“稀土之父”徐光憲 改變世界稀土格局

在徐光憲的世界里，稀土是“永遠解不開的情結”，書寫下一段生命的變奏曲。

“我怕二三十年后用光了，中國要變成稀土小國！”

看到從我國大量出口的稀土只能賣個“白菜價”，無序過度開采造成嚴重的資源流失、環境破壞，中國“稀土之父”徐光憲一度心急如焚。年逾九旬的他再也坐不住了，起程親赴礦區調查研究。

普通人眼里，稀土是神奇的化學物質;對國家而言，稀土是“工業維生素”、重要的戰略資源，然而在徐光憲的世界里，稀土是“永遠解不開的情結”，書寫下一段生命的變奏曲。

“半路出家”謀創新

稀土被人類發現、了解和利用，已有200余年歷史。盡管中國有著世界上最大的稀土資源儲備量，但直到20世紀70年代，我國還只能向國外廉價出口稀土原料，然后高價進口高純度稀土產品。

這種尷尬局面的背后，是落后的科研和工業現實。稀土分離工藝、生產技術一直被國外少數廠商壟斷，成為高度機密。

1972年，徐光憲所在的北京大學化學系接受了一項特別的緊急軍工任務——分離稀土元素中性質最為相近的鐠和釹，純度要求很高。

52歲的徐光憲“半路出家”，接下了這個任務，踏入稀土研究領域。這已經是他自1951年回國后，第三次因為國家需要改變自己的研究方向。研究量子化學出身的他，回國后轉向配位化學，再到放射化學，直到最后的稀土化學。

“這兩種元素比孿生兄弟還要像，分離難度極大。但中國作為世界最大的稀土所有國，長期只能出口稀土精礦和混合稀土等初級產品，我們心里不舒服。所以，再難也要上。”徐光憲沒有絲毫猶豫。

查閱資料時徐光憲發現，分離鐠和釹的問題，國外學界也尚未很好解決。他回憶，當時最先進的法國羅地亞廠，能夠用萃取法分離其他稀土，可是分離鐠、釹仍要用傳統的離子交換法。長遠來看，離子交換法生產速度慢、成本高，對規模化工業生產不利。

無先例可循，徐光憲作出了一個大膽的決定——挑戰萃取法分離的國際難題。

“我們做科研的有一個信念，就是立足于基礎研究，著眼于國家目標，不跟外國人跑，走自己的創新之路。”這是徐光憲的科研之道。

從理論上講，萃取技術并不復雜。然而要達到極高的純度要求，必須要經過上百次的萃取分離，并且將每次分離的成果串聯起來，最終才能達到99%以上的純度。這個極為煩瑣的工藝過程，叫作串級萃取。

“中國沖擊”

理論與實踐之間，往往橫亙著一條巨大的鴻溝。徐光憲面前最大的挑戰，正是如何把串級萃取理論，真正應用于大規模工業生產。

而在稀土萃取工藝的實驗階段，研究人員必須使用繁復而漫長的“搖漏斗”方法，模擬串級實驗以獲取準確的設定參數。若整套流程中稍有失誤，得不到滿意的結果，一切都要從頭再來。

不僅如此，徐光憲的創新還須面對“本土化”挑戰。國外生產工藝較成熟的稀土廠，其“搖漏斗”技術能夠盡量維持原料不變。而中國的稀土分布很廣，內蒙古、四川、山東等各地的原料組成均不相同，稀土元素分離的要求自然也不能“千篇一律”。

“我們要根據原料找到相應合適的工藝，更重要的，是發現這種工藝方法背后的理論依據。”理科出身的徐光憲時時不忘，理論研究才是開辟創新之路的基石。

白天“搖漏斗”，晚上琢磨串級理論。有人開玩笑，說他們白天是體力勞動者，晚上是腦力勞動者。一周工作80個小時，沒有節假日，徐光憲入迷了。

身邊同事回憶當年的科研情景時說：“只有置身于稀土元素周期表和稀土4f軌道模型之間，徐先生才會怡然而坐。”

功夫不負有心人，串級萃取中的規律在徐光憲面前清晰呈現。他發現的“恒定混合萃取比規律”，使得串級萃取理論最終得以建立。

在此基礎上，他和團隊提取了包含100多個公式的數學模型，創建“稀土萃取分離工藝一步放大”技術，使原本繁難的稀土生產工藝“傻瓜化”，免除費時費力的“搖漏斗”步驟，可以直接應用到實際生產中。

徐光憲的萃取“流水線”，仿似魔術師手中的神奇黑箱，只需在一邊放入稀土原料，各種高純度的稀土元素就能從另一端源源不斷地輸出。

同行大為吃驚，不相信徐光憲能用這么簡單的辦法，完成這項曾被視為世界級難題的工作。

1978年，徐光憲開辦“全國串級萃取講習班”，把他的科研成果在國營工廠里無償推廣。幾年前仍被國外企業當作最高機密的稀土分離技術，成了一項就連中國的鄉鎮企業都能掌握的工藝。

很快，法國、美國和日本在國際稀土市場的壟斷地位被打破，中國實現了由稀土資源大國向稀土生產大國、出口大國的飛躍。

到上世紀90年代初，由于我國單一高純度稀土大量出口，國際稀土價格降為原來近四分之一。很多外國稀土生產廠家不得不減產甚至停產，成功改寫了國際稀土產業的格局，他們把這稱為“China Impact”（中國沖擊）。

由此，徐光憲被稱為“稀土界的袁隆平”。

“稀土之父”的憂思

2008年，徐光憲獲得國家最高科學技術獎。他心之所系仍是稀土：“得獎是集體的工作成果，我只是這個集體的代表。我已經跟大家說好了，包括那50萬元個人所得在內，全部都拿出來。經費要以稀土研究為主……”

串級萃取理論和工藝技術為徐光憲贏得了很多的贊譽和榮耀，直到今天，他的研究成果依然是我國稀土工業的基礎，保持著世界領先地位。在他的實驗室里，一項又一項研究成果相繼誕生。

只是，徐光憲在科學研究之外，對稀土的未來有了更多的擔憂。

令徐光憲始料未及，創造“中國奇跡”的稀土串級萃取技術，在大規模應用推動中國稀土產業發展的同時，間接引發了巨大的危機和風險。

“中國一下子搞了幾十個稀土廠。”作為中國稀土化學研究領域的領軍人物，“稀土之父”徐光憲沒有想到，自己發明的工藝會導致這樣的“弊病”。

稀土產量節節攀升，遠遠超過全世界的需求量。結果就是，各個廠家為了能夠出口，主動降低純度要求，同時狠狠下壓自己的價格。媒體甚至評論說，我們是“把稀土當豬肉賣”。

“1995年至2005年的10年間，我們以很低的價格出口高純度優質稀土，損失至少55億美元，使日本和韓國等國在低價的時候儲備了夠使用20年的稀土。”徐光憲曾作出這樣的估算。

面對嚴峻的形勢，徐光憲深感痛心。2005年至2006年，他聯合師昌緒等14位院士兩次上書時任國務院總理溫家寶，呼吁保護我國內蒙古白云鄂博地區寶貴的稀土和釷資源，避免包頭市和黃河受放射性污染。

很快，溫家寶作出批復，提出要從2007年開始限制稀土產量。

2009年，徐光憲又在香山科學會議上再次提出，要用10億美元外匯儲備，建立稀土和釷的戰略儲備，控制生產和冶煉總量，并建議重點支持幾家企業主導產業發展。

徐光憲為此大聲疾呼，但他深知，這已經不僅僅是科學家能夠解決的技術層面的問題了，最好的對策是從行業乃至國家戰略的角度對稀土價格加以控制。

不難體會到，這背后是徐光憲深深的報國情懷。用基礎研究服務國家目標，這是他畢生事業的原則和動力。

時光穿梭，回到上世紀50年代，剛剛建立的新中國百廢待興。大洋彼岸的美國，青年才俊徐光憲面前，曾有一條通往科學高峰的坦途。

“我那時在量子化學方面有些想法，導師說這些想法很好。畢業時，他推薦我到芝加哥大學著名的理論化學大師密立根教授那里做博士后。”徐光憲回憶，那是千載難逢的機遇。

就在此時，抗美援朝戰爭爆發。美國即將通過法案，禁止全體留美中國學生回國。

“學成歸國，有所奉獻。”徐光憲想起自己曾立下的宏愿。他隱約感到，再不回去，也許就要一直住在別人的國家里了。可是，妻子高小霞的博士學位只需一年就能拿到，此時放棄，不會太可惜了嗎？

“科學沒有國界，但科學家有祖國。”妻子的這句話，堅定了徐光憲的決心。

1951年4月15日，徐光憲夫婦以華僑探親的名義獲得簽證，登上“戈登將軍號”郵輪返回闊別多年的祖國。這是后來“禁止中國留美學生歸國”法案正式生效前，駛往中國的倒數第三艘郵輪。

回國后，徐光憲夫婦一同進入北大化學系執教，培養出新中國第一批化學人才。這對“化學伉儷”攜手共同走過半個多世紀，在祖國大地書寫下一段傳奇佳話：同窗共讀，同時回國，同時當選中科院學部委員（院士），同時獲得國家自然科學獎……

“我一生中，最滿意的，是和高小霞相濡以沫度過的52年;我最遺憾的，是沒有照顧好她，使她先我而去。”1998年，妻子因病離世，徐光憲在追悼會上忍不住最后一次抱住老伴，泣不成聲，在場的每一個人無不為之感動。

巨大的悲痛中，徐光憲要學會割舍過去的一切。這像是與自己的一場戰爭，他要用年近80歲的心力學會一個人生活。

徐光憲是最后的勝利者。在美國的女兒家中度過三個月，他又回到了熟悉的未名湖畔，人們又看到了那個精神煥發的老徐。他說：“我有稀土情結，永遠解不開……”

◎ 撰文|郝俊

◎ 來源|中國科學報