徐光宪的稀土情结：忧心中国变稀土小国

徐光宪年月日生于浙江省绍兴市我国着名化学家和教育家年毕业于上海交通大学化学系年底赴美国留学于年月在哥伦比亚大学获物理化学博士学位年回国任教于北京大学化学系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

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世纪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

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

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

我们要根据原料找到相应合适的工艺更重要的是发现这种工艺方法背后的理论依据理科出身的徐光宪时时不忘理论研究才是开辟创新之路的基石

白天摇漏斗晚上琢磨串级理论有人开玩笑说他们白天是体力劳动者晚上是脑力劳动者一周工作个小时没有节假日徐光宪入迷了

身边同事回忆当年的科研情景时说只有置身于稀土元素周期表和稀土F轨道模型之间徐先生才会怡然而坐

功夫不负有心人串级萃取中的规律在徐光宪面前清晰呈现他发现的恒定混合萃取比规律使得串级萃取理论最终得以建立

在此基础上他和团队提取了包含多个公式的数学模型创建稀土萃取分离工艺一步放大技术使原本繁难的稀土生产工艺傻瓜化免除费时费力的摇漏斗步骤可以直接应用到实际生产中

徐光宪的萃取流水线仿似魔术师手中的神奇黑箱只需在一边放入稀土原料各种高纯度的稀土元素就能从另一端源源不断地输出

同行大为吃惊不相信徐光宪能用这么简单的办法完成这项曾被视为世界级难题的工作

年徐光宪开办全国串级萃取讲习班把他的科研成果在国营工厂里无偿推广几年前仍被国外企业当做最高机密的稀土分离技术成了一项就连中国的乡镇企业都能掌握的工艺

很快法国美国和日本在国际稀土市场的垄断地位被打破中国实现了由稀土资源大国向稀土生产大国出口大国的飞跃

到上世纪年代初由于我国单一高纯度稀土大量出口国际稀土价格降为原来近四分之一很多外国稀土生产厂家不得不减产甚至停产成功改写了国际稀土产业的格局他们把这称为ChinaImpact中国冲击

由此徐光宪被称为稀土界的袁隆平

稀土之父的忧思

年徐光宪获得国家最高科学技术奖他心之所系仍是稀土得奖是集体的工作成果我只是这个集体的代表我已经跟大家说好了包括那万元个人所得在内全部都拿出来经费要以稀土研究为主

串级萃取理论和工艺技术为徐光宪赢得了很多的赞誉和荣耀直到今天他的研究成果依然是我国稀土工业的基础保持着世界领先地位在他的实验室里一项又一项研究成果相继诞生

只是徐光宪在科学研究之外对稀土的未来有了更多的担忧

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

中国一下子搞了几十个稀土厂作为中国稀土化学研究领域的领军人物稀土之父徐光宪没有想到自己发明的工艺会导致这样的弊病

稀土产量节节攀升远远超过全世界的需求量结果就是各个厂家为了能够出口主动降低纯度要求同时狠狠下压自己的价格媒体甚至评论说我们是把稀土当猪肉卖

年至年的年间我们以很低的价格出口高纯度优质稀土损失至少亿美元使日本和韩国等国在低价的时候储备了够使用年的稀土徐光宪曾作出这样的估算

面对严峻的形势徐光宪深感痛心年至年他联合师昌绪等位院士两次上书时任国务院总理温家宝呼吁保护我国内蒙古白云鄂博地区宝贵的稀土和钍资源避免包头市和黄河受放射性污染

很快温家宝作出批复提出要从年开始限制稀土产量

年徐光宪又在香山科学会议上再次提出要用亿美元外汇储备建立稀土和钍的战略储备控制生产和冶炼总量并建议重点支持几家企业主导产业发展

徐光宪为此大声疾呼但他深知这已经不仅仅是科学家能够解决的技术层面的问题了最好的对策是从行业乃至国家战略的角度对稀土价格加以控制

不难体会到这背后是徐光宪深深的报国情怀用基础研究服务国家目标这是他毕生事业的原则和动力

科学没有国界但科学家有祖国

时光穿梭回到上世纪年代刚刚建立的新中国百废待兴大洋彼岸的美国青年才俊徐光宪面前曾有一条通往科学高峰的坦途

我那时在量子化学方面有些想法导师说这些想法很好毕业时他推荐我到芝加哥大学着名的理论化学大师密立根教授那里做博士后徐光宪回忆那是千载难逢的机遇

就在此时抗美援朝战争爆发美国即将通过法案禁止全体留美中国学生回国

学成归国有所奉献徐光宪想起自己曾立下的宏愿他隐约感到再不回去也许就要一直住在别人的国家里了可是妻子高小霞的博士学位只需一年就能拿到此时放弃不会太可惜了吗

科学没有国界但科学家有祖国妻子的这句话坚定了徐光宪的决心

年月日徐光宪夫妇以华侨探亲的名义获得签证登上戈登将军号邮轮返回阔别多年的祖国这是后来禁止中国留美学生归国法案正式生效前驶往中国的倒数第三艘邮轮

回国后徐光宪夫妇一同进入北大化学系执教培养出新中国第一批化学人才这对化学伉俪携手共同走过半个多世纪在祖国大地书写下一段传奇佳话同窗共读同时回国同时当选中科院学部委员院士同时获得国家自然科学奖

我一生中最满意的是和高小霞相濡以沫度过的年我最遗憾的是没有照顾好她使她先我而去年妻子因病离世徐光宪在追悼会上忍不住最后一次抱住老伴泣不成声在场的每一个人无不为之感动

巨大的悲痛中徐光宪要学会割舍过去的一切这像是与自己的一场战争他要用年近岁的心力学会一个人生活

徐光宪是最后的胜利者在美国的女儿家中度过三个月他又回到了熟悉的未名湖畔人们又看到了那个精神焕发的老徐他说我有稀土情结永远解不开