編者按

在百年的科技奮斗史中，浙江英才輩出，燦若繁星，眾多著名科學家在“浙里”熠熠閃光。為弘揚新時代科學家精神，省科協開展“打造科學家群落，弘揚科學家精神”行動。本號特推出“‘浙里’科學家故事”專欄，以弘揚科學家精神為主線，通過摘錄、轉載和整理等方式，全方面呈現一批近代浙籍或在浙江工作過的著名科學家的故事，傳承科學家精神，涵養優良學風，引導全省科技工作者為忠實踐行“八八戰略”、奮力打造“重要窗口”，爭創社會主義現代化先行省，高質量發展建設共同富裕示范區凝聚力量。

1980年6月10日，徐光憲率領中國科學院稀土考察團訪問法國。他們與當地知名的稀土礦分離工廠開展交流，盡管法國研究人員對考察團的到來表示熱烈歡迎，但拒絕了他們參觀羅納·普朗克廠的要求，并將所有萃取劑和工藝參數標記為“絕密”。這一事件雖小，卻凸顯了中國在稀土分離領域所面臨的困境。

經過多年努力，在稀土化學奠基人、中國科學院院士徐光憲等科學家帶領下，我國實現了從稀土資源大國向稀土生產大國、稀土出口大國的華麗轉身。

徐光憲（1920年11月7日－2015年4月28日），浙江省上虞縣（今紹興市上虞區）人，物理化學家、無機化學家、教育家，中國科學院院士，2008年度“國家最高科學技術獎”獲得者，被譽為“中國稀土之父”“稀土界的袁隆平”。

我國擁有豐富的稀土資源，新中國成立伊始，卻處于一種資源開發與利用能力不匹配的被動狀態。作為隱形戰機、超導、核工業等高精尖領域不可或缺的原料，稀土珍貴稀少且提煉和加工難度極大。可以說“誰掌握了稀土，誰就全天候掌握了戰場”。

1972年，北京大學化學系接到了一項緊急的軍工任務——分離鐠釹。當時已過知天命之年的徐光憲，再次因國家需求調整自己的科研方向。徐光憲通過實驗室研究和工廠小試等一系列工作，不僅成功實現了稀土元素的分離，獲得了高純稀土元素，還使中國在稀土分離技術領域躍升至世界領先水平。

徐光憲

來源 | 中國科學家博物館

開創鐠釹萃取分離法

鐠和釹都屬于稀土元素。稀土元素總共有17種，包括鈧（Sc）、釔（Y）和15種鑭系元素。它們的化學性質非常相似，要將它們一一分離非常困難。當時，國際上通常采用離子交換法，這種方法成本高，提煉出的稀土元素純度也較低，無法滿足大規模工業生產的需求。這時，徐光憲提出使用萃取分離法來分離鐠和釹。

萃取是利用物質在不同溶劑中具有不同溶解度的特性，進行物質分離的一種方法。早在1957年，徐光憲開始參與開創我國原子能事業時，就已涉足萃取領域。當時，核燃料的分離和提純是原子能工業中與化學相關的核心問題之一。從1946年開始學習量子化學算起，已經研究了10年量子化學的徐光憲注意到萃取過程與絡合作用的聯系，以及萃取方法用于稀土分離的可能性及優點。

那時，國際上萃取化學仍然是一門新興學科，關于萃取體系的分類很不統一，理論中存在許多與實際試驗不相符的假設，甚至對萃取機理的解釋也相當混亂。徐光憲從系統整理資料入手，做了上萬張文獻卡片，經過深入思考、分析和歸納，于1962年提出了恰當而細致的萃取體系分類方法，并在此基礎上闡明了若干典型體系的萃取機理，提出了幾個關于萃取的一般規律，還參與改進了研究萃取平衡的兩相滴定法。

然而，擺在科研人員面前的難題遠比預想的更為復雜。在稀土萃取工藝的實驗階段，他們不得不采用繁復且耗時的“搖漏斗”方法，以此模擬串級實驗，獲取精確的設定參數。整個流程容不得半點差池，任何微小的失誤都可能導致結果不盡如人意，迫使一切推倒重來。

除了實驗本身的挑戰，徐光憲還需應對“本土化”帶來的難題。國外成熟的稀土生產工藝，其“搖漏斗”技術能夠盡可能地保持原料的一致性。然而，中國的稀土資源分布廣泛，內蒙古、四川、山東等地的原料組成千差萬別，對稀土元素分離的要求自然也不能一概而論。

“我們必須根據不同的原料找到與之匹配的工藝，更重要的是，要揭示這種工藝背后的理論依據。”徐光憲始終堅信，理論研究才是通往創新之路的基石。

20世紀80年代徐光憲與學生們在一起討論工作（前排右一為徐光憲）

來源 | 中國科學家博物館

白天，徐光憲帶領團隊在實驗室里辛勤地“搖漏斗”；夜晚，則在燈光下潛心鉆研串級理論。有人戲稱，他們白天是體力勞動者，晚上則化身為腦力勞動者。一周工作80個小時，高強度的工作節奏下，徐光憲成功地將萃取分離法研發并應用成功。

在當時，一般萃取體系的鐠釹分離系數僅能達到1.4至1.5。徐光憲從改進稀土萃取分離工藝入手，通過精心選擇萃取劑和絡合劑，構建了季銨鹽——DTPA“推拉”體系。最終，他不僅出色地完成了這項緊急的軍工任務，更將鐠釹分離系數提升至驚人的4，打破了當時的世界紀錄。他的這些研究成果迅速獲得了國際認可，為國家的科技進步作出了巨大貢獻。

營造良好的稀土產業生態

1975年8月，第一次全國稀土會議在北京召開。徐光憲在會上提出了他的串級萃取理論，引起轟動。一排排看似普通的萃取箱像流水線一樣連接起來，只需在一端放入原料，在“流水線”的另一端的不同出口就會源源不斷地輸出各種高純度的稀土元素。

全國稀土化學與萃取學術討論會

來源 | 中國科學家博物館

但徐光憲并不滿足于此。萃取液的配置和各種參數的確定對于生產者來說仍然是一件非常繁瑣的事情。徐光憲決定將這樣一項復雜的生產工藝“傻瓜化”。經過艱苦的探索，他與同事研究成功了“稀土萃取分離工藝的一步放大”技術，不經過小試、中試，直接放大到工業生產規模，傳統的串級萃取小型試驗被計算機模擬所取代，稀土生產實現自動化。

這種一勞永逸的方法，被徐光憲稱為“一步放大”。1978年，他率先辦起了“全國串級萃取講習班”，將他的科研成果在國營工廠里無償推廣。這些原則和方法用于實際生產，大大提高了中國稀土工業的競爭力。

由于在技術和工藝上的重大突破，從20世紀90年代初開始，我國單一高純稀土大量出口，使國際單一稀土價格大幅下降，原先長期壟斷國際稀土市場的一些國外生產商不得不減產、轉產甚至停產，被國外稱為“CHINA IMPACT”。中國終于實現了從稀土資源大國向稀土生產大國、稀土出口大國的轉變。

徐光憲不僅積極推廣先進的萃取方法，還致力于“建立稀土研究所”和“稀土專利保護”的事業。1979年，中國科學院醞釀成立一個專門的稀土研究所。1980年5月31日，由徐光憲擔任團長，中國科學院組織的稀土考察團踏上了為期20天的美國和法國訪問之旅。此行的目的是了解國際稀土研究的最新動態，為即將成立的稀土研究所確定科研方向。

在前往美法的旅途中，考察團與各研究所達成了友好的交流，并與“稀土之父”斯佩丁教授進行了會面。在法國訪問羅納·普朗克廠時，盡管研究人員熱情接待了考察團，出于技術保護的考慮，婉拒了參觀的請求。這次訪問讓考察團對國際稀土領域有了更深入的了解。一方面，稀土考察團更加明確了中國在國際稀土領域的發展方向；另一方面，也深刻認識到知識產權保護的重要性。

此后，徐光憲總結出，良好的科研環境離不開專利的保障，只有通過專利保護和盈利，才能形成良性循環，更好地推動科研發展。因此，他積極倡導稀土資源利用的專利化，并為此四處奔走，不懈推動。

徐光憲重游哥倫比亞大學

來源 | 中國科學家博物館

徐光憲畢生奉獻于稀土事業，他建立并發展了稀土串級萃取理論與工藝優化設計，為中國稀土工業獲取高純度的單一稀土作出貢獻，實現了中國稀土產量的飛躍；提出了萃取機理分類法，絡合物平衡的吸附理論以及原子價的新定義，探討了稀土化合物的化學鍵與電子結構，發展了鑭系理論。此外，他一直倡導并推動保護中國的稀土產業，讓稀土不要賣出“白菜價格”。

在徐光憲等科學家的努力下，中國的稀土產業擺脫了“守著金飯碗討飯”的尷尬境地，實現了從稀土資源大國向稀土生產大國、稀土出口大國的華麗轉身，也向全世界展示了中國發展稀土產業的堅定決心和雄厚科研實力。

審核專家：華東師范大學哲學系科學傳播研究中心主任朱晶

參考文獻：

[1]一清如水：徐光憲傳[M].北京：中國科學技術出版社,2013.

[2]先生之風 山高水長——記北京大學徐光憲院士[OL].北京大學新聞網,2015-04-30.

來源：中國科學家博物館

責編：葉　揚

美編：鄭娜莉

一審：何百岳

二審：方佳佳

三審：王陸軍