徐光宪的稀土情结:九旬老人忧心中国变稀土小国

2013-05-17 13:03:30  来源:中国科学报

  徐光宪1920年11月7日生于浙江省绍兴市,我国著名化学家和教育家。1944年毕业于上海交通大学化学系。1947年底赴美国留学,于1951年3月在哥伦比亚大学获物理化学博士学位。1951年回国,任教于北京大学化学系。1980年,当选为中国科学院学部委员(院士)。主要从事量子化学、配位化学、稀土化学及萃取化学等方面的科研和教学工作,并注重自然辩证法和科学方法论的研究。

  令徐光宪始料未及,创造“中国奇迹”的稀土串级萃取技术,在大规模应用推动中国稀土产业发展的同时,间接引发了巨大的危机和风险。

  记者 郝俊

  “我怕二三十年后用光了,中国要变成稀土小国!”

  看到从我国大量出口的稀土只能卖个“白菜价”,无序过度开采造成严重的资源流失、环境破坏,中国“稀土之父”徐光宪一度心急如焚。年逾九旬的他再也坐不住了,起程亲赴矿区调查研究。

  普通人眼里,稀土是神奇的化学物质;对国家而言,稀土是“工业维生素”、重要的战略资源。然而在徐光宪的世界里,稀土是“永远解不开的情结”,书写下一段生命的变奏曲。

  “半路出家”谋创新

  稀土被人类发现、了解和利用,已有200余年历史。尽管中国有着世界上最大的稀土资源储备量,但直到20世纪70年代,我国还只能向国外廉价出口稀土原料,然后高价进口高纯度稀土产品。

  这种尴尬局面的背后,是落后的科研和工业现实。稀土分离工艺、生产技术一直被国外少数厂商垄断,成为高度机密。

  1972年,徐光宪所在的北京大学化学系接受了一项特别的紧急军工任务——分离稀土元素中性质最为相近的镨和钕,纯度要求很高。

  52岁的徐光宪“半路出家”,接下了这个任务,踏入稀土研究领域。这已经是他自1951年回国后,第三次因为国家需要改变自己的研究方向。量子化学出身的他,回国后转向配位化学,再到放射化学,直到最后的稀土化学。

  “这两种元素比孪生兄弟还要像,分离难度极大。但中国作为世界最大的稀土所有国,长期只能出口稀土精矿和混合稀土等初级产品,我们心里不舒服。所以,再难也要上。”徐光宪没有丝毫犹豫。

  查阅资料时徐光宪发现,分离镨和钕的问题,国外学界也尚未很好解决。他回忆,当时最先进的法国罗地亚厂,能够用萃取法分离其他稀土,可是分离镨、钕仍要用传统的离子交换法。长远来看,离子交换法生产速度慢、成本高,对规模化工业生产不利。

  无先例可循,徐光宪作出了一个大胆的决定——挑战萃取法分离的国际难题。

  “我们做科研的有一个信念,就是立足于基础研究,着眼于国家目标,不跟外国人跑,走自己的创新之路。”这是徐光宪的科研之道。

  从理论上讲,萃取技术并不复杂。然而要达到极高的纯度要求,必须要经过上百次的萃取分离,并且将每次分离的成果串联起来,最终才能达到99%以上的纯度。这个极为烦琐的工艺过程,叫做串级萃取。

  “中国冲击”

  理论与实践之间,往往横亘着一条巨大的鸿沟。徐光宪面前最大的挑战,正是如何把串级萃取理论,真正应用于大规模工业生产。

  而在稀土萃取工艺的实验阶段,研究人员必须使用繁复而漫长的“摇漏斗”方法,模拟串级实验以获取准确的设定参数。若整套流程中稍有失误,得不到满意的结果,一切都要从头再来。

  不仅如此,徐光宪的创新还须面对“本土化”挑战。国外生产工艺较成熟的稀土厂,其“摇漏斗”技术能够尽量维持原料不变。而中国的稀土分布很广,内蒙古、四川、山东等各地的原料组成均不相同,稀土元素分离的要求自然也不能“千篇一律”。

责任编辑: 唐一婷
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