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粉碎把中国变成“海外工厂”的企图

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发表于 2019-6-20 19:54:13 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
“中国稀土之父”徐光宪:粉碎把中国变成“海外工厂”的企图环球人物杂志    2019-06-20 18:23:01
导语: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、法国和日本了,而是中国。

他提出的串级萃取稀土分离理论,让中国真正走向了稀土大国。
作者:张丹丹
最近的网络热搜词中有一个名字频频出现:徐光宪。他被尊为“中国稀土之父”,在我国成为稀土第一大国的历程中发挥了不可替代的作用。但仍然很少有人完整知道徐光宪的人生故事,更不了解他何以被称为“中国稀土之父”,不清楚他在哪些关键时刻带领中国稀土走上世界舞台。带着这些疑问,《环球人物》记者近日采访了北京大学和上海交通大学,循着徐光宪走过的来路,寻找答案。

研究的转向只为国家的需要
在北京大学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秒速时时彩——稀土材料化学与应用国家重点实验室。这是徐光宪于1989年在国家计委批准下筹建的。
6月6日,《环球人物》记者走进这座楼时,夕阳正斜射进实验室,年轻的科学家们埋首在各种仪器间,忙碌而从容。43岁的副教授王炳武从工作中抽出身来,和我们谈起恩师徐光宪。
“徐先生4年前离开了我们。”王炳武仍然清楚地记得恩师最后的那些日子。2015年4月,95岁的徐光宪在友谊医院住院,不时有学生到医院看望。他们中间,有80多岁的老院士,有如王炳武一样的青年科学家。“我们去医院陪徐先生时,他要是醒过来认出我们,还忍不住说一些稀土研究方面的问题。”王炳武还记得那些病榻前的陪伴。徐光宪清瘦,有时还费劲地伸出枯瘦的手,想要比划些什么。
“他年纪再大,都保持着对前沿理论的敏感。”王炳武怀念老师时,总会想起他对科学事业的追求。徐光宪,这是一个注定要写在中国稀土发展史上的名字。他提出的串级萃取稀土分离理论,让中国真正走向了稀土大国。
时间回到1971年,“文化大革命”后期,徐光宪从下放的江西鲤鱼洲回到北京大学化学系,从此加入稀土研究行列。这是他学术方向上的一次转折。尽管早期在美国哥伦比亚大学攻读博士学位时,徐光宪的研究方向是量子化学,但1951年回国在北大化学系任教后,他只干了6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。徐光宪曾经回忆:“当时大家都以国家需要为第一,坚决服从组织分配的。”在研究核燃料萃取和讲授原子核物理的工作中,一晃就是十多年。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。

重稀土矿石。
接下任务时,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、提取出的稀土元素纯度低、无法适应大规模的工业生产的问题。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。
什么是萃取?打个简单的比方:油和水互不相溶,如果将一种混合物放在水和油(溶剂)中,只要其中的某一成分比其他成分更易溶于油,那么在油中所提炼出的这种成分会比其他成分多,也就是说这种成分的纯度高了。化学学科中的所谓“萃取”,就是这样一个过程,只是适用范围更广,所使用的溶剂不只是水和油。
说起来容易做起来难。在实际生产中,加什么溶剂、加多少、这个过程要反复多少次、怎样将某种元素的萃取过程和其他元素的萃取过程统一协调起来等,都需要逐一解决,加上工业生产中的成本和时间等因素,都是徐光宪需要研究的问题。
当时甚至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。今年已经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。她曾回忆过:“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,大到制定实验方案,小到测定PH值,先生都具体参加,直到现在我还保留着许多大家倒班共同书写的实验记录。”

1985年,徐光宪与夫人高小霞在实验室。

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,法国的Rhone Poulenc公司是稀土产业巨头,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。
1980年,徐光宪率中科院稀土考察团访问法国时,被拒绝参观Rhone Poulenc公司,法国方面还将所有萃取剂和工艺参数定为“绝密”。可以说,每一次谈判都激起国内稀土工作者的义愤。
在拥有分离技术前,我国长期只能向国外出口稀土矿原料,然后再进口稀土制品,损失极大。对一个稀土资源大国而言,这种受制于人的局面是必须尽快走出的困境。时任副总理方毅和全国稀土推广应用领导小组袁宝华多次勉励稀土科技工作者协作攻破分离难题。
历史最终选择了徐光宪。从1972年接下分离镨钕的任务,仅仅4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。今天已是中科院院士、兰州大学校长的化学家严纯华仍然记得当时参与研究的过程。那是1983年到1986年,徐光宪带领团队利用串级萃取理论和计算机动态仿真计算建立起专家系统,可以根据我国不同的稀土资源、不同的原料组成以及多种产品纯度规格和回收率要求等市场需要变化,在一周内设计出优化的分离工艺流程和参数,并将设计参数直接应用于工业生产。严纯华就是1983年第一次跟随老师徐光宪出差包头,参与这项工作的。
去包头前,他们搜集了包头稀土研究所几十名工程技术人员经过数年艰苦攻关获得的数据。在那个计算机不甚发达的年代,徐光宪和化学家李标国一同指导严纯华,将庞大的数据全部模拟计算了一遍。这花了他们3个多月的时间。

徐光宪和学生们在北京大学进行稀土研究。
带着计算结果,他们来到包头,在稀土分离工艺中合理降低了化工原材料消耗,提高了工艺稳定性和效益。数年后,严纯华从徐光宪手中接过接力棒,成为北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室主任、稀土功能材料基础研究项目首席科学家。
1984年7月10日,64岁的徐光宪全然不顾年事已高,专程赶到包头。那个时空下的包头,将决定我国能否改写被国外稀土企业扼住脖子的命运。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5天了,徐光宪坚持亲自查看设备和原料,这是根据他提出的原理设计的设备。现场查看后,徐光宪果然发现了问题,充槽液料的浓度是按正常操作时的浓度配比的,但设备初始启动的充槽条件与正常操作时的条件并不相同。他马上将情况反馈给包钢三厂的负责同志,重新调整设置。7月15日,包头迎来了我国稀土产业发展史上里程碑式的胜利——设备开启,运转仅9天就拿到了合格的纯钕产品。

他让中国稀土人足以谈笑风生
这次稀土全分离工业试验的成功,使得我国矿企从此绝不可能成为外国企业的“海外工厂”,也为此后的研究和应用打下了基础。包钢的老工程师马鹏起还记得一次扬眉吐气的经历。1988年10月在日本东京举行第一次中日稀土技术交流会时,日本媒体嚣张地称要坚持三条原则:中国提供原料,日本精制;坚持在需要地点精制;不能向中国提供分离技术。“其实当时我们并不需要日本的分离技术,1988年我们已经形成了自己的分离技术体系。”马鹏起笑着谈及此事。
之所以能形成“自己的分离技术体系”,得益于徐光宪不遗余力地推广串级萃取理论。1976年提出这一理论后,全国各地的稀土工作者都要求学习。为了尽快扭转技术受制的局面,1977年6月,徐光宪组织了一个为期半个月的全国串级萃取理论讨论班(后来叫讲习班),地点在上海。全国9所大学、11个科研院所和7家工厂的100多名科研人员和一线技术人员齐聚上海,学习新理论。此后这个学习活动每年举办一次,培养了大批人才。
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。一排排貌不惊人的萃取箱像流水线一样连接起来,只需要在这边放入原料,在流水线的另一端就会源源不断地输出各种高纯度稀土元素。过去那种耗时长、产量低、分离系数低、无法连续生产的工艺被彻底抛弃。
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,曾长期垄断稀土国际市场的一些国外稀土生产商不得不减产、转产甚至停产。这一现象被国外称为CHINA IMPACT(中文意为“中国冲击”),影响十分深远。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、法国和日本了,而是中国。“这为我们继续研究赢得了宝贵的时间和机会。”王炳武这样评价。

晚年为建立国家储备制度奔走呼告
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。我们就去推广,我到上海跃龙厂、珠江冶炼厂、包头稀土厂等三个国营大厂,住在厂里,办学习班。由于我们这个办法比较好,利润比较高,结果地方厂、私营厂都想搞,他们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12万到15万吨,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。日本、韩国等大量购买我国廉价的高质量单一稀土,享受我们的技术进步得来的丰厚利润,而我国稀土企业的利润反而很低。1995年至2005年,每年出口稀土我们损失几亿美元。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。多次在各种会议上呼吁稀土行业,但没有得到一致意见。”
“我建议限制在10万吨以下,但是不成功。我就给温家宝总理写信,温家宝总理批给国土资源部,2006年批准限制为8万吨,2007年执行。消息传出日本人就慌了,拼命收购中国的高质量稀土,价格就上升了1到3倍。2008年金融危机,稀土价格下降,另外日本已储备了20年的稀土,不买了。我们控制世界稀土产量的九成以上,但是我们却没有定价权。我呼吁建立稀土资源储备制度。因为石油、煤炭等能源可以有替代,如太阳能、风力发电、核电等;稀土用完了,没有替代,我们要为子孙后代着想。”
这并非一时冲动的想法,早在1999年徐光宪为《中国稀土画报》撰写的一篇文章中,就已经能看到他的焦虑。他在文章结尾处毫不讳言地指出我国稀土生产中存在的问题,包括价格过低、生产分散、集约化程度低、浪费严重等,同时建议生产向集约化转变,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。2001年教师节,时任国务院副总理李岚清前去看望徐光宪时,他就将这些想法向李岚清汇报。
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。

上海交大有一条“光宪路”
在上海交通大学的校园里,有一条路叫“光宪路”,这是为了纪念校友徐光宪。
1920年,徐光宪出生于浙江绍兴上虞的一个中产阶级家庭。徐家与人合伙开布店,家境殷实。然而,好景不长,徐光宪幼时,布店就因二哥赌博欠债而被迫关闭还款,父亲也备受打击而病故,家道从此中落。那次变故后,母亲常教导徐光宪和其他兄弟:“家有良田千顷,不如一技在身。”要他们用功读书,学习技术,不要依赖家庭。
“这对我的一生影响深远。”徐光宪曾在自叙中这样感慨,他从小读书认真就是源于母亲的教导,“每天上学必定要第一个到校,一早站在校门口等着学校开门。”
高中时,为了早日就业,徐光宪转学到杭州的浙江大学附属高级工业职业学校读土木科。但仅仅一年后,杭州就沦陷在侵华日军的铁蹄下,徐光宪不得不随校转到宁波高等工业学校。这段辗转的求学经历,淬炼出一颗火热的爱国心。1939年毕业后,徐光宪投奔在上海教书的大哥,谋了份南洋煤球厂的工作。
当时,有“东方康奈尔”之称的国立交通大学在上海法租界内借震旦大学教室上课。徐光宪有数学天赋,曾在浙江省青少年数学考试中得过第二名,因此很希望考上数理教学有口皆碑的交大。他知道交大课程重、考核严,于是找来很多习题练习。在南洋煤球厂工作的那一年,他把霍尔和奈特著的《大代数》、史密斯和盖尔著的《解析几何学》的全部习题都做完了,1940年顺利考上交大化学系,在四年学习中成绩始终名列第一。徐光宪似乎做题做上了瘾。毕业一年后的1945年,抗战胜利,时局稍稳,他被聘到交大当助教,又抽空做完了诺伊斯所著的《化学原理》的全部498道习题。这本习题集的复印本,徐光宪在2009年捐赠给了母校,上面是密密麻麻的各类公式和计算。

徐光宪在国立交通大学任教时所做的习题集复印本,现由上海交大保存。
交大的四年不仅为徐光宪打下了学习基础,更促成他日后回国的决心。在2009年回上海交大作报告时,徐光宪谈到了1951年从美国哥伦比亚大学获得博士学位后回国的心路历程:“促使我和高小霞(徐光宪夫人)回国的第一个原因,是因为受到1946年到1947年交大进步学生蓬勃开展学生运动的影响。”那正是他与同学高小霞新婚不久、在交大担任助教期间。当时,徐光宪已经决定赴美留学,通过了1946年的全国留学生考试。他先借钱去了美国华盛顿大学学化工,半年后去哥伦比亚大学暑期班试读,选的两门课考试均得满分,因此转到哥伦比亚大学攻读博士学位,主修量子化学,并被聘任为助教。高小霞也到了纽约大学攻读学位。“我那时没有参加学生运动,但我想中国革命成功了,要建设新中国,我们决心学一点科学技术回国。”

1949年,徐光宪和高小霞在美国哥伦比亚大学。
1949年10月,当毛泽东主席在天安门宣告“中华人民共和国中央人民政府成立了”的消息传到美国,徐光宪和朋友们难掩激动,做了一块“胜利酒家”的牌子,带到中央公园野餐庆祝。这些人都是日后回国参加新中国建设的知名学者。

1949年10月,徐光宪和朋友在美国纽约中央公园野餐庆祝新中国成立。
1951年,徐光宪获得了哥伦比亚大学博士学位。在哥大,他迎来了自己学术生涯的第一个高峰。1949年2月,他当选为美国菲拉姆达阿珀西龙荣誉化学会会员,接受一枚象征开启科学大门的金钥匙;1950年10月,当选为美国荣誉科学会会员,再次接受一枚金钥匙。毕业之后,他可以留在哥伦比亚大学做讲师,也可以被举荐到芝加哥大学做博士后。摆在徐光宪面前的,是一片锦绣前程,但他毅然决定回国。
“第一是交大学生运动的影响,第二是钱学森学长的影响。”徐光宪对钱学森有很深的感情,“我们在念书的时候,他已经是加州理工学院喷气推进中心主任,实际上是航天航空导弹技术的第一把手,但是他决心要回来报效祖国。”当时,抗美援朝已经开始,钱学森回国受到百般阻挠。美国提出法案,要求全体留美学生加入美籍,不准回国。这项法案一旦通过,徐光宪和高小霞可能就再也回不到祖国了。
这时也是高小霞攻读博士学位的最后阶段,她思虑再三,对徐光宪说:“科学没有国界,但科学家有祖国。”她决定放弃博士学位,和徐光宪一起回国。1951年4月,他们假借华侨归国省亲之名,登上轮船,带着建设新中国的愿望踏上归途。

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。

徐光宪主编的教材。
王炳武还记得1998年在北大后湖旁的朗润园初见徐光宪的情景。“家里布置得很简单,只有几个大书柜,两把椅子。徐先生高高瘦瘦,没有一点架子,和我谈了一下午的研究方向。”那时,徐光宪已经78岁,但身体健朗,仍然经常去矿山调研,每日里做研究到深夜。他收下这名年轻的弟子,常常在学术讨论中度过一个下午的时光,让王炳武深深折服于先生的风度。如今,王炳武在稀土的分子磁性研究领域已经颇有建树。
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束文稿的意见。没想到,徐光宪还赠给他一组论文抽印本。要知道,当时国内所有科学杂志都已停刊多年,尚未复刊,国外杂志更是难觅踪迹。这些论文资料十分难得。杨频回去后将这些论文仔细装订,不时翻阅。1976年他提出一个新模型,就是基于那本论文集的启发。
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。



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