徐光憲：“稀土緊緊連著我和祖國”

文／薛今

業界有句話形容稀土的重要性：“誰掌握了稀土，誰就全天候掌握了戰場。”稀土，是17種特殊元素的統稱，被稱作“工業維生素”，是隱形戰機、超導、核工業等高精尖領域必備的原料。越是高科技領域，對稀土的純度要求就越高。

著名化學家、北京大學化學學院教授徐光憲院士，是世界上破譯稀土分離奧秘的第一人。徐光憲研發的稀土分離核心技術，改變了世界稀土格局，讓中國從稀土資源大國昂然走向生產大國。他的發明影響之大，被國際同行用專門的詞匯形容為“China Impact”——“中國沖擊”。

改變研究方向

從量子化學到結構化學，從核燃料萃取到稀土萃取，這是徐光憲的個人科研史。在70年的科研生涯里，只要國家需要，他就去做。

中國擁有著世界上最大的稀土資源儲備量，但直到20世紀70年代，我國還只能向國外以“豬肉價”賤賣稀土原料，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。

時年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。這是他1951年回國后，第三次為國家需要改變研究方向。

“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，長期只能出口初級產品，我們心里不舒服。所以，再難也要上。”徐光憲很堅定。

查閱資料時徐光憲發現，分離鐠和釹的問題，國外學界也未很好解決。當時最先進的法國羅地亞廠仍要用傳統的離子交換法分離鐠、釹。長遠來看，離子交換法生產速度慢、成本高，對規模化生產不利。

無先例可循，徐光憲大膽決定挑戰萃取法分離的國際難題。

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，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。

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。若整套流程稍有失誤，就要一切從頭再來。同時，徐光憲還面臨國內各個產地原料組成均不相同的問題，稀土元素分離的要求自然也不能“千篇一律”。

“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。”徐光憲深知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。

功夫不負有心人，串級萃取的規律在徐光憲面前逐漸清晰呈現。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，創建了“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，直接應用到實際生產中。

徐光憲的萃取“流水線”，仿佛魔術師手中的神奇黑箱：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。

如不是親眼所見，同行們幾乎不相信徐光憲能用這么簡單的辦法攻克這個世界級難題。1978年，徐光憲開辦“全國串級萃取講習班”，他把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，成了一項在中國連鄉鎮企業都能掌握的工藝。

中國稀土生產自此昂然崛起。很快，法國、美國和日本在國際稀土市場的壟斷地位被打破。到20世紀90年代初，中國單一高純稀土產量位居世界第一，讓稀土價格下降了四分之一左右。很多外國稀土生產廠家不得不減產甚至停產。徐光憲撬動了世界稀土格局，國際同行專門用“China Impact（中國沖擊）”一詞來形容他作出的杰出貢獻。

科學家的眼光

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。

但是，徐光憲在科學研究之外，對稀土的未來有了更多的擔憂。中國稀土工業的競爭力提升，卻也帶來了新的問題。發達國家關閉工廠，大量購買中國價廉物美的稀土做戰略儲備。看到不可再生的稀土如此廉價出口，徐光憲如坐針氈，兩次上書國務院，呼吁保護寶貴的稀土資源，建立稀土戰略儲備，控制生產和冶煉總量。

2007年，我國宣布稀土礦產開采年減產4萬噸。消息一經發布，稀土國際市場價格應聲上漲一倍多，中國出口量減少，收益增加……

著書育人、薪火相傳，是徐光憲對稀土行業的另一種貢獻。

全國稀土專業的博士，大多數師出同門——都是徐光憲的學生。執教數十載，他培養了近百名博士、碩士生和一大批稀土行業的優秀工程技術人員，創建了北京大學稀土化學研究中心和稀土材料化學及應用國家重點實驗室，撰寫了很多重要教材。他的《物理化學》 《核物理導論》等課程，培養了新中國第一批放射化學人才。他所編寫的《物質結構》一書，曾是該課程全國唯一的統編教材，影響了幾代人。

報效祖國

2009年，在獲得國家最高科學技術獎時，徐光憲感慨地說：“稀土緊緊連著我和祖國！”

時光穿梭，回到20世紀50年代，剛剛建立的新中國百廢待興。在大洋彼岸的美國，青年才俊徐光憲面前，曾有一條通往科學高峰的捷徑。“我那時在量子化學方面有些想法，導師很認可這些想法，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。”徐光憲知道，這是千載難逢的機遇。

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。”徐光憲想起自己立下的宏愿。再不回去，也許就一直住在別人的國家了。可是，妻子高小霞的博士學位還需一年就能拿到，現在放棄，是否可惜？

“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，登上郵輪返回闊別多年的祖國。這是“禁止中國留美學生歸國”法案正式生效前，回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。爾后多年，徐光憲在科研領域，又為祖國作出了巨大貢獻……2015年4月28日，徐光憲院士在北京逝世，享年95歲。斯人已去，但他對中國稀土產業作出的不可磨滅的貢獻，將被永遠銘記。