徐光宪,“中国稀土之父”的故事
2019-02-10张丹丹
张丹丹
在北京大學化学与分子工程学院一座普普通通的楼房里,有我国稀土基础研究和应用研究的重要基地——稀土材料化学与应用国家重点实验室。
凭借其创造的稀土“中国传奇”,徐光宪被尊为“中国稀土之父”,并荣获2008年度国家最高科学技术奖。2015年4月28日,徐光宪与世长辞,但他的话却被学生口耳相传:“现在是中国历史上最好的时期,但也还有很多问题没有解决,未来需要年轻人担负起来。”
带着建设新中国的愿望踏上归途
1951年,徐光宪获得美国哥伦比亚大学博士学位。毕业后,他可以留在哥伦比亚大学做讲师,也可以到芝加哥大学从事科研工作,但他毅然决定回国。
读博士学位时,徐光宪的研究方向是量子化学,但1951年回国在北京大学化学系任教后,他只干了六年,就被钱三强点将抽调出来组建技术物理系,任教研室主任,并开始核燃料萃取的研究,一干就是十多年。
重回化学系,开始研究稀土分离,同样源于国家需要。当时,稀土元素中的镨钕分离是世界级的科研难题。因为分离工艺落后,我们只能从国外高价进口,这个难题急需解决。1972年,北京大学接到分离镨钕的紧急任务,徐光宪挑起重担。
其时,国际上分离稀土通行的办法是离子交换法和分级结晶法,但这两种办法都存在提取成本高、提取出来的稀土元素纯度低、无法适应大规模工业生产的问题。徐光宪决定另辟蹊径,采用自己在核燃料萃取中研究过多年的老法子——萃取法——来进行试验。
当时,没有人相信萃取法可以用在稀土工业生产中。但徐光宪没有放弃,他无数次地进行试验,探索能给出料液、萃取剂、洗涤剂的浓度比和流量比关系式的串级萃取理论。
86岁高龄的中科院院士黄春辉,那时也在徐光宪的团队中参与研究。她回忆道:“那时一个流程的研制,少则几个月,多则一年多。在这些繁琐的劳动中,不管是摇漏斗还是车间的扩大实验的三班倒,大到制订实验方案,小到测定PH值,先生都具体参加,我至今还保留着许多大家倒班共同书写的实验记录。”
粉碎把中国变成“海外工厂”的企图
就在徐光宪不舍昼夜研究稀土分离的串级萃取理论时,我国很多产业发展正因稀土元素而受到限制。
上世纪七八十年代,因为技术落后但又急需应用,我国不得不和国外企业谈判购买稀土分离技术。当时,国外企业与我国几次谈判转让分离技术时,不仅要价很高,而且提出产品必须由他们独家对外经销。这一苛刻条件实际上是要将我国的稀土分离工业变成该公司的海外工厂。
历史最终选择了徐光宪。从1972年接下分离镨钕的任务,仅仅四年时间,1976年10月,在包头举行的第一次全国稀土萃取会议上,徐光宪就向与会专家讲解了串级萃取稀土分离理论,当即引起业界广泛关注。
此后几年,徐光宪将这一理论不断完善,并设计出适用于工业生产的模型。1984年7月10日,64岁的徐光宪专程赶到包头。当时,离包钢有色三厂萃取槽和管道流量计等设备试运行只有五天了,徐光宪坚持亲自查看设备和原料。7月15日,包头迎来我国稀土产业发展史上里程碑式的胜利——设备开启,运转仅九天就拿到了合格的纯钕产品。
这次稀土全分离工业试验的成功,粉碎了把我国矿企变为外国企业“海外工厂”的企图,也为此后的研究和应用打下了基础。很快,全国各地的稀土企业都成功实践了串级萃取理论,极大地缩短了工作周期,并使工艺参数最优化。
从上世纪90年代起,由于我国单一高纯稀土大量出口,使国际单一稀土价格下降一半。那些曾经站在稀土分离工艺顶端傲慢睥睨中国的人突然发现:这个领域的领头羊已不再是昔日的美国、法国和日本,而是中国。
为建立稀土国家储备制度奔走呼吁
2009年1月9日,人民大会堂里灯光璀璨,国家科学技术奖励大会召开。时任国家主席胡锦涛将2008年度国家最高科学技术奖证书颁给89岁的徐光宪,全场响起经久不息的掌声。
串级萃取理论将我国稀土分离工艺带到了世界先进水平,但也正因为这一理论具有极强的实践性,一旦管理不善,就容易带来负面效应。
北京大学校史研究员郭建荣在采访徐光宪时,曾听他痛心疾首地谈到过稀土资源的浪费和保护意识的薄弱——
“我们的科研经费是国家给的,科研成果能在国营厂里应用我们就很高兴,根本没有想要知识产权、专利费等。由于我们这个办法比较好,利润比较高,结果一些私营厂就用高薪从国营厂挖走总工程师、技术人员,这样稀土厂迅速成立了几十个,年产量达到12万吨到15万吨,而全世界的需求量只有10万吨,结果供大于求。恶性竞争,使稀土价格大幅下降到1985年世界价格的一半。我就拼命呼吁,希望成立像欧佩克那样的行业协会,自觉控制产量,提升价格。”
“我们控制世界稀土产量的九成以上,但我们却没有定价权。我呼吁建立稀土资源储备制度。因为石油、煤炭等能源有太阳能等替代能源;稀土用完了,沒有替代品,我们要为子孙后代着想。”
早在1999年,徐光宪在为《中国稀土画报》撰写的一篇文章中就建议,稀土生产向集约化转变,大力发展节能产业,提高产品质量,保护稀土资源,加强行业和外贸出口管理。
徐光宪的学生王炳武还记得,老师年届八旬时曾亲赴包头调研,两次写信给温家宝总理,一次是呼吁建立稀土国家储备制度,一次是呼吁妥善保护矿产资源、防治污染。
为稀土研究留下人才富矿
回到祖国的徐光宪,从始至终都是一位老师。季羡林曾在徐光宪从教55周年时提笔庆贺:“桃李满天下,师德传四方。”对中国稀土事业而言,徐光宪身后,留下了一大批人才。
在徐光宪的学生中,有好几位已经是中科院院士,今年84岁的北大教授黎乐民就是其中一位。半个世纪过去了,他还记得1969年北大技术物理系迁往汉中分校时的一件小事。那年冬天的一次小组讨论会上,徐光宪提出搬迁中要采取特别措施,以保证仪器设备完好无损。“先生很细致,除了大型仪器外,提到实验室用的小设备小器皿也要保护好,以便到了汉中可以很快开展科研工作。”
山西大学教授杨频则对1973年从徐光宪那里获赠的一组论文抽印本感念至今。那一年,杨频途经北京,前去拜访徐光宪,想听一听他对自己此前寄去的一组文稿的意见。没想到,徐光宪还赠给他一组论文抽印本。杨频回去后将这些论文仔细装订,不时翻阅。1976年杨频提出的一个新模型,就是基于那组论文抽印本的启发。
春风化雨,润物无声。徐光宪留给中国稀土的,还有一方人才的富矿。
(摘自七一网/《环球人物》)