稀土的脊梁
——記葉祖光先生為稀土事業做出的卓越貢獻

●王榮 崔建國/文

葉祖光先生是我國稀土分離領域杰出的科研與應用專家，全國五一勞動獎章獲得者，享受國務院特殊津貼，曾獲得國家級中青年有突出貢獻專家的殊榮，多次被評為自治區和包頭市勞動模范。其主持的“P507鹽酸體系輕中稀土連續萃取分離工藝”獲國家科學技術進步二等獎及冶金部科學技術進步一等獎，“尋烏礦15 個稀土元素全萃取分離工藝”獲國家科學技術進步三等獎及冶金部科學技術進步一等獎，并主持了多條稀土連續分離生產線的建設與生產，在稀土分離領域作出了卓越的貢獻，為包鋼的稀土產業發展和全國稀土行業的規模生產奠定了堅實的基礎。

P507稀土元素全萃取連續分離工藝，是20 世紀80 年代稀土行業的重要成就之一，首先在包鋼得到了應用，建成當年國內規模最大（3000 噸REO/年）生產線，隨后在全國廣泛推廣。國家最高科技獎獲得者、中科院院士、北京大學徐光憲教授撰文稱贊該成果是“稀土行業的一塊里程碑”、“稀土產業史上一個重大轉折點”。

歷史背景：

我國稀土元素分離技術及其工藝的研究起步相對較晚。20 世紀50 年代之前還是一片空白。50～60年代中期，科技人員或根據教科書，或跟蹤國外零星資料，嘗試用效率低、操作復雜的分級沉淀、分級結晶、離子交換等方法分離稀土元素。

進入20 世紀70 年代末期，我國國民經濟、國防軍工、科學研究蓬勃發展，對純和高純單一稀土產品的需求日趨旺盛，從公斤級快速發展到百噸級。但是，當時國內采用的離子交換方法，因周期太長、操作復雜、消耗大、成本高、產量小，根本不適合工業規模的大生產，很難生產出噸級（百噸級）以上純和高純單一稀土產品。只得用當時中國奇缺的外匯，從美、法、日等國家購買。

方案提出：

在市場迫切的呼喚下，各單位紛紛上陣。其中，包頭稀土研究院、包鋼稀土三廠、包頭冶煉廠合作的葉祖光團隊，摒棄傳統思維定勢，于1979 年初，提出“采用一種萃取劑、一次進混合稀土原料液，連續分離萃取，同時獲得6 個純產品（＞99.00～99.90%）”，即皂化P507稀土全萃取連續分離工藝模式及工藝流程方案。

該方案提出后，業內人士對此不以為然，甚至有人斷言：這簡直就是是天方夜譚！人們投以懷疑是因為該方案是顛覆傳統理念和思維模式的全新工藝。此前的文獻資料完全沒有提及過，業內科研人員也從未對此進行過探討、嘗試。這也說明當時業上內科研人員對于傳統萃取工藝律條的遵奉一定程度上影響了創新性的根本變革。

三大規律的發現：

1983年元月，全國稀土化學年會在浙江大學圖書館報告廳舉行，葉祖光在全體大會上講演“稀土全萃取新模式及其工藝流程-P507稀土全萃取連續分離工藝”。

葉祖光團隊跳出傳統認知和技術經驗的束縛，有針對性地探究當年關鍵技術難點的本質，分析稀土萃取劑分子結構及萃取過程的反應、傳質機理、基于國內酸資源情況，獨自青睞弱酸性質的新星P507，證明稀土離子在萃取過程中確實存在競爭效應且可以累加規律，進而采用增加級數來實現稀土產品純度和收率的雙高目標。經過逐步攻堅克難，揭示出了“皂化P507萃取稀土元素體”中三個內在規律，即：皂化P507萃取稀土元素“定量萃取、定量洗滌”的規律、多級串聯競爭萃取效果累加的規律、多級串聯分離系數恒定不變的規律。

這三個規律的發現，為“皂化P507稀土全萃取連續分離模式及工藝”的研發成功奠定應用技術層面的理論基礎。

工藝研發：

1979 年秋天，葉祖光團隊確定的以皂化P507為萃取劑、高酸度溶液做洗液（反液）、按需增加萃取、洗滌級數為全萃取連續分離工藝方案的原則。要以全新的P507實現連續分離輕、中稀土元素，得到六個純單一稀土產品，就要進行七段連續萃取分離，制定七套相應的具體工藝條件，進行七套串級試驗驗證，最終由七套工藝整合成總的最佳工藝流程。這一系統研發工程需要面對諸多的未知挑戰。在此期間北大徐光憲院士創建了稀土串級萃取理論（包括串級萃取啟動方案），該理論為課題研究提供了有力的支持。

1983年10月，葉祖光與老工程師左世藩在北方稀土冶煉廠P507稀土全萃取工業試驗現場討論技術問題。

經過團隊的共同努力，1981 年6 月完成全工藝流程的小型試驗，1982 年5 月完成全工藝流程的擴大試驗，在國內外率先確立P507全萃取連續分離稀土元素工藝模式及其工藝流程。

在當時國內科研環境相對簡潔的背景下，從一個顛覆性方案的提出到探索性課題的申請，從無米之炊的實驗配備到示范線的科技創新，葉祖光團隊經過三百多個日日夜夜艱辛的探索實現了稀土行業里程碑之一的建設。然而，在葉祖光夫婦不舍晝夜竭盡全力獻身于科研期間，卻忽略了獨留在家的一雙兒女，兩個10 歲左右的小孩子意外煤氣中毒，萬幸沒有釀成大禍。當時的主治大夫批評葉祖光夫婦道：“家不要，孩子也不要了？”即便四十多年以后，每每回憶起這段往事，葉先生依然聲音顫抖，眼含淚花。

成果鑒定：

1982 年12 月，冶金部科技司組織技術鑒定，專家們一致認為該工藝模式及工藝流程是稀土分離提純技術、萃取分離工藝的重大突破性創新。在與國內外相關技術進行全面分析比較后，確認該分離模式及工藝流程優于當時世界上最先進的法國羅納·普朗克公司的工藝流程，具有國際先進水平，這是我國稀土科研領域第一個被鑒定為具有國際先進水平的成果，在全行業產生了強烈反響。

一時間，這一新工藝模式及工藝流程的試驗報告成為了業內最炙手可熱的珍貴資料，包頭稀土院先后在國內通過各種途徑發出100 余本，在行業內廣為流傳。

工藝的推廣和示范效應：

1983 年開始，全國各地國營、民營稀土和非稀土企業的老板、工程技術人員紛紛趕到包頭參觀學習，要求技術轉讓或聯營建生產廠。

包頭稀土研究院從1983 年起至90 年代中期，應邀先后在包鋼稀土三廠、包頭稀土冶煉廠、江蘇常熟、泰興、江西尋烏、廣東平遠、河源、乳源、山東淄博、湖南益陽、山西原平、遼寧遼陽、陜西岐山等地的15 家企業進行技術轉讓。與此同時，國內相關院校、科研、設計單位陸續仿效。

1997 年，有 中國稀土第一股之稱的“稀土高科”公司（北方稀土）上市后募集資金，采用P507全萃取連續分離工藝，設計并建成當年國內規模最大生產線（3000 噸 REO/年），其工藝技術、產品質量、裝備及控制都能代表當年行業先進水平。1998 年試車成功并轉產，入選國家火炬計劃優秀項目。受到當年參加《包頭國際稀土論壇》的國內外專家、學者的高度贊揚，尤其是當年代表世界稀土分離最高水平的法國羅納·普朗克公司的參會高管參觀該生產線后，非常驚愕，不得不一改以往的傲慢，豎起大拇指笑臉稱贊：“Very Good!”

綜合評價：

包頭稀土研究院葉祖光團隊率先研發成功、并在全國廣泛推廣應用的皂化P507稀土元素全萃取連續分離工藝模式及P507稀土全萃取連續分離工藝流程，對我國稀土冶煉分離事業起到引領和推動作用。

20 世紀80 年代中期至90 年代中期，我國迅速出現采用“皂化P507稀土元素全萃取連續分離模式”及工藝流程，形成生產單一稀土的企業集群，僅幾年時間市場占有率從零飆升到90%左右，徹底改變20 世紀70 年代至80 年代中期我國只能出口稀土精礦和混合稀土化合物，不得不用當年奇缺的外匯從法、美、日購買單一稀土高純產品的局面。使得美國、日本、法國相關企業減產直至停產，淡出國際市場。這充分佐證了國家最高科技獎獲得者、中科院院士、北京大學徐光憲教授撰文稱贊該成果是：“稀土行業的一塊里程碑”，“稀土產業發展史上一個重大轉折點”的論斷。