祖国山河频入梦万道霞光伴我行
2014-10-21薛明
薛明
2013年10月一个秋高气爽的下午,我带着景仰的心情拜访了我国著名化学家徐光宪先生。
徐老今年已步入93岁高龄。那天下午,他身着枣红色唐装上衣,神情慈祥、从容和睿智,而他那蹒跚的步履仿佛低诉着一个无法抗拒的岁月无情的事实。
老人安祥地坐在客厅沙发上,左耳戴着助听器,轻声和悦地告诉我他近几年摔倒过三次,身体明显不济了。这令我不禁产生了一丝“夕阳无限好,只是近黄昏”的喟叹。老人背后墙上的“松鹤延年”工笔画衬托着他的微笑,一旁悬挂着原中国科学院院长卢嘉锡1995年赠给他的题词,格外醒目:“吾日三省吾身,为四化大局谋而不忠乎?与国内外同行们交流学术而乏创新乎?奖掖后进不落实乎?”
2009年1月9日,在人民大会堂召开的国家科学技术奖励大会上,89岁的北京大学教授、著名化学家徐光宪院士与医学家王忠诚院士一起,成为国家最高科学技术奖的获得者。当时任国家主席胡锦涛亲手将被称为中国的“诺贝尔奖”——国家最高科学技术奖证书颁给这位满头银发的“中国稀土之父”时,全场响起了经久不息的掌吉……
国家利益高于一切
我和我的祖国一刻也不能分割,无论我走到哪里,都流出一首赞歌。
稀土是17种彼此相似、很难分离的金属元素,包括化学元素周期表中的锎系元素——锎、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥,以及与锎系15个元素密切相关的两个元素——钪和钇。
从1787年开始,稀土逐渐被人类发现、了解和利用。由于有着非常奇特的光、电、磁特性和催化作用,只要使用一点就可以化腐朽为神奇,因而稀土成为发展电子、航天等高新科技不可或缺的原材料,被称为“工业维生素”。它在军事方面的重大用途,使它和铀、钍等与核武器密切相关的放射性元素一样,与国防安全和国家战略紧紧联系在一起。
1972年,北京大学化学系接受了一项军工任务——分离镨、钕,且纯度要求很高。徐光宪便成了这一研究团队的领军人物。他从量子化学到配位化学,再到核燃料化学,最后到稀土化学,这已是第四次改变研究方向了,都因为服从国家需要。
这是一项前无古人的尝试。徐光宪和他的团队在查阅了大量资料后,最终决定放弃国际通用的离子交换法,采用萃取法完成分离。当时稀土分离工艺作为高度保密的尖端技术,被牢牢掌握在国外少数厂家手里。空守着巨大稀土资源的中国不得不低价出口稀土精矿和混合稀土,再以几十倍甚至几百倍的价格购进深加工的稀土产品。
徐光宪决心打破这一尴尬局面,“这两种元素比孪生兄弟还像,分离难度极大。但中国作为世界最大的稀土所有国,却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。”在十多年漫长的日子里,徐光宪住在实验室、啃干面包,每周工作80个小时,没有节假日,经常奔波于北京、包头等城市——他完全入迷了,“我们做科研的有这么一个信念,就是立足于基础研究,着眼于国家目标,不跟外国人跑,走自己创新之路。”他顶住了外界的质疑,终于通过坚韧、执着和辛劳建立了自主创新的“串级萃取理论”,推导出100多个公式,并成功设计出了整套工艺流程,实现了稀土的回流串级萃取。徐光宪身边的同事回忆起当年的科研情景时说:“只有置身于稀土元素周期表和稀土4F轨道模型之间,徐先生才会怡然自得。”
1974年9月,徐光宪亲赴包头稀土三厂参加新工艺流程用于分离轻稀土的工业规模试验。这种试验短则一两个月,长则半年一年,需要极大的耐心,而且任何一个环节出了问题都会影响到最后的结果。一次失败就意味着不得不再等上几个月才能检验结果,那将是极大的损失。徐光宪凭借多年的经验和踏实细致的工作作风,一次即获得成功,从而在国际上首次实现了用推拉体系高效率萃取分离稀土的工业生产。在这些工作的基础上,他随后陆续提出了可广泛应用于稀土串级萃取分离流程优化工艺和分馏萃取三出口工艺的设计原则和方法极值公式,建立了串级萃取动态过程的数学模型与计算程序、回流启动模式等,并在上海跃龙化工厂实际生产中获得成功。
1978年,徐光宪率先办起了“全国串级萃取理论讲习班”,使新的理论和方法广泛用于实际生产,大大提高了中国稀土工业的竞争力。他还和同行们研发出“稀土萃取分离工艺的一步放大”技术,使原本繁难的稀土生产工艺“傻瓜化”,可以免除费时费力的“摇漏斗”小试、中试等步骤,直接放大到实际生产。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90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的近四分之一。很多外国稀土生产厂家不得不减产甚至停产,改写了国际稀土产业的格局,一股中国旋风在世界稀土市场上雄劲地刮了起来。他们把这称为“China Impact”(中国冲击)。
徐光宪和同事们创造了一个“中国传奇”,让世界为之惊叹!解不开的“稀土情结”
我的祖国和我像海和浪花一朵,浪是海的赤子,海是那浪的依托。每当大海在微笑,我就是笑的旋涡。我分担着海的忧愁,分享海的欢乐。
2009年,徐光宪虽获得国家最高科学技术奖,可年近九旬的他心系的仍是稀土,“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,500万元奖金全部交给化学学院,经费要以稀土研究为主。其中50万元个人奖金将用于霞光奖学金。”
串级萃取理论和工艺技术为徐光宪赢得了很多赞誉和荣耀,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,一项又一项新的有关研究成果相继诞生。他说:“我有稀土情结,永远解不开……”
然而令徐光宪始料未及的是,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,也间接引发了巨大的危机和风险。“中国—下子搞了几十个稀土厂,世界的需求量是10万吨,而中国的产量已经达到12万吨。”作为中国稀土化学研究领域的领军人物,徐光宪没有想到自己发明的工艺会导致这样的“负面效应”,稀土产量节节攀升,远远超过全世界的需求量。结果,各个厂家为了能够出口,主动降低纯度要求,同时狠狠压低自己的价格。媒体甚至评论说,我们是“把猪肉当白菜卖”。“1995年至2005年的10年间,我们以很低的价格出口高纯度优质稀土,损失至少55亿美元,使日本和韩国等国在低价的时候储备了够使用20年的稀土。”徐光宪曾作出这样的估算。