稀土的脊梁——记叶祖光先生为稀土事业做出的卓越贡献

●王荣 崔建国/文

叶祖光先生是我国稀土分离领域杰出的科研与应用专家，全国五一劳动奖章获得者，享受国务院特殊津贴，曾获得国家级中青年有突出贡献专家的殊荣，多次被评为自治区和包头市劳动模范。其主持的“P507盐酸体系轻中稀土连续萃取分离工艺”获国家科学技术进步二等奖及冶金部科学技术进步一等奖，“寻乌矿15 个稀土元素全萃取分离工艺”获国家科学技术进步三等奖及冶金部科学技术进步一等奖，并主持了多条稀土连续分离生产线的建设与生产，在稀土分离领域作出了卓越的贡献，为包钢的稀土产业发展和全国稀土行业的规模生产奠定了坚实的基础。

P507稀土元素全萃取连续分离工艺，是20 世纪80 年代稀土行业的重要成就之一，首先在包钢得到了应用，建成当年国内规模最大（3000 吨REO/年）生产线，随后在全国广泛推广。国家最高科技奖获得者、中科院院士、北京大学徐光宪教授撰文称赞该成果是“稀土行业的一块里程碑”、“稀土产业史上一个重大转折点”。

历史背景：

我国稀土元素分离技术及其工艺的研究起步相对较晚。20 世纪50 年代之前还是一片空白。50～60年代中期，科技人员或根据教科书，或跟踪国外零星资料，尝试用效率低、操作复杂的分级沉淀、分级结晶、离子交换等方法分离稀土元素。

进入20 世纪70 年代末期，我国国民经济、国防军工、科学研究蓬勃发展，对纯和高纯单一稀土产品的需求日趋旺盛，从公斤级快速发展到百吨级。但是，当时国内采用的离子交换方法，因周期太长、操作复杂、消耗大、成本高、产量小，根本不适合工业规模的大生产，很难生产出吨级（百吨级）以上纯和高纯单一稀土产品。只得用当时中国奇缺的外汇，从美、法、日等国家购买。

方案提出：

在市场迫切的呼唤下，各单位纷纷上阵。其中，包头稀土研究院、包钢稀土三厂、包头冶炼厂合作的叶祖光团队，摒弃传统思维定势，于1979 年初，提出“采用一种萃取剂、一次进混合稀土原料液，连续分离萃取，同时获得6 个纯产品（＞99.00～99.90%）”，即皂化P507稀土全萃取连续分离工艺模式及工艺流程方案。

该方案提出后，业内人士对此不以为然，甚至有人断言：这简直就是是天方夜谭！人们投以怀疑是因为该方案是颠覆传统理念和思维模式的全新工艺。此前的文献资料完全没有提及过，业内科研人员也从未对此进行过探讨、尝试。这也说明当时业上内科研人员对于传统萃取工艺律条的遵奉一定程度上影响了创新性的根本变革。

三大规律的发现：

1983年元月，全国稀土化学年会在浙江大学图书馆报告厅举行，叶祖光在全体大会上讲演“稀土全萃取新模式及其工艺流程-P507稀土全萃取连续分离工艺”。

叶祖光团队跳出传统认知和技术经验的束缚，有针对性地探究当年关键技术难点的本质，分析稀土萃取剂分子结构及萃取过程的反应、传质机理、基于国内酸资源情况，独自青睐弱酸性质的新星P507，证明稀土离子在萃取过程中确实存在竞争效应且可以累加规律，进而采用增加级数来实现稀土产品纯度和收率的双高目标。经过逐步攻坚克难，揭示出了“皂化P507萃取稀土元素体”中三个内在规律，即：皂化P507萃取稀土元素“定量萃取、定量洗涤”的规律、多级串联竞争萃取效果累加的规律、多级串联分离系数恒定不变的规律。

这三个规律的发现，为“皂化P507稀土全萃取连续分离模式及工艺”的研发成功奠定应用技术层面的理论基础。

工艺研发：

1979 年秋天，叶祖光团队确定的以皂化P507为萃取剂、高酸度溶液做洗液（反液）、按需增加萃取、洗涤级数为全萃取连续分离工艺方案的原则。要以全新的P507实现连续分离轻、中稀土元素，得到六个纯单一稀土产品，就要进行七段连续萃取分离，制定七套相应的具体工艺条件，进行七套串级试验验证，最终由七套工艺整合成总的最佳工艺流程。这一系统研发工程需要面对诸多的未知挑战。在此期间北大徐光宪院士创建了稀土串级萃取理论（包括串级萃取启动方案），该理论为课题研究提供了有力的支持。

1983年10月，叶祖光与老工程师左世藩在北方稀土冶炼厂P507稀土全萃取工业试验现场讨论技术问题。

经过团队的共同努力，1981 年6 月完成全工艺流程的小型试验，1982 年5 月完成全工艺流程的扩大试验，在国内外率先确立P507全萃取连续分离稀土元素工艺模式及其工艺流程。

在当时国内科研环境相对简洁的背景下，从一个颠覆性方案的提出到探索性课题的申请，从无米之炊的实验配备到示范线的科技创新，叶祖光团队经过三百多个日日夜夜艰辛的探索实现了稀土行业里程碑之一的建设。然而，在叶祖光夫妇不舍昼夜竭尽全力献身于科研期间，却忽略了独留在家的一双儿女，两个10 岁左右的小孩子意外煤气中毒，万幸没有酿成大祸。当时的主治大夫批评叶祖光夫妇道：“家不要，孩子也不要了？”即便四十多年以后，每每回忆起这段往事，叶先生依然声音颤抖，眼含泪花。

成果鉴定：

1982 年12 月，冶金部科技司组织技术鉴定，专家们一致认为该工艺模式及工艺流程是稀土分离提纯技术、萃取分离工艺的重大突破性创新。在与国内外相关技术进行全面分析比较后，确认该分离模式及工艺流程优于当时世界上最先进的法国罗纳·普朗克公司的工艺流程，具有国际先进水平，这是我国稀土科研领域第一个被鉴定为具有国际先进水平的成果，在全行业产生了强烈反响。

一时间，这一新工艺模式及工艺流程的试验报告成为了业内最炙手可热的珍贵资料，包头稀土院先后在国内通过各种途径发出100 余本，在行业内广为流传。

工艺的推广和示范效应：

1983 年开始，全国各地国营、民营稀土和非稀土企业的老板、工程技术人员纷纷赶到包头参观学习，要求技术转让或联营建生产厂。

包头稀土研究院从1983 年起至90 年代中期，应邀先后在包钢稀土三厂、包头稀土冶炼厂、江苏常熟、泰兴、江西寻乌、广东平远、河源、乳源、山东淄博、湖南益阳、山西原平、辽宁辽阳、陕西岐山等地的15 家企业进行技术转让。与此同时，国内相关院校、科研、设计单位陆续仿效。

1997 年，有 中国稀土第一股之称的“稀土高科”公司（北方稀土）上市后募集资金，采用P507全萃取连续分离工艺，设计并建成当年国内规模最大生产线（3000 吨 REO/年），其工艺技术、产品质量、装备及控制都能代表当年行业先进水平。1998 年试车成功并转产，入选国家火炬计划优秀项目。受到当年参加《包头国际稀土论坛》的国内外专家、学者的高度赞扬，尤其是当年代表世界稀土分离最高水平的法国罗纳·普朗克公司的参会高管参观该生产线后，非常惊愕，不得不一改以往的傲慢，竖起大拇指笑脸称赞：“Very Good!”

综合评价：

包头稀土研究院叶祖光团队率先研发成功、并在全国广泛推广应用的皂化P507稀土元素全萃取连续分离工艺模式及P507稀土全萃取连续分离工艺流程，对我国稀土冶炼分离事业起到引领和推动作用。

20 世纪80 年代中期至90 年代中期，我国迅速出现采用“皂化P507稀土元素全萃取连续分离模式”及工艺流程，形成生产单一稀土的企业集群，仅几年时间市场占有率从零飙升到90%左右，彻底改变20 世纪70 年代至80 年代中期我国只能出口稀土精矿和混合稀土化合物，不得不用当年奇缺的外汇从法、美、日购买单一稀土高纯产品的局面。使得美国、日本、法国相关企业减产直至停产，淡出国际市场。这充分佐证了国家最高科技奖获得者、中科院院士、北京大学徐光宪教授撰文称赞该成果是：“稀土行业的一块里程碑”，“稀土产业发展史上一个重大转折点”的论断。