“關(guān)鍵元素”徐光憲

歷史總在反復(fù)驗(yàn)證，每當(dāng)國家需要之時(shí)，就天降大任于斯人。對(duì)中國稀土而言，這一人，即是中國科學(xué)院院士、物理化學(xué)家徐光憲。

1980年，中國科學(xué)院組織了一次考察團(tuán)，去參觀當(dāng)時(shí)的稀土巨頭，法國羅納－普朗克化工集團(tuán)（Rhone Poulenc），徐光憲任團(tuán)長。對(duì)方表面上熱情接待，但卻拒絕中國人參觀工廠內(nèi)部，把所有萃取劑和工藝參數(shù)定為絕密，對(duì)自家稀土分離提純技術(shù)“嚴(yán)防死守”。

顯示這種傲慢態(tài)度的，不止羅納－普朗克一家，連彼時(shí)的日本也多次以技術(shù)相脅，希望中國踏實(shí)地做一個(gè)“安分守己”的代工廠。

是的，盡管有著稀土“天賦”，但半個(gè)世紀(jì)前的中國，卻并不像今天一般被青眼相看。20世紀(jì)六七十年代，中國稀土可謂飽受牽制。由于缺乏核心能力，又有實(shí)際的制造需求，中國只能將一車車寶貴的稀土原礦運(yùn)往國外，經(jīng)外國工廠精加工后，再以幾十倍的價(jià)格買回。

作為全球最大的稀土儲(chǔ)量國，卻如此任人拿捏，中國人在很長一段時(shí)間里，都憋著一股氣。稀土行業(yè)的人，稱之為“義憤”。

在國際合作談判屢屢受氣后，中國在短短10余年間，迅速扭轉(zhuǎn)了受制于人的局面。2025年，特朗普政府仍以各種物項(xiàng)的斷供相威脅，而中國已經(jīng)牢牢掌握著稀土行業(yè)的主導(dǎo)權(quán)，在高端制造、軍工行業(yè)里，手握著不可或缺的“工業(yè)維生素”，讓它無法動(dòng)彈。

在稀土元素中，鑭系家族的15個(gè)元素，加上鈧、釔，共17種，化學(xué)性質(zhì)相似，分離提純困難重重，但它們個(gè)個(gè)身懷絕技，只需撒入一點(diǎn)粉末，便能讓工業(yè)生產(chǎn)發(fā)生質(zhì)的改變。事實(shí)上，比起金銀銅，稀土在有色金屬領(lǐng)域尚屬后起之秀，在工業(yè)制造中的運(yùn)用至今也不過百年。但這一捧千年來無人問津、泛著油脂光澤的黃土，竟成為如今改變世界工業(yè)格局的關(guān)鍵元素，堪稱潛龍出淵，光華燦爛。

而對(duì)于中國來說，最關(guān)鍵的“稀土元素”，其實(shí)不只是這些埋藏在地殼中的“工業(yè)魔法”，還有以徐光憲為代表的中國科學(xué)人才。

從被錢三強(qiáng)選中，暫別深耕的配位化學(xué)，去攻關(guān)核燃料萃取技術(shù)，到年過半百，重新投入稀土事業(yè)，打破西方30年技術(shù)壟斷，如“放之四海皆可用”的稀土元素一般，徐光憲的一生，隨歷史顛簸，幾易研究方向，皆為國之大計(jì)。

他帶領(lǐng)著一眾科學(xué)人才，從“搖漏斗”開始，在赤手空拳的條件下，創(chuàng)造出了一片屬于新世紀(jì)的稀土傳奇。

心里不舒服，再難也要上

“鐠釹”。

在希臘語中，這個(gè)詞的意思是“雙生子”，它同時(shí)指代稀土中世界公認(rèn)難以分離的兩個(gè)元素：鐠、釹。

鐠是制造飛機(jī)引擎合金的關(guān)鍵元素，釹則是制導(dǎo)導(dǎo)彈激光器的必備材料—這對(duì)“雙生子”的分離直接關(guān)系到國防安全。1972年，北京大學(xué)化學(xué)系接到的一項(xiàng)緊急軍工任務(wù)，就是分離鐠釹。

那時(shí)的徐光憲，已經(jīng)52歲了。這位哥倫比亞大學(xué)博士，一度被迫離開從事十余年的技術(shù)物理系教學(xué)和研究工作，到江西農(nóng)場勞動(dòng)。剛回到北大，就面臨職業(yè)生涯的又一次重大轉(zhuǎn)折。

此前，已有幾家單位推拒了鐠釹分離的任務(wù)，輪到徐光憲，是否還要說“不”？

他在后來的回憶中只說了一句話，就表露了自己從一開始就下定的決心：“中國作為世界最大的稀土所有國，長期只能出口稀土初級(jí)產(chǎn)品，我們心里不舒服，所以，再難也要上?！?/p>

盡管開局艱險(xiǎn)，但接下來的故事聽起來卻令人振奮。接下任務(wù)“僅僅”3年后，徐光憲就自主創(chuàng)新出一套串級(jí)萃取理論，成功實(shí)現(xiàn)99.99%的鐠釹分離純度，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。又在法國考察受挫的4年后，于包鋼有色金屬三廠圓滿完成優(yōu)化后的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)9天，就收獲了合格的純釹產(chǎn)品。

要理解徐光憲的膽識(shí)，和這項(xiàng)難倒了眾多國家的工作，何以能在一股勇氣之中被迅速解決，不僅要從學(xué)術(shù)理論出發(fā)，還需要再次回溯徐光憲的人生—雖然飽經(jīng)風(fēng)霜，但也能用那一句話概括：因?yàn)椤靶睦锊皇娣保浴霸匐y也要上”。

“中國作為世界最大的稀土所有國，長期只能出口稀土初級(jí)產(chǎn)品，我們心里不舒服，所以，再難也要上?！?/h4>

徐光憲生于1920年，一個(gè)新舊思潮激烈碰撞的年代。戰(zhàn)火紛飛之中，母親始終讓他記住一句話：“家有良田千頃，不如一技在身?！蓖瑫r(shí)，父親是法律人士，徐光憲又深受法理的熏陶。

時(shí)局的動(dòng)蕩，讓徐光憲迅速地適應(yīng)了如何在變動(dòng)中尋找生機(jī)。從寧波高級(jí)工業(yè)職業(yè)學(xué)校到國立交通大學(xué)，再到哥倫比亞大學(xué)，盡管戰(zhàn)亂不斷，他一直謹(jǐn)記著母親教誨，和兼為同學(xué)、同事、妻子的高小霞一起，潛心科研，鍛煉自身。

在多重復(fù)合型教育之下，徐光憲最終來到北大時(shí)，無論是講課，還是編教案，都不像尋常老師，絕不照本宣科，或者生硬地教授知識(shí)。即便是外人看來枯燥無味的物理化學(xué)，他也會(huì)加入哲理的辨思。

他在《物質(zhì)結(jié)構(gòu)》的教材中寫道：如果不先弄清問題的來龍去脈，不是站在高處先把全局看一看，就容易迷失在繁復(fù)的數(shù)學(xué)式子之中……知其然而不知其所以然，好像沒有骨架，使血肉無所依附。

慣于從全局之中抽絲剝繭，找到重點(diǎn)并持之以恒，這便是徐光憲多年來應(yīng)對(duì)“未知”和“困難”的秘訣之一。

在分離鐠釹前，徐光憲已經(jīng)不止一次挑戰(zhàn)“不可能”。

1957年，錢三強(qiáng)點(diǎn)將，讓留美歸來的徐光憲從化學(xué)系跨界調(diào)動(dòng)到原子能系，主持核燃料提煉工作，后參與制造原子彈原料钚。但在1960年，蘇聯(lián)專家突然集體撤走，這項(xiàng)工作的難度陡然加大。

在幾年后的青島燕兒島絕密會(huì)議之中，徐光憲等一眾與會(huì)專家，提出了破釜沉舟的做法：放棄蘇聯(lián)提供的“半拉子”沉淀法生產(chǎn)線，另起爐灶，改用清華北大研究了五年的核燃料萃取化學(xué)，使用普雷克斯流程。盡管前期要放棄一些沉淀法生產(chǎn)線的“沉沒成本”，但萃取法的后續(xù)優(yōu)點(diǎn)是投資少、成本低、钚收率高，這顯然更具有可持續(xù)性。

這一大膽嘗試，為徐光憲在分離鐠釹的研究中提供了相近的思路。1972年初，徐光憲在稀土分離中，決定再次放棄國際常規(guī)的離子交換法和分級(jí)結(jié)晶法，采用尚不成熟的萃取分離法。研究量子化學(xué)出身的他，帶領(lǐng)學(xué)生一頭扎進(jìn)文獻(xiàn)海洋，終于在美國人放棄的推拉體系中找到突破口。

為獲得準(zhǔn)確參數(shù)，徐光憲用最原始的“搖漏斗”方法（機(jī)械振動(dòng)使液槽中的水相和有機(jī)相分層）模擬串級(jí)試驗(yàn)，一個(gè)流程下來，少則幾月，多則一年。

就這樣，他白天“搖漏斗”，晚上琢磨理論，一周工作80個(gè)小時(shí)。他的學(xué)生黃春輝院士后來回憶道，“有時(shí)候到了中午吃飯的時(shí)候，徐先生才會(huì)發(fā)現(xiàn)嘴里沒有戴假牙?！?/p>

如此往復(fù)3年后，他終于推導(dǎo)出了所有計(jì)算最優(yōu)化工藝參數(shù)所需的全部理論公式，于1975年，提出了顛覆業(yè)界的稀土串級(jí)萃取理論。

“CHINA IMPACT”

在內(nèi)心的驅(qū)動(dòng)之外，徐光憲與稀土的緣分，還經(jīng)歷了時(shí)空意義上和行業(yè)意義上的多重歷史性跨越。

1949年10月1日，紐約中央公園。徐光憲、高小霞、唐敖慶、何茲全、蕭嘉魁等一眾中國留學(xué)生，聚在草坪上野餐，慶祝中華人民共和國成立。這群年輕人遠(yuǎn)赴他鄉(xiāng)修學(xué)，終得祖國喜訊，感慨不已，紛紛立志歸國。

但與今時(shí)今日特朗普政府驅(qū)逐國際生的情境正好相反，彼時(shí)的美國，很快通過了“禁止中國留學(xué)生歸國”的法案。

徐光憲進(jìn)退兩難時(shí)，妻子高小霞一錘定音：“科學(xué)無國界，但科學(xué)家有祖國?！彼栽阜艞壣形醋x完的博士學(xué)位，聽從前輩曾昭掄和好友唐敖慶的建議，夫婦二人以歸國探親之名，登上了最后一批離開美國的輪船。

這句話也成為這對(duì)學(xué)術(shù)眷侶一生的注腳，也預(yù)示了一個(gè)嶄新時(shí)代的到來。

1949年至1955年間，1536名高級(jí)知識(shí)分子從西方國家陸續(xù)歸國，其中1041人來自美國。這些歸來學(xué)者在多個(gè)重要科學(xué)領(lǐng)域中，成為組織者和開拓者。因此，在短短數(shù)十年內(nèi)，中國的各個(gè)學(xué)科建設(shè)，陸續(xù)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的突破。

徐光憲所投入的稀土事業(yè)，正是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。當(dāng)時(shí)流傳的說法是：“誰掌握了稀土，誰就全天候掌握了戰(zhàn)場。”

1975年，徐光憲提出全新的稀土串級(jí)萃取提純技術(shù)，并在全國范圍內(nèi)無償推廣，陸續(xù)舉辦“全國串級(jí)萃取講習(xí)班”，首屆就有全國9所大學(xué)、11個(gè)科研院所和7家工廠的100余名頂尖技術(shù)骨干參加。有了推廣和傳播的途徑，新的知識(shí)便如氧氣一般迅速向外散開去了。

當(dāng)時(shí)的稀土第一大廠，上海躍龍廠決定首先嘗試徐光憲的“一步放大”串級(jí)萃取方法，將其用于工業(yè)化生產(chǎn)。后來，這個(gè)場景被人們多次復(fù)述、驚嘆：一排排萃取箱像流水線一樣連接起來，只需要在這邊放入原料，另一端的出口就會(huì)源源不斷地輸出各種高純度的稀土元素。原來需要一年多的生產(chǎn)周期，現(xiàn)在縮短到幾周，效率實(shí)現(xiàn)了驚人的提升。

國際稀土界將這場變革稱為“CHINA IMPACT”（中國沖擊），徐光憲被評(píng)價(jià)為“中國稀土之父”“稀土界的袁隆平”。

技術(shù)普及，也帶來了產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)。到20世紀(jì)90年代初，中國生產(chǎn)的單一高純度稀土占到全球產(chǎn)量的90%以上。國際稀土價(jià)格應(yīng)聲下跌至原來的四分之一，引發(fā)全球稀土產(chǎn)業(yè)大地震。

美國、日本的稀土分離企業(yè)相繼停產(chǎn)，法國的壟斷巨頭減產(chǎn)。中國踏出了由稀土資源大國向稀土生產(chǎn)大國、稀土出口大國的轉(zhuǎn)變之路。國際稀土界將這場變革稱為“CHINA IMPACT”（中國沖擊），徐光憲被評(píng)價(jià)為“中國稀土之父”“稀土界的袁隆平”。

2005年，徐光憲獲“何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”，那時(shí)他的妻子高小霞已因病去世7年，他將全部獎(jiǎng)金捐出，設(shè)立“霞光獎(jiǎng)學(xué)金”—取他和妻子名字中各一字，專門資助貧困學(xué)子。

2009年1月，88歲高齡的徐光憲又站上國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)，成為中國化學(xué)、化工界首位獲此殊榮的科學(xué)家。但他又將獎(jiǎng)金捐作科研經(jīng)費(fèi)，繼續(xù)堅(jiān)守在科研一線。

然而，當(dāng)科學(xué)技術(shù)的問題脫離了純粹的學(xué)術(shù)范疇，事情的走向，卻開始變得不受控制。稀土產(chǎn)業(yè)高歌猛進(jìn)之時(shí)，危機(jī)悄然浮現(xiàn)。

為保護(hù)稀土而奔走

1978年，中國進(jìn)入了改革開放的新時(shí)期，也為民營經(jīng)濟(jì)的發(fā)展打開了大門。在民營企業(yè)開始蓬勃發(fā)展后，徐光憲意識(shí)到了稀土萃取似乎正在被濫用。

因中國稀土研究都來自國家科研經(jīng)費(fèi)的支持，徐光憲認(rèn)為功不在個(gè)人，前期并不注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、專利和保密，反而是將技術(shù)無償?shù)胤窒斫o業(yè)內(nèi)國營廠同仁。

然而，在接受了徐光憲等專家的親自教授和指導(dǎo)后，國營廠的總工程師卻被高薪挖走，中國各地的民營稀土廠迅速涌現(xiàn)，稀土年產(chǎn)量飆升至12萬—15萬噸，致使全球市場出現(xiàn)供大于求的惡劣局面。中國的高質(zhì)量單一稀土，一度被賣出“豬肉價(jià)”—每公斤僅6美元，不如一斤普通牛肉值錢，日韓各國趁機(jī)以低廉價(jià)格大量購入。

這一現(xiàn)象完全超出正常邏輯。中國控制著九成以上的稀土產(chǎn)量，定價(jià)權(quán)卻不在自己手上。已進(jìn)入耄耋之年的徐光憲，心急如焚，他發(fā)現(xiàn)，“1995—2005年，我國稀土出口損失外匯達(dá)幾十億美元”。而更重要的是，稀土是不可再生資源，“用完了，沒有替代”。

除此以外，濫采稀土原礦帶來的環(huán)境問題，也極大地影響了中國的生態(tài)。2005年，徐光憲聯(lián)合師昌緒等14名院士聯(lián)名呼吁，提出保護(hù)內(nèi)蒙古白云鄂博地區(qū)稀土和釷資源，避免包頭市和黃河受放射性污染。

一個(gè)“血淋淋”的例子是，作為國內(nèi)生產(chǎn)稀土的重要省份，江西2011年的行業(yè)利潤是65億元，但僅贛州一地因?yàn)橄⊥灵_采造成的環(huán)境污染，治理花費(fèi)就高達(dá)380億元，是全省所獲利潤的6倍。

為此，在進(jìn)入新世紀(jì)以來，徐光憲頻頻奔走、呼吁業(yè)內(nèi)成立類似歐佩克（OPEC）的行業(yè)協(xié)會(huì)，以控制每年的開采和產(chǎn)量，但卻沒有得到業(yè)內(nèi)的一致同意。他不得不寫信給時(shí)任總理溫家寶，最終才使得國土資源部將批準(zhǔn)規(guī)模限制為每年8萬噸，2007年開始執(zhí)行。

據(jù)巴克萊銀行2025年報(bào)告，依托徐光憲開創(chuàng)的技術(shù)體系，中國仍控制著全球90%的精煉稀土供應(yīng)能力。

直到2012年，中國稀土行業(yè)協(xié)會(huì)正式成立。到了2024年，《稀土管理?xiàng)l例》正式施行，目的是保障稀土資源的合理開發(fā)利用，促進(jìn)稀土行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和資源安全。

如今，中國稀土產(chǎn)業(yè)已形成完整產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢。雖然稀土占比從上世紀(jì)已知儲(chǔ)量的71.1%降至如今的35%左右，但據(jù)巴克萊銀行2025年報(bào)告，依托徐光憲開創(chuàng)的技術(shù)體系，中國仍控制著全球90%的精煉稀土供應(yīng)能力。

美國政府在2025年4月曾低調(diào)表示，希望投資擴(kuò)建巴西的礦山，但盡管在境外開采稀土，最終“依然要運(yùn)往中國加工”。

這一幕，似曾相識(shí)，卻換了天地。