工欲善其事，必先利其器”。从新中国成立到改革开春风吹来，从计划经济体制到市场经济改革，从经济高速腾飞到行业产业转型升级，中国钢铁行业经历了几十年波澜壮阔的发展，带来经济效益的同时也带来了严重的环境污染。为此，无数科研工作者挺身而出，用科技提供坚实有力的装备基础，用创新护卫岌岌可危的自然环境，为我们共同的“美丽中国梦”贡献着力量。北京科技大学冶金与生态工程学院教授、生态系主任李素芹，就是一位执着于保卫环境、用创新科技推动钢铁产业发展的忠实践行者。
前沿科技，护航资源环境
超导高能物理技术是一种具有零电阻和完全磁性特性的现代技术，尤其是其可达到常规磁场不可及的处理效果，使其在资源环境领域的优势逐渐显现。作为一位长期致力于冶金资源循环与工业生态、工业废水处理与回用、固废有价物提取与资源化利用、生态环境材料的科研工作者，李素芹希望在这一领域有所突破。
10余年来，李素芹带领团队展开了长期不懈的攻关，取得了一系列令人瞩目的成绩，研究成果达到了国际领先水平，填补了国内外空白。
李素芹的研究始于如何利用超导强磁性来处理冶金工业废水。以转炉除尘废水为例，传统的处理方法是絮凝沉降法，因为需要加絮凝剂，使其运行成本较高。李素芹带领团队通过深入分析，采用超导技术进行处理，不仅设备简单，还可以在不改变原水处理流程的条件下应用，能够在几十秒内将所含污染物颗粒进行捕集，SS去除率将近%，弱磁性氧化铁、非磁性氧化钙、二氧化硅等微纳米颗粒均通过磁絮凝作用脱除。该技术具有投资小、能耗低、运行成本低等优势。更重要的是，应用这一方法还能够回收其中的有价铁元素，产生的尘泥还可用于制备氧化铁红等高附加值产品，实现经济效益与环保效益并举。
研究显示，将超导HGMS技术与高级氧化技术等耦合可实现酸性废水的重金属离子快速脱除。在动态条件下，使用超导HGMS耦合技术处理电镀废水，铜离子的去除率可达98.52%；处理铬、砷及铅等有色冶炼酸性重金属废水，对于含砷离子mg/L的酸性废水去除率可达99.56%；处理低浓度络合态镍离子废水，可将镍离子脱除到国家标准要求。
另外，由于在脱除金属离子的同时可考虑回收酸液及重金属材料，因此同样具有绿色环保的特性。将超导技术与物化技术耦合，则可以实现净环水供水系统的降硬除浊和杀菌灭藻功能，该成套关键技术是国家“十三五”重大水专项标志性成果。研究结果显示，水源水（包括中水等非常规水资源）硬度去除率可达70%以上，SS可降至5mg/L以下，同时具有脱除二氧化硅及杀菌灭藻的作用，节水10%以上；处理净循环水，可起到阻垢、抑垢及有效控制生物粘泥的作用，提高浓缩倍数，为钢铁企业节约用水、节能降耗提供一个新的途径。
众所周知，固废不仅占用场地，还对生态环境及人类健康构成威胁，而同时又是非常宝贵的二次资源，如何找到合适的技术来挖掘其潜在价值？
李素芹尝试将超导HGMS技术与其他技术耦合，开发了多项固废有价物提取及资源化利用技术，如连铸及轧钢尘泥及转炉LT灰制备高品位氧化铁红，达到A极品标准（氧化铁含量大于92%），经济效益显著；固体粉剂脱硫，依据原料硫的赋存状态，脱硫率达50%以上，从源头上降低了高硫煤直接燃烧导致的二氧化硫排放，在提高产品质量的同时，降低了对环境的危害；用于含硅尾矿中高纯二氧化硅提取，实现了硅及铁元素的同时分离与提取，使二氧化硫品位99%以上（最高3N），回收率达60%以上，含铁粉料品位可达65以上，实现了高附加值回用，延伸产业链还成功制备了ZSM-5分子筛，提高附加值，相关技术已获得多项国家发明专利授权。
可实现固废有价物提取与资源化利用，带来经济效益的同时解决环境污染及资源浪费问题，应用前景广阔。
在冶金废水治理过程中，针对高浓度难降解焦化废水，自行研发优势菌株进行生物强化处理。该技术是在没有外加营养源的情况下，通过自养反硝化将COD从mg/L降低到64.82mg/L，去除率为94.58%，氨氮可以从.1mg/L降到1.43mg/L，去除率为98.60%。她带领课题组采用16SrNA、PCR扩增及焦磷酸测序等分子生态学手段，明确了优势种群及其动态变化规律。
研究表明，系统中有作为生产者的藻类，作为消费者的菌类和原生动物以及作为分解者的分解细菌存在，已经形成了较为完整的生态链，系统内形成了一个功能基本完全的生态岛，对污染物有良好的消纳作用，具有较好的稳定性。该技术与自行研发的高效絮凝技术耦合使用，可直接达到GB-间接回用要求，用于洗煤、冲水渣及焖渣等的回用；降低RO深度处理系统SDI值，提高产水率、延长RO膜使用寿命、降低运行成本，为焦化废水生化处理提供了重要的技术支撑。
经济发展到一定阶段，人们就会自觉地对环境问题更加