能夠生產(chǎn)，每千克價格高達3000 美元以上。
在這個項目上，李元杰表現(xiàn)出非凡的想象力和創(chuàng)造力。在鎵生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計過程中，由于西方國家封鎖，根本沒有完整的資料可以借鑒，當時，只有一篇小型試驗報告。他反復(fù)進行全流程的工藝計算和設(shè)備選型，確定關(guān)鍵的設(shè)計參數(shù)，勾畫出鎵生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程和平面配置的大致輪廓，然后一段一段地進行充實。為了設(shè)計鎵電解槽，他遠赴沈陽和上海的工廠，考察多種有色金屬的電解生產(chǎn)方法后，深受啟發(fā)，設(shè)計出適合鎵生產(chǎn)用的電解槽。他創(chuàng)立的鎵電解槽被收入前蘇聯(lián)稀有金屬專家澤里克曼編著的《稀有金屬冶金學(xué)》。鎵在攝氏30度以下時，會由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，鎵的體積擴大3.2%。成品要保持較高的純度，一般的包裝容器難以適用，他幾次到上海化工企業(yè)和研究機構(gòu)考察，最后決定采用聚乙烯作為容器材料。當時，國內(nèi)還不能生產(chǎn)，他提議將國外進口產(chǎn)品的聚乙烯包裝物回收利用，成功地解決了鎵產(chǎn)品的包裝問題，這種容器至今仍被沿用。
二、 參與創(chuàng)立適合中國鋁土礦特點的世界上第一個混聯(lián)聯(lián)合法氧化鋁的生產(chǎn)工藝
1958年，根據(jù)國民經(jīng)濟的發(fā)展和國防建設(shè)的需要，國家開始建設(shè)第二座工程浩大的鋁聯(lián)合企業(yè)——鄭州鋁業(yè)公司（1964年改名為鄭州鋁廠，簡稱鄭鋁，1992年并人中國長城鋁業(yè)公司）。其中包括氧化鋁廠、電解鋁廠。同年，中蘇關(guān)系破裂，前蘇聯(lián)專家全部撤離，工程被迫停工。在這樣的情況下，只有依靠自己的力量首先發(fā)展氧化鋁生產(chǎn)。同年7月，從山東鋁廠選派一批干部支援鄭鋁的建設(shè)，李元杰因此來到了鄭州。在這里，他曾任公司技術(shù)處工程師，氧化鋁廠技術(shù)科副科長、科長，從1965年起，任鄭鋁副總工程師兼技術(shù)處長。
1960年，氧化鋁廠拜爾法系統(tǒng)投產(chǎn)。在運行由于缺乏該法設(shè)計和生產(chǎn)的經(jīng)驗，在工藝與設(shè)備等方面存在諸多問題，如在高溫高壓下運行的溶出系統(tǒng)還曾發(fā)生過爆炸事故，當時正在現(xiàn)場的李元杰險遭不幸。1961年，冶金工業(yè)部成立了以部級領(lǐng)導(dǎo)為組長的工作組，對鄭鋁氧化鋁廠一年多的生產(chǎn)情況進行總結(jié)，并形成了共識，決定拜爾法系統(tǒng)暫停生產(chǎn)，進行技術(shù)改造。從1962年至1965年的技術(shù)改造過程中，李元杰參與了適合中國鋁土礦特點的混聯(lián)聯(lián)合法氧化鋁生產(chǎn)新工藝方案的制訂和審定，以及工程的設(shè)計、施工和組織工作，3年間，共實施大小技術(shù)改造項目1570項。1965 年，燒結(jié)法系統(tǒng)投產(chǎn)。1966年初，拜爾法系統(tǒng)也試車成功，至此，氧化鋁混聯(lián)聯(lián)合法生產(chǎn)系統(tǒng)開始投入運行。當年，產(chǎn)出氧化鋁17萬噸，達到了設(shè)計要求，各項技術(shù)經(jīng)濟指標也均達到預(yù)期目標。
在1966年至1978年，“文化大革命”期間，李元杰也從沒有放棄對混聯(lián)法工藝的思考和探索，這期間，在他的領(lǐng)導(dǎo)和參與下，共實施技術(shù)創(chuàng)新項目16項。混聯(lián)聯(lián)合法生產(chǎn)工藝日益完善和成熟，各項技術(shù)經(jīng)濟指標又達到了一個新水平，其中堿耗、氧化鋁總回收率已跨入世界先進行列，成為適合我國鋁土礦特點的自有技術(shù)。目前，全國6個氧化鋁廠中，有4個采用該工藝。1978年，氧化鋁混聯(lián)聯(lián)合法生產(chǎn)工藝獲全國科學(xué)大會獎。
氧化鋁混聯(lián)聯(lián)合法雖在國際上獨樹一幟，但隨著科技的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，需進一步節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本。為此，李元杰領(lǐng)導(dǎo)、組織了大批工程技術(shù)人員對生產(chǎn)上的薄弱環(huán)節(jié)進行攻關(guān)，并參與了多項具有較高技術(shù)水平和顯著經(jīng)濟效益的項目，使氧化鋁生產(chǎn)的經(jīng)濟技術(shù)指標不斷提高，生產(chǎn)成本不斷降低，使混聯(lián)法達到了一個新的先進水平。
李元杰一直致力于高效赤泥分離技術(shù)的研究。是他，從國外帶回少量絮凝劑，成功地進行了小型試驗。在他的組織參與下，1986年，“A-1000絮凝劑”作為助凝劑添加在燒結(jié)法溶出漿液中，用于赤泥沉降分離試驗獲得成功。此后，又開始了長達數(shù)年的艱苦攻關(guān)。第一步先將沉降過濾器去掉濾筒和真空系統(tǒng)，改為小沉降槽作分離試驗；第二步將一個硅渣沉降槽改造后，作絮凝劑大槽試驗，取得了大量實驗數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計安裝了單層絮凝新型沉降槽。1988年11月，采用新工藝和新設(shè)備的第二個赤泥分離洗滌系統(tǒng)建成投產(chǎn)，帶料試車一次成功，用2臺絮凝沉降槽代替了過去12臺沉降過濾器。多年來的實踐證明，它簡化了流程，減輕了工人勞動強度，技術(shù)經(jīng)濟指標得到進一步提高。以當時生產(chǎn)情況進行核算，每年可節(jié)約濾布34萬平方米，節(jié)電1561萬千瓦·時，節(jié)約純堿2782噸，增產(chǎn)氧化鋁1000噸，經(jīng)濟效益1000萬元。1990年，該項技術(shù)獲國家科技進步一等獎。
脫硅工序也存在著重大技術(shù)難題。氧化鋁廠投產(chǎn)之后，一直采用直接通蒸汽壓煮料漿的工藝，脫硅后，溶液濃度降低，增加了蒸發(fā)工序的負擔，能耗較高。1987年，李元杰提出了采用間接加熱連續(xù)脫硅的建議，同年，國家科委將“間接加熱連續(xù)脫硅”工業(yè)試驗列為“七五”重點科技攻關(guān)項目。鄭鋁組織了大批技術(shù)人員參加攻關(guān)，李元杰積極參與這項工作。在一無圖紙，二無資料的情況下，通過多次調(diào)研和方案論證，做了大量局部試驗，花費3年多的時間，先后解決了兩段脫硅方案、管道熱膨脹應(yīng)力的消除以及預(yù)脫硅攪拌裝置的研制等一系列技術(shù)難題，于1991年3月終于建成一套能力為140～160立方米/小時的間接加熱連續(xù)脫硅系統(tǒng)，4月該系統(tǒng)投料試車一次成功。這項新工藝使脫硅效果明顯優(yōu)于舊工藝。其硅量指數(shù)提高5%，溶液中氧化鋁含量增加17～20克/升，并可用廢蒸汽預(yù)熱，提高了二次蒸汽的利用率。按當時的核算情況，可年節(jié)約標煤64320噸，直接經(jīng)濟效益1211萬元。1993年，該技術(shù)被評為國家科技進步一等獎。
鋁土礦漿溶出是拜爾法工藝控制能耗和生產(chǎn)成本的關(guān)鍵工序。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國外一些氧化鋁廠有的已采用能耗較低的管道化溶出技術(shù)，與之相比，鄭鋁使用的蒸汽直接加熱壓煮器不但能耗高，而且效率低。但是，管道化溶出技術(shù)能否適用于中國難溶的一水硬鋁石型鋁土礦？李元杰查閱了大量文獻資料，同時，組織技術(shù)人員做了大量的試驗研究工作，1975年，李元杰提出采用管道化溶出技術(shù)的建議，以后多次參加原冶金工業(yè)部和中國有色金屬工業(yè)總公司組織的專家論證會，大家認為這是個方向，應(yīng)加快研究的進程。為此，他兩次赴聯(lián)邦德國聯(lián)合鋁業(yè)公司，用專門運去的中國鋁土礦，與德國專家共同進行了管道化溶出的半工業(yè)和工業(yè)試驗。1986年5月，根據(jù)中國政府與聯(lián)合國開發(fā)計劃署簽訂的援助協(xié)議，一水硬鋁石型鋁土礦的管道化溶出技術(shù)攻關(guān)項目被列入聯(lián)合國開發(fā)計劃。中國利用聯(lián)合國開發(fā)計劃署投入的資金，在鄭鋁進行了中國鋁土礦的管道化溶出工業(yè)試驗，中方由李元杰任項目主任。通過試驗，取得了大量技術(shù)數(shù)據(jù)，為高壓溶出系統(tǒng)的技術(shù)改造及管道化溶出設(shè)計提供了依據(jù)，也為國家引進管道化溶出技術(shù)提供了條件。
管道化溶出項目于1990年11月15日破土動工，1993建成投產(chǎn)。此后由于種種原因，該項目一直處于半停產(chǎn)狀態(tài)。1998 年，公司新的領(lǐng)導(dǎo)班子成立以后，長城鋁業(yè)公司調(diào)整了科技工作的思路，決定以管道化溶出系統(tǒng)為突破口，推進科技成果的轉(zhuǎn)化。當年3月，公司總經(jīng)理親任攻關(guān)組組長，集中廠內(nèi)主要技術(shù)人員數(shù)十人進行攻關(guān)，聘請李元杰出任技術(shù)顧問。他殫精竭慮，獻計獻策。8個月中，先后克服了礦石破碎與磨細、礦漿配制、隔膜泵調(diào)試、熔鹽爐操作與維護和管道化溶出工藝技術(shù)控制等技術(shù)難關(guān)，終于獲得成功。結(jié)束了該技術(shù)只在德、法、匈等先進國家使用，只能處理三水和一水軟鋁石型易溶礦石的歷史，使中國這項技術(shù)居世界領(lǐng)先水平。該項技術(shù)的優(yōu)點是：能夠處理占中國鋁土礦已探明儲量約98%的一水硬鋁石型難溶礦石；和傳統(tǒng)鋁土礦溶出技術(shù)相比，一次性投資減少20%；節(jié)能約50%；操作簡便，能獲得巨大的經(jīng)濟效益。該項目1999年被評為國家有色金屬工業(yè)局科技進步一等獎，2002年被評為國家科技進步二等獎。
脫硅工序也存在著重大技術(shù)難題。氧化鋁廠投產(chǎn)之后，一直采用直接通蒸汽壓煮料漿的工藝，脫硅后，溶液濃度降低，增加了蒸發(fā)工序的負擔，能耗較高。1987年，李元杰提出了采用間接加熱連續(xù)脫硅的建議，同年，國家科委將“間接加熱連續(xù)脫硅”工業(yè)試驗列為“七五”重點科技攻關(guān)項目。鄭鋁組織了大批技術(shù)人員參加攻關(guān)，李元杰積極參與這項工作。在一無圖紙，二無資料的情況下，通過多次調(diào)研和方案論證，做了大量局部試驗，花費3年多的時間，先后解決了兩段脫硅方案、管道熱膨脹應(yīng)力的消除以及預(yù)脫硅攪拌裝置的研制等一系列技術(shù)難題，于1991年3月終于建成一套能力為140～160立方米/小時的間接加熱連續(xù)脫硅系統(tǒng)，4月該系統(tǒng)投料試車一次成功。這項新工藝使脫硅效果明顯優(yōu)于舊工藝。其硅量指數(shù)提高5%，溶液中氧化鋁含量增加17～20克/升，并可用廢蒸汽預(yù)熱，提高了二次蒸汽的利用率。按當時的核算情況，可年節(jié)約標煤64320噸，直接經(jīng)濟效益1211萬元。1993年，該技術(shù)被評為國家科技進步一等獎。
三、矢志不移致力于提高中國氧化鋁工業(yè)的技術(shù)水平
40多年來，李元杰一直從事氧化鋁工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)工作，積累了豐富的經(jīng)驗。在山東鋁廠和鄭州鋁廠工作期間，提出和解決了大量增加產(chǎn)量，節(jié)約能源，降低消耗，改進工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)新產(chǎn)品等建議與問題，使中國的混聯(lián)聯(lián)合法氧化鋁生產(chǎn)工藝日臻完善。多次接受原冶金工業(yè)部和中國有色金屬工業(yè)總公司的邀請，制訂鋁工業(yè)科技發(fā)展規(guī)劃，審查新建廠和老廠改造的工藝設(shè)計方案，制訂中國氫氧化鋁和氧化鋁國家標準。他生活簡樸，不嗜享受，退休后仍擔任本廠及其他氧化鋁廠的技術(shù)顧問和中南大學(xué)兼職教授、博士生導(dǎo)師，不計個人得失，醉心于科技工作，對我國鋁工業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。
李元杰精通英語，能閱讀俄、日文技術(shù)資料。先后到德、美、法、匈、奧、希臘和瑞士等國的鋁企業(yè)進行技術(shù)考察、科研合作，或參加國際會議進行學(xué)術(shù)交流，與國外同行有廣泛的聯(lián)系，對國外鋁企業(yè)的工藝裝備水平和技術(shù)現(xiàn)狀有較全面的了解，掌握了國內(nèi)外鋁工業(yè)技術(shù)發(fā)展的動向。他治學(xué)勤奮，工作之余，筆耕不輟，先后記下了數(shù)百萬字的技術(shù)筆記，發(fā)表有一定影響的論文15篇；組織及編寫了《聯(lián)合法氧化鋁生產(chǎn)》一書，共8個分冊；翻譯和審校譯著11本，譯文80多篇。
李元杰于1989年被評為教授級高級工程師。從1992年起享受政府特殊津貼。他是中國有色金屬學(xué)會第一屆理事會理事、第二屆常務(wù)理事，河南省金屬學(xué)會第一至第三屆副理事長。
李元杰 - 簡歷
1931年12月21日 出生于上海市。
1948～1952年 在上海大同大學(xué)化學(xué)工程系學(xué)習(xí)。
1952～1958年 任山東鋁廠值班長、技術(shù)員、工程師等職。
1958～1965年 任鄭州鋁廠技術(shù)處工程師、氧化鋁廠技術(shù)科副科長、科長等職。
1965～1992年 任鄭州鋁廠副總工程師兼技術(shù)處處長。
1992年2月 退休。
李元杰 - 主要論著
1 李元杰.氧化鋁循環(huán)沸騰爐焙燒.輕金屬，1975（4）：18～27
2 李元杰.聯(lián)合法氧化鋁生產(chǎn).北京：冶金工業(yè)出版社，1975
3 李元杰.適合我國資源的混聯(lián)聯(lián)合法氧化鋁生產(chǎn)新工藝.1977：1～54
4 李元杰.氧化鋁生產(chǎn)及發(fā)展趨勢的分析.中國金屬學(xué)會輕金屬學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)報告，1979
5 李元杰.中州鋁工業(yè)的現(xiàn)狀和展望.中州今古，1983（1）：32～33
6 李元杰.氧化鋁工業(yè)液固分離用的過濾介質(zhì).輕金屬，1986（1）：6～11
7 李元杰.首屆輕金屬冶金學(xué)術(shù)會議論文集·我國聯(lián)合法氧化鋁生產(chǎn)中的拜爾法溶出技術(shù)的探討.1986
8 李元杰.管道化溶出工藝技術(shù)的進展.中國有色金屬學(xué)會輕金屬第二屆年會報告，1990
9 李元杰.氫氧化鋁脫水劑的研究.輕金屬，1991（3）12～15
10 李元杰.世界鋁工業(yè)的發(fā)展趨勢.輕金屬，1991（9）：13～20
李元杰 - 參考資料
[1] 中國數(shù)字科技管 http://www.cdstm.cn/zhuanlue/persondetails.jsp?personid=170188
