徐光憲：“稀土緊緊連著我和祖國”

薛今

業(yè)界有句話形容稀土的重要性：“誰掌握了稀土，誰就全天候掌握了戰(zhàn)場?！毕⊥?，是17種特殊元素的統(tǒng)稱，被稱作“工業(yè)維生素”，是隱形戰(zhàn)機、超導、核工業(yè)等高精尖領(lǐng)域必備的原料。越是高科技領(lǐng)域，對稀土的純度要求就越高。

著名化學家、北京大學化學學院教授徐光憲院士，是世界上破譯稀土分離奧秘的第一人。徐光憲研發(fā)的稀土分離核心技術(shù)，改變了世界稀土格局，讓中國從稀土資源大國昂然走向生產(chǎn)大國。他的發(fā)明影響之大，被國際同行用專門的詞匯形容為“China Impact”——“中國沖擊”。

改變研究方向

從量子化學到結(jié)構(gòu)化學，從核燃料萃取到稀土萃取，這是徐光憲的個人科研史。在70年的科研生涯里，只要國家需要，他就去做。

中國擁有著世界上最大的稀土資源儲備量，但直到20世紀70年代，我國還只能向國外以“豬肉價”賤賣稀土原料，然后高價進口高純度稀土產(chǎn)品。這種尷尬局面的背后，是落后的科研和工業(yè)現(xiàn)實。稀土分離工藝、生產(chǎn)技術(shù)一直被國外少數(shù)廠商壟斷，成為高度機密。

1972年，徐光憲所在的北京大學化學系接受了一項特別的緊急軍工任務(wù)——分離稀土元素中性質(zhì)最為相近的鐠和釹，純度要求很高。

時年52歲的徐光憲“半路出家”，接下了這個任務(wù)，踏入稀土研究領(lǐng)域。這是他1951年回國后，第三次為國家需要改變研究方向。

“這兩種元素比孿生兄弟還要像，分離難度極大。但中國作為世界最大的稀土所有國，長期只能出口初級產(chǎn)品，我們心里不舒服。所以，再難也要上?！毙旃鈶椇軋远ā?/p>

查閱資料時徐光憲發(fā)現(xiàn)，分離鐠和釹的問題，國外學界也未很好解決。當時最先進的法國羅地亞廠仍要用傳統(tǒng)的離子交換法分離鐠、釹。長遠來看，離子交換法生產(chǎn)速度慢、成本高，對規(guī)?；a(chǎn)不利。

無先例可循，徐光憲大膽決定挑戰(zhàn)萃取法分離的國際難題。

從理論上講，萃取技術(shù)并不復雜，然而要達到極高的純度要求，必須要經(jīng)過上百次的萃取分離，并且將每次分離的成果串聯(lián)起來，才能達到99%以上的純度。這個極為煩瑣的工藝過程，叫作串級萃取。

“中國沖擊”

理論與實踐之間，往往橫亙著一條巨大的鴻溝。徐光憲面前最大的挑戰(zhàn)，正是如何把串級萃取理論真正應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

在稀土萃取工藝的實驗階段，研究人員必須使用繁復而漫長的“搖漏斗”方法，模擬串級實驗以獲取準確的設(shè)定參數(shù)。若整套流程稍有失誤，就要一切從頭再來。同時，徐光憲還面臨國內(nèi)各個產(chǎn)地原料組成均不相同的問題，稀土元素分離的要求自然也不能“千篇一律”。

“要根據(jù)原料找到相應(yīng)合適的工藝，更重要的是發(fā)現(xiàn)這種工藝方法背后的理論依據(jù)?！毙旃鈶椛钪碚撗芯坎攀情_辟創(chuàng)新之路的基石。

白天“搖漏斗”，晚上琢磨串級理論。有人開玩笑，說他們白天是體力勞動者，晚上是腦力勞動者。一周工作80個小時，沒有節(jié)假日，徐光憲入迷了。

功夫不負有心人，串級萃取的規(guī)律在徐光憲面前逐漸清晰呈現(xiàn)。他發(fā)現(xiàn)的“恒定混合萃取比規(guī)律”，使得串級萃取理論最終得以建立。

在此基礎(chǔ)上，他和團隊提取了包含100多個公式的數(shù)學模型，創(chuàng)建了“稀土萃取分離工藝一步放大”技術(shù)，使原本繁難的稀土生產(chǎn)工藝“傻瓜化”，免除費時費力的“搖漏斗”步驟，直接應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。

徐光憲的萃取“流水線”，仿佛魔術(shù)師手中的神奇黑箱：在一邊放入稀土原料，各種高純度的稀土元素就能從另一端源源不斷地輸出。

如不是親眼所見，同行們幾乎不相信徐光憲能用這么簡單的辦法攻克這個世界級難題。1978年，徐光憲開辦“全國串級萃取講習班”，他把科研成果在國營工廠里無償推廣。幾年前仍被國外企業(yè)當作最高機密的稀土分離技術(shù)，成了一項在中國連鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)都能掌握的工藝。

中國稀土生產(chǎn)自此昂然崛起。很快，法國、美國和日本在國際稀土市場的壟斷地位被打破。到20世紀90年代初，中國單一高純稀土產(chǎn)量位居世界第一，讓稀土價格下降了四分之一左右。很多外國稀土生產(chǎn)廠家不得不減產(chǎn)甚至停產(chǎn)。徐光憲撬動了世界稀土格局，國際同行專門用“China Impact（中國沖擊）”一詞來形容他作出的杰出貢獻。

科學家的眼光

串級萃取理論和工藝技術(shù)為徐光憲贏得了很多的贊譽和榮耀，直到今天，他的研究成果依然是我國稀土工業(yè)的基礎(chǔ)，保持著世界領(lǐng)先地位。

但是，徐光憲在科學研究之外，對稀土的未來有了更多的擔憂。中國稀土工業(yè)的競爭力提升，卻也帶來了新的問題。發(fā)達國家關(guān)閉工廠，大量購買中國價廉物美的稀土做戰(zhàn)略儲備?？吹讲豢稍偕南⊥寥绱肆畠r出口，徐光憲如坐針氈，兩次上書國務(wù)院，呼吁保護寶貴的稀土資源，建立稀土戰(zhàn)略儲備，控制生產(chǎn)和冶煉總量。

2007年，我國宣布稀土礦產(chǎn)開采年減產(chǎn)4萬噸。消息一經(jīng)發(fā)布，稀土國際市場價格應(yīng)聲上漲一倍多，中國出口量減少，收益增加……

著書育人、薪火相傳，是徐光憲對稀土行業(yè)的另一種貢獻。

全國稀土專業(yè)的博士，大多數(shù)師出同門——都是徐光憲的學生。執(zhí)教數(shù)十載，他培養(yǎng)了近百名博士、碩士生和一大批稀土行業(yè)的優(yōu)秀工程技術(shù)人員，創(chuàng)建了北京大學稀土化學研究中心和稀土材料化學及應(yīng)用國家重點實驗室，撰寫了很多重要教材。他的《物理化學》《核物理導論》等課程，培養(yǎng)了新中國第一批放射化學人才。他所編寫的《物質(zhì)結(jié)構(gòu)》一書，曾是該課程全國唯一的統(tǒng)編教材，影響了幾代人。

報效祖國

2009年，在獲得國家最高科學技術(shù)獎時，徐光憲感慨地說：“稀土緊緊連著我和祖國！”

時光穿梭，回到20世紀50年代，剛剛建立的新中國百廢待興。在大洋彼岸的美國，青年才俊徐光憲面前，曾有一條通往科學高峰的捷徑。“我那時在量子化學方面有些想法，導師很認可這些想法，推薦我到芝加哥大學著名的理論化學大師密立根教授那里做博士后?！毙旃鈶椫?，這是千載難逢的機遇。

就在此時，抗美援朝戰(zhàn)爭爆發(fā)。美國即將通過法案，禁止全體留美中國學生回國。

“學成歸國，有所奉獻?！毙旃鈶椣肫鹱约毫⑾碌暮暝?。再不回去，也許就一直住在別人的國家了?？墒牵拮痈咝∠嫉牟┦繉W位還需一年就能拿到，現(xiàn)在放棄，是否可惜？

“科學沒有國界，但科學家有祖國?！逼拮拥倪@句話，堅定了徐光憲的決心。

1951年4月15日，徐光憲夫婦以華僑探親的名義獲得簽證，登上郵輪返回闊別多年的祖國。這是“禁止中國留美學生歸國”法案正式生效前，回中國的倒數(shù)第三艘郵輪。

回國后，徐光憲夫婦一同進入北大化學系執(zhí)教，培養(yǎng)出新中國第一批化學人才。爾后多年，徐光憲在科研領(lǐng)域，又為祖國作出了巨大貢獻……2015年4月28日，徐光憲院士在北京逝世，享年95歲。斯人已去，但他對中國稀土產(chǎn)業(yè)作出的不可磨滅的貢獻，將被永遠銘記。