國際稀土界的“中國衝擊”
——北京大學稀土高能效分離科技創新成果紀實
背景介紹：北京大學徐光憲課題組提出的串級萃取理論及其工業實踐引導了我國稀土分離科技和產業的全面革新，被國際稀土界稱為“中國衝擊”。1978年稀土萃取研究獲得全國科學大會獎，1985年串級萃取理論及其在稀土和金川鈷鎳分離中的應用獲得國家教委科技進步一等獎，1987年串級萃取理論及其應用獲得國家自然科學三等獎，2009年徐光憲院士獲得2008年度國家最高科學技術獎。
改革開放大潮湧起之前，被譽為“工業黃金”“新材料之母”的稀土只能作為原材料低價出口，我國作為稀土大國，技術革命和產業結構轉型升級迫在眉睫。1992年，鄧小平同志在南巡時說：“中東有石油，中國有稀土，一定要把稀土的事情辦好。”
改革開放四十年來，高校和科技工作者銳意求新，緊盯技術革新與應用市場，中國從稀土資源大國變為稀土強國，進入從“挖土賣土”到“點土成金”的新時代。
串級萃取理論的誕生
新中國成立之初一直面臨著內憂外患的嚴峻形勢，國防建設成為重中之重；改革開放後，國防現代化建設不斷推進，高科技武器裝備成為主導戰爭的重要力量。稀土素有“工業維生素”的美稱，現代戰爭中的高技術兵器幾乎都需要稀土材料，而且還往往集中在武器的最關鍵部位。稀土技術優勢代表著軍事技術優勢，稀土成為世界各國爭奪的戰略資源。
20世紀70年代之前，中國的稀土資源儲量居於世界第一，但由於稀土生產技術落後，全球的稀土、能源供給被美國壟斷，中國只能賤賣稀土礦，高價進口稀土成品。
為了解決稀土萃取的難題，北京大學化學系開始攻堅稀土元素的分離提純難題，北京大學徐光憲課題組基於對稀土化學鍵、配位化學和物質結構等基本規律的深刻認識，發現了稀土溶劑萃取體系具有“恆定混合萃取比”基本規律，建立了具有普適性的串級萃取理論。
當時，國際上稀土分離的主流是離子交換法和分級結晶法。兩種方法在過程上不連續，成本很高，提煉出的稀土元素純度也較低，不能適應大規模的工業生產；此外，因稀土元素本身的特性，17種元素要想提純任何一種，在當時都是極大的挑戰，從稀土礦中分離鐠釹的困難遠超出想象。
徐光憲課題組並沒有因為困難而退縮，反覆做實驗用萃取法來分離稀土礦中的鐠釹元素，最終成功得將稀土元素分離出來。
1975年8月，徐光憲課題組在第一次全國稀土會議上提出串級萃取理論，引起轟動。1978年，全國串級萃取講習班順利舉辦，徐光憲課題組的科研成果迅速在全國推廣開來。
中國稀土產業的崛起
隨著稀土串級萃取理論的突破，稀土分離的新流程工藝也被北京大學徐光憲課題組突破，稀土分離技術在全國應用於大規模生產。1978年中共中央政治局委員、國務院副總理、國家科學技術委員會主任方毅受黨中央、國務院和鄧小平的委託，主抓稀土資源的利用，他提出：各行各業都要抓稀土的推廣應用，努力打開國內稀土市場。
同一年，北京大學把科研成果在國有工廠裡無償推廣，講習班迅速培訓了一批專業人才，研究成果在國內稀土分離廠如上海躍龍化工廠，甘肅903 廠，廣州珠江冶煉廠，包鋼稀土三廠和廣東陽江稀土廠等十多個工廠得到應用，稀土串級萃取科技成果順利實現了產業化。
1978年我國稀土出口數量不足100噸，到了1986年高純單一稀土產品產出達到460噸，開始成規模地進入外銷市場；兩年後，產品產量達到1160噸球領先水平，80年代末中國成為世界稀土產品最大出口國。
在我國稀土產業強大的壓力下，先是美國、澳大利亞的稀土採礦業，後是美國、日本、法國的稀土分離提取產業紛紛關張歇業，不得不退出稀土賣方市場，世界稀土產業格局自此改變。
中國稀土產業從此進入了快速道，在不足20年時間裡，中國就成為世界最大稀土生產國、應用國和出口國，成為全球唯一能夠大量供應幾乎所有品種、品級和規格稀土產品的國家。日本幾乎100%的稀土進口都來自中國。
英國《泰晤士報》2009年3月9日報道說，全球95%以上的稀土金屬都將由中國生產供應；它們廣泛應用於手機、激光器和航空業等方面；隨著世界各國在能源利用率方面加大努力，中國的主導地位將變得更加具有戰略決定性，因為很多重要的環保技術，如風力渦輪機、低能耗燈泡和混合動力車等都非用稀土不可。
改革開放四十年來，稀土元素分離及稀土材料應用都得到了極大地發展。稀土材料被廣泛應用於國防軍工領域，長征2號運載火箭、神舟系列飛船、嫦娥探月衛星、驅逐艦等等一系列武器裝備都採用了稀土材料。
20世紀二十年代，以信息產業為代表的知識經濟蓬勃發展，稀土永磁材料在實現元器件的小型化、輕量化、高性能、高可靠性方面顯現出優異的特性，稀土也在計算機、打印機、移動電話、家用電器、醫療設備、汽車中的發電機、電動機和音響系統的應用等得到了更廣泛的應用。
隨著改革開放的深入發展，“一帶一路”和“海上絲綢之路”等國家戰略的深入實施，以及新能源和智能製造的快速崛起，稀土的開發利用技術也將迎來新的挑戰。
（本文作者：中國教育和科研計算機網 袁玉凝）
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