“中國稀土之父”—— 徐光憲，他讓中國稀土技術(shù)壟斷全球

稀土素有“工業(yè)味精”“新材料之母”之稱，是 17 種金屬元素的統(tǒng)稱，由于其具有優(yōu)良的光電磁等物理特性沉颂，能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料，其最顯著的功能就是大幅度提高其他產(chǎn)品的質(zhì)量和性能瓢圈。比如大幅度提高用于制造坦克、飛機(jī)尼布、導(dǎo)彈的鋼材珊场、鋁合金、鎂合金朦舟、鈦合金的戰(zhàn)術(shù)性能逼酗。而且，稀土同樣是電子投湿、激光诽昨、核工業(yè)、超導(dǎo)等諸多高科技的潤滑劑不从。稀土科技一旦用于軍事季春，必然帶來軍事科技的躍升。從一定意義上說消返，美軍在冷戰(zhàn)后幾次局部戰(zhàn)爭中壓倒性控制载弄，得益于稀土科技領(lǐng)域的技術(shù)。

稀土共有輕稀土和中重稀土兩大類撵颊，輕稀土其中多用于制作屏幕宇攻、防曬劑、玻璃制品等民用領(lǐng)域倡勇，而中重稀土儲量豐富被廣泛應(yīng)用于軍事逞刷、航空領(lǐng)域。

稀土尤其在熒光妻熊、磁性夸浅、光纖通信、冶金扔役、儲氫帆喇、激光等幾個領(lǐng)域具有不可替代的作用，中國稀土礦藏豐富亿胸，壟斷全球馁雏，是唯一能夠提供 17 種稀土的國家，中國已經(jīng)探明的稀土儲量占據(jù)全球近 4 成国产。

1托俯、鑭用于合金材料和農(nóng)用薄膜赠飞；2、鈰大量應(yīng)用于汽車玻璃雹纤；3篙协、鐠廣泛應(yīng)用于陶瓷顏料、4墓趋、釹廣泛用于航空航天材料稻续；5、钷為衛(wèi)星提供輔助能量轿跌；6滔菠、釤應(yīng)用于原子能反應(yīng)堆；7汪兢、銪制造鏡片和液晶顯示屏批斯；8、釓用于醫(yī)療核磁共振成像掷漱；9粘室、鋱用于飛機(jī)機(jī)翼調(diào)節(jié)器；10卜范、鉺軍事上用于激光測距儀衔统；11、鏑用于電影海雪、印刷等照明光源锦爵；12、鈥用于制作光通訊器件奥裸；13险掀、銩用于臨床診斷和治療腫瘤；14湾宙、鐿電腦記憶元件添加劑樟氢；15、镥用于能源電池技術(shù)侠鳄；16埠啃、釔制造電線和飛機(jī)受力構(gòu)件；17枕捺、鈧常用于制造合金吮蒜。

ThREE咨詢公司總裁詹姆斯·肯尼迪曾說，中國稀土加工扼住美國命運(yùn)的咽喉私闭，美軍F-22砾漓、F-35戰(zhàn)斗機(jī)睬嘿、核潛艇宽用、航母闭榛、光纖、激光技術(shù)跌缩、熱成像技術(shù)衍肥、電子系統(tǒng)和制導(dǎo)系統(tǒng)都依賴脫離不了稀土。

在 40 年前雀肠，中國稀土還廣泛依賴于進(jìn)口刀念，并沒有形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，也沒有壟斷的技術(shù)胁会，而多虧了他的出現(xiàn)贺潜，才讓中國擁有了一張鉗制美國的王牌，這個人就是徐光憲施绎，也被稱為“中國稀土之父”溯革。

徐光憲出身于書香世家，父親是一位律師谷醉，從小就著重培養(yǎng)他的思維邏輯能力致稀，徐光憲就讀于紹興稽山中學(xué)，曾獲浙江省數(shù)理化競賽優(yōu)勝獎俱尼；此外抖单，還曾受到過任教于上虞春暉中學(xué)的夏丏尊、朱自清遇八、朱光潛矛绘、豐子愷、李叔同（弘一法師）等著名前輩的熏陶刃永。

1948年1月蔑歌，徐光憲留學(xué)美國，他當(dāng)時(shí)發(fā)表的《旋光的量子化學(xué)理論》博士論文獲得了他的導(dǎo)師貝克曼的認(rèn)可揽碘，推薦他繼續(xù)深造次屠，然而那個時(shí)候，新中國已經(jīng)成立稀掠，徐光憲和正在攻讀博士的妻子高小霞毅然決然放棄所有優(yōu)渥的條件拇蟋，回到了祖國。

高小霞在稀土研究中也做出過卓越的貢獻(xiàn)幽滤，卻毅然中斷攻讀學(xué)位蓖搅。徐光憲夫婦回國之后在北京大學(xué)教授理論化學(xué)，為中國培養(yǎng)了一大批化學(xué)人才哼沃。后來徐光憲夫婦又聽從國家分配翩汰，從事原子核物理的教學(xué)和核燃料萃取化學(xué)的研究，并成立了核燃料化學(xué)教研室床候。

1964年溃耸，徐光憲參加了二機(jī)部絕密會議湃足。在會上，徐光憲等提出发惭，摒棄由蘇聯(lián)專家提供的沉淀法剂户，以我國自行研究的、先進(jìn)的萃取法籌建核燃料后處理廠罩锐，制造原子彈原料――钚奉狈。徐光憲等人的這一提議，使我國在蘇聯(lián)專家撤走后涩惑，在沒有圖紙的情況下仁期，用較低的成本快速改建了還沒有完成的廠房，使核工業(yè)在國家最困難的時(shí)候走上了快速發(fā)展的軌道竭恬。

1972 年蟀拷，已經(jīng) 52 歲高齡的徐光憲接到了一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，離鐠釹萍聊，純度要求很高问芬。從理論化學(xué)，再到核燃料化學(xué)寿桨，直到最后的稀土化學(xué)此衅，這已是徐光憲第3次改變研究方向了，要知道亭螟，對于 50歲的人來說挡鞍，更改研究領(lǐng)域，其中的困難可想而知预烙。

當(dāng)時(shí)稀土在歐美已經(jīng)是非常重要的戰(zhàn)略資源胀爸，生產(chǎn)技術(shù)掌握在國外少數(shù)廠商手中，他們將這些技術(shù)作為高度機(jī)密千荡。

中國雖然稀土儲存量巨大锌德，但是卻嚴(yán)重缺乏技術(shù)，導(dǎo)致中國不得不用低價(jià)把稀土原料賣出去绅踪，再花高價(jià)買外國加工好的成品沼惹，使我國長期處于有資源無利益的窘境。

在當(dāng)時(shí)兄诱，分離鐠釹是當(dāng)時(shí)國際公認(rèn)的大難題遥浑。鐠、釹都屬于稀土元素旧育，它們的化學(xué)性質(zhì)極為相似捞勿，尤其是15種鑭系元素，猶如15個孿生兄弟一樣路揖，化學(xué)性質(zhì)幾乎一致私周，要將它們一一分離十分困難贮爹，而鐠、釹的分離更是難中之難伪节。

那個時(shí)候光羞，鐠釹分離采用離子交換法是慣例绩鸣，缺點(diǎn)是生產(chǎn)速度慢怀大、成本高，再加上當(dāng)時(shí)在國際上稀土萃取化學(xué)還是一門并不成熟的新興學(xué)科呀闻。這意味著徐光憲在很多方面要自己摸索前行化借。

“中國作為世界最大的稀土所有國，長期只能出口稀土精礦等初級產(chǎn)品捡多，我們心里不舒服蓖康。所以，再難也要上垒手∷夂福”

幸好徐光憲長期從事核燃料萃取分離，徐光憲帶領(lǐng)學(xué)生查遍了國內(nèi)外的相關(guān)資料科贬，當(dāng)時(shí)國際上流行的串級萃取理論是L．阿爾德斯（Alders）提出來的泳梆，徐光憲仔細(xì)分析了在串級萃取過程中絡(luò)合平衡移動的情況，發(fā)現(xiàn)阿爾德斯串級萃取理論的基本假定：“在串級過程中萃取比保持恒定”渺广，在稀土推拉體系串級萃取過程中是不成立的捣睬。

于是他精心設(shè)計(jì)出一套化學(xué)操作流程，并導(dǎo)出與此相應(yīng)的一套串級萃取理論公式湃鳖，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一種回流串級萃取新工藝克蝶。把鐠釹分離后的純度提高到了創(chuàng)世界紀(jì)錄的99.99%。

然而對于徐光憲來說狮最，這只是傳奇的開始搔肉！徐光憲面對的最大挑戰(zhàn)是如何把已經(jīng)成功的串級萃取理論真正應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。為獲得準(zhǔn)確參數(shù)泌祥，他不得不使用繁瑣的“搖漏斗”的方法來模擬串級試驗(yàn)凤婆，整套流程下來需要耗費(fèi)一百多天的時(shí)間，如果得不到滿意的結(jié)果伞下，一切又都要從頭再來非畜。

為了更快地推進(jìn)稀土研究，徐光憲每周要工作80個小時(shí)辛蕊。他白天“搖漏斗”亦弛，晚上琢磨理論，黑白連軸轉(zhuǎn)同衣。研究量子化學(xué)出身的徐光憲竟块，在理論歸納方面有著過人的天賦壶运。他在實(shí)踐的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了一百多個化學(xué)公式，設(shè)計(jì)出最優(yōu)化的工藝流程浪秘，并利用當(dāng)時(shí)還不普及的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行虛擬試驗(yàn)蒋情，使原本復(fù)雜的稀土生產(chǎn)工藝徹底簡單化，實(shí)現(xiàn)了稀土的回流串級萃取耸携，原來需要一百多天才能完成的模擬實(shí)驗(yàn)流程被縮短到不超過一星期棵癣！

在當(dāng)時(shí)，一般萃取體系的鐠釹分離系數(shù)只能達(dá)到1.4-1.5夺衍，而徐光憲從改進(jìn)稀土萃取分離工藝入手狈谊，使鐠釹分離系數(shù)打破了當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄，達(dá)到了4沟沙。而且河劝，原來那種耗時(shí)長、產(chǎn)量低矛紫、分離系數(shù)低赎瞎、無法連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝被徹底拋棄了。

1974年9月塌或，他親赴包頭稀土三廠參加這一新工藝流程用于分離包頭輕稀土的工業(yè)規(guī)模試驗(yàn)癣吝，獲得成功，從而在國際上首次實(shí)現(xiàn)了用推拉體系高效率萃取分離稀土的工業(yè)生產(chǎn)乞瑰。

在這些工作的基礎(chǔ)上馏纱，他隨后陸續(xù)提出了可廣泛應(yīng)用于稀土串級萃取分離流程優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則和方法，極值公式排击，分餾萃取三出口工藝的設(shè)計(jì)原則和方法素牌，建立了串級萃取動態(tài)過程的數(shù)學(xué)模型與計(jì)算程序，回流啟動模式等患漆。這些原則和方法用于實(shí)際生產(chǎn)墓且，大大簡化了工藝參數(shù)設(shè)計(jì)的過程，減少了化工試驗(yàn)的消耗任础；特別是能適應(yīng)原料和設(shè)備不同的工廠讲媚，

自此，我國稀土分離技術(shù)開始走在世界前列焰究，根本改變了受制于人的困窘局面裆操。當(dāng)時(shí)的稀土第一大廠上海躍龍廠決定第一個嘗試他的技術(shù)，最后提取出來的稀土純度之高炉媒，甚至超過了歐美的技術(shù)水平踪区。

徐光憲和妻子在進(jìn)行稀土研究

徐光憲并沒有把自己的技術(shù)據(jù)為己有，而是大規(guī)模推廣于各大企業(yè)，讓各大企業(yè)都掌握了他所創(chuàng)造的這套串級萃取理論缎岗。

然而静尼，這個時(shí)候歐美把自己的工廠關(guān)了，用很便宜的價(jià)格買中國的稀土做儲備传泊。中國已成為世界上最大的稀土出口國,但是自己沒有定價(jià)權(quán)鼠渺。面對寶貴的稀土廉價(jià)出口、面對不可再生的稀土資源大量流失眷细，徐光憲每天都如坐針氈拦盹。

“我怕二三十年后用光了，中國要變成稀土小國薪鹦！”

2005年至2006年掌敬，已經(jīng) 85 歲高齡的徐光憲兩次上書國務(wù)院惯豆，呼吁保護(hù)我國內(nèi)蒙古白云鄂博地區(qū)寶貴的稀土和釷資源池磁，避免包頭市和黃河受放射性污染。

2009年葬籽，徐光憲又在香山科學(xué)會議上提出捻尉，要用10億美元外匯儲備，建立稀土和釷的戰(zhàn)略儲備努示，控制生產(chǎn)和冶煉總量候钟，并建議重點(diǎn)支持幾家企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在徐光憲的呼吁下盾峭，中國稀土產(chǎn)業(yè)走上健康有序發(fā)展之路滤萝。

從十年前開始，中國出口稀土的量開始有效控制甫碉，根據(jù)世界市場的需求調(diào)整出口量碗履，從而一舉扭轉(zhuǎn)了稀土賤賣的現(xiàn)象。在今時(shí)今日蝗质，稀土已經(jīng)成為了中國手中的王牌勾萌，全中國研究稀土的中青年學(xué)者，幾乎全部都是他的學(xué)生沈机。

如今的中國稀土產(chǎn)業(yè)在稀土的所有技術(shù)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了壟斷仙蛉，中國甚至利用低價(jià)傾銷戰(zhàn)略搞垮了歐美所有的稀土產(chǎn)業(yè)。2015年碱蒙，morly corp申請破產(chǎn)保護(hù)荠瘪。至此，美國稀土工業(yè)徹底崩盤赛惩。

2016年2月哀墓，美國政府問責(zé)局曾發(fā)布了一份關(guān)于稀土材料報(bào)告，據(jù)其估算，美國可能需要15年才能建成國內(nèi)稀土供應(yīng)鏈麸祷。

另據(jù)美國釷與稀土元素咨詢公司分析澎怒，美國的400個稀土創(chuàng)業(yè)公司中，進(jìn)入生產(chǎn)階段的不到5家阶牍，能夠量產(chǎn)的只有兩家喷面，其中一家還有中資背景。

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局今年2月的報(bào)告顯示走孽，2014—2017年間惧辈，美國80%的進(jìn)口稀土化合物和金屬來源于中國，6%來自愛沙尼亞伶葵，日本和法國各3%承蠕，而愛沙尼亞、法國和日本的化合物和金屬產(chǎn)品甚至也來源于中國和其他地區(qū)蕴续。

中國成了全球惟一擁有稀土全產(chǎn)業(yè)鏈的國家扳啃。目前，中國的相當(dāng)部分稀土都是外國進(jìn)口稀土礦贰宰，然后進(jìn)行提煉危婚，最后出口稀土產(chǎn)品。

因?yàn)橹袊南⊥灵_采和冶煉分離技術(shù)遙遙領(lǐng)先芍迫，江西省稀土學(xué)會常務(wù)副秘書長孟慶江說：“國外開采了稀土也只能送到中國來峦仲。”

中國2018年從美國進(jìn)口了大概25000噸稀土及氧化物哪趟，一躍成為最大的稀土進(jìn)口國质瘸。這樣，既保證了中國的稀土儲存量不至于被過度消耗纹怨，也防止了歐美稀土企業(yè)卷土重來磨爪。

可以說，中國真正讓歐美害怕的不是稀土礦部凑，而是稀土技術(shù)露乏。目前，中國已經(jīng)擁有全套壟斷的稀土分離冶煉技術(shù)涂邀，2011 年開始瘟仿，中國每年的稀土申請專利量大于世界總和，以稀土的分離冶煉技術(shù)來說比勉，中國的分離純度已經(jīng)接近百分之百劳较。

“比如在稀土選礦技術(shù)上，我們擁有最為先進(jìn)的選礦技術(shù)浩聋。選礦是利用組成礦石的各種礦物之間的物理化學(xué)性質(zhì)的差異观蜗，采用不同的選礦方法臊恋，借助不同的選礦工藝，不同的選礦設(shè)備墓捻，把礦石中的有用礦物富集起來抖仅，除去有害雜質(zhì)，并使之與脈石礦物分離的機(jī)械加工過程砖第。

全世界開采出來的稀土礦石中撤卢，稀土氧化物含量只有百分之幾，甚至有的更低瘤希，為了滿足冶煉的生產(chǎn)要求昂贷，在冶煉前經(jīng)選礦，將稀土礦物與脈石礦物和其它有用礦物分開答艘，以提高稀土氧化物的含量拆翘，得到能滿足稀土冶金要求的稀土精礦∠⑻澹可以說稀土礦選礦如果沒有辦法掌握囊脉，就無法提高稀土氧化物的含量。

而在稀土的提純上姐药，“離子型稀土原礦綠色高效浸萃一體化新技術(shù)”组缎、“低碳低鹽無氨氮分離提純稀土新工藝”滔壳、“4N級超高純稀土金屬集成化制備技術(shù)”等一系列技術(shù)都具有原創(chuàng)性削晦，而且我們提出并研發(fā)出高純碳酸氫鎂溶液皂化萃取分離和沉淀回收稀土的原創(chuàng)性技術(shù)，首次將稀土分離提純過程產(chǎn)生的氯化鎂廢水和CO2氣體低成本回收用于連續(xù)碳化武填、規(guī)模制備純凈的碳酸氫鎂溶液挥昵，代替液氨、液堿益涧、碳酸氫氨等應(yīng)用于稀土萃取分離和沉淀回收稀土過程锈锤，從源頭革除了氨氮廢水污染，減少高鹽度廢水和CO2 溫室氣體的排放難題闲询。

在稀土的分離上久免，經(jīng)過徐光憲院士等老一輩科學(xué)家?guī)资甑钠D苦努力，我國稀土分離化學(xué)與工程研究上一騎絕塵扭弧，孫曉琦團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了新型苯氧羧酸類萃取劑阎姥，該型萃取劑可以定量萃取低濃度稀土，與稀土形成固體萃合物鸽捻，并可以反復(fù)萃取和循環(huán)使用呼巴。基于該類萃取劑御蒲，結(jié)合溶劑萃取法和化學(xué)沉淀法的優(yōu)勢衣赶，開發(fā)出了全新的萃取—沉淀法工藝。

而在稀土的冶煉上與生產(chǎn)上。主要有濕法冶金屬化工冶金方式與火法冶金工藝府瞄，濕法冶金流程復(fù)雜楚餐，產(chǎn)品純度高，該法生產(chǎn)成品應(yīng)用面廣闊蹂孽∠胤溃火法冶金工藝過程簡單，生產(chǎn)率較高绸搞。稀土火法冶煉主要包括硅熱還原法制取稀土合金窍蟹，熔鹽電解法制取稀土金屬或合金⊥そ幔”

可以說舟到，多虧了徐光憲等老一輩科學(xué)家的不懈努力，我們才能在稀土領(lǐng)域擁有一張鉗制美國的王牌臀嘱。