11月7日，是中國科學(xué)院院士、無機(jī)化學(xué)家、物理化學(xué)家徐光憲先生誕辰105周年。他是2008年度“國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”獲得者，被譽(yù)為“中國稀土之父”。徐光憲將畢生奉獻(xiàn)于稀土事業(yè)，不僅成功實(shí)現(xiàn)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(shù)領(lǐng)域躍升至世界領(lǐng)先水平。

稀土不是土，而是釤、釓、鋱、鈧、釔等17種金屬礦產(chǎn)的總稱，屬于有色金屬行業(yè)，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“維生素”，是支撐高端制造和國防科技的關(guān)鍵戰(zhàn)略資源。從智能手機(jī)、電動(dòng)汽車到激光制導(dǎo)、隱形戰(zhàn)機(jī)，這些尖端科技都離不開這17種特殊的金屬元素。

從零起步的艱難開拓

新中國成立初期，中國的稀土工業(yè)幾乎是一張白紙，稀土產(chǎn)品幾乎全部依賴進(jìn)口。1927年，中國西北科學(xué)考察團(tuán)首次發(fā)現(xiàn)了白云鄂博礦，但勘探工作很快被戰(zhàn)火打斷。1949年，中國重啟對(duì)白云鄂博礦的地質(zhì)調(diào)查，次年發(fā)現(xiàn)伴生稀土礦，其輕稀土儲(chǔ)量達(dá)3500萬噸，占全球已探明輕稀土儲(chǔ)量的83%，但由于當(dāng)時(shí)中國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，僅將鐵礦作為開采重點(diǎn)，稀土被當(dāng)作廢料堆積在尾礦壩，年浪費(fèi)量超10萬噸。

白云鄂博主礦和東礦 圖片來源：中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所

有色金屬作為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)材料，對(duì)鋼鐵、機(jī)械、電子等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要。為建立完整的工業(yè)體系，1952年11月，北京有色金屬工業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)所（北京有色金屬研究總院前身）成立。1958年7月，實(shí)驗(yàn)所迎來突破，研究人員從獨(dú)居石（一種含稀土的礦石）中分離出16種單一稀土氧化物。這是中國首次實(shí)現(xiàn)稀土元素的單體提取，相當(dāng)于在稀土研究的“黑箱”上鑿開了一道光。1961年，實(shí)驗(yàn)所協(xié)助包鋼改造701廠（稀土硅鐵合金廠），將稀土從鐵礦石的副產(chǎn)品中“搶”出來。這座工廠年產(chǎn)1萬噸稀土硅鐵合金，成為全球最大的稀土初級(jí)加工基地。

20世紀(jì)70年代，中國雖然擁有全球最豐富的稀土資源，但分離提純技術(shù)長期受制于人，不得不低價(jià)出口稀土，再以幾十倍甚至幾百倍的價(jià)格從國外購進(jìn)深加工的稀土產(chǎn)品。

1972年，徐光憲所在的北京大學(xué)化學(xué)系接受了一項(xiàng)特別的緊急軍工任務(wù)——分離鐠釹（稀土中最難分離的一對(duì)元素，性質(zhì)相似到曾被西方判定“無法工業(yè)分離”）。徐光憲白天帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里辛勤地“搖漏斗”；夜晚，則在燈光下潛心鉆研串級(jí)理論。高強(qiáng)度的工作節(jié)奏下，他成功地將萃取分離法研發(fā)并應(yīng)用成功，推翻了國際通用的“一對(duì)一萃取”模型，提出“串級(jí)萃取理論”——將多個(gè)萃取槽串聯(lián)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整流比和濃度，讓每一步都“精準(zhǔn)篩選”。其研究成果迅速獲得了國際認(rèn)可，為國家的科技進(jìn)步作出了巨大貢獻(xiàn)。

技術(shù)發(fā)展帶來了“中國沖擊”

萃取液的配置和各種參數(shù)的確定對(duì)于生產(chǎn)者來說仍然是一件非常煩瑣的事情，為此，徐光憲與同事經(jīng)過艱苦的探索，研究成功了“稀土萃取分離工藝的一步放大”技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)室工藝直接轉(zhuǎn)化為工業(yè)化生產(chǎn)，不僅將鐠釹分離系數(shù)從國際最高的1.5提升到4，而且純度穩(wěn)定達(dá)到99.99%，打破世界紀(jì)錄。1976年，基于“串級(jí)萃取理論”的第一條工業(yè)化生產(chǎn)線在包頭稀土廠投產(chǎn)，年產(chǎn)能達(dá)500噸，生產(chǎn)成本僅為國外的1/3。

1978年，徐光憲率先辦起了“全國串級(jí)萃取講習(xí)班”，將他的科研成果在國營工廠里無償推廣，大大提高了中國稀土工業(yè)的競爭力。

20世紀(jì)80年代徐光憲與學(xué)生們?cè)谝黄鹩懻摴ぷ鳎ㄇ芭庞乙粸樾旃鈶棧﹫D片來源：中國科學(xué)家博物館

1992年，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，我國第一個(gè)以稀土命名的高新區(qū)——包頭稀土高新區(qū)建立，標(biāo)志著中國稀土進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的新階段。這一高能級(jí)平臺(tái)為稀土產(chǎn)業(yè)的集聚和技術(shù)創(chuàng)新提供了強(qiáng)大動(dòng)力。在此期間，中國稀土產(chǎn)業(yè)布局逐步完善，形成了包鋼稀土、甘肅稀土公司、四川冕寧稀土開發(fā)等一批重點(diǎn)企業(yè)。稀土產(chǎn)品從最初的初級(jí)原料擴(kuò)展到多種單一稀土化合物、金屬及合金材料，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提升，滿足了國內(nèi)外市場需求。原先長期壟斷國際稀土市場的一些國外生產(chǎn)商不得不減產(chǎn)、轉(zhuǎn)產(chǎn)甚至停產(chǎn)，被國外稱為“中國沖擊”。

技術(shù)突破并未止步。2000年后，中國科研團(tuán)隊(duì)在萃取技術(shù)上持續(xù)迭代，不僅降低了稀土元素的分離能耗，還解決了萃取過程中的污染難題。2020年，中國已能穩(wěn)定生產(chǎn)“99.99999%（7N）超高純稀土”，滿足半導(dǎo)體芯片、量子計(jì)算等尖端領(lǐng)域的需求，全球僅中國和美國具備7N級(jí)稀土量產(chǎn)能力。

從資源大國到稀土強(qiáng)國的華麗轉(zhuǎn)身

目前，中國在全球稀土市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，是唯一能夠提供所有17種稀土金屬，且擁有稀土全產(chǎn)業(yè)鏈的國家。稀土產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的近70%，尤其高端用途所需材料，當(dāng)前只有中國具備穩(wěn)定量產(chǎn)能力。

內(nèi)蒙古稀土新材料產(chǎn)業(yè)園區(qū)圖片來源：科創(chuàng)包頭

中國許多礦區(qū)不僅稀土儲(chǔ)量大，含有豐富的“重稀土”或“輕+重”兼具稀土，而且分布相對(duì)集中，形成了北、南兩大生產(chǎn)體系。像北方的包頭白云鄂博礦，是全球最大的輕稀土礦，富含鑭、鈰、釹等元素，是制造磁鐵、電機(jī)和顯示屏等的關(guān)鍵材料；南方的江西贛南地區(qū)稀土礦含有大量重稀土元素，富含鏑與鋱，這兩個(gè)元素是制造高性能永磁體、激光器和軍用裝備的核心材料。

美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）2025年1月公布的數(shù)據(jù)顯示，從全球儲(chǔ)量來看，2024年全球稀土資源總儲(chǔ)量約為9000萬噸，中國儲(chǔ)量4400萬噸；從全球產(chǎn)量來看，2024年全球稀土產(chǎn)量為39萬噸，中國產(chǎn)量為27萬噸。中國產(chǎn)量、儲(chǔ)量均為全球第一。

除此之外，技術(shù)和專利也是中國稀土的“殺手锏”，439項(xiàng)獨(dú)家萃取專利，構(gòu)筑起強(qiáng)大的“護(hù)城河”。正如徐光憲先生所說：“稀土的價(jià)值不在資源本身，而在對(duì)資源的技術(shù)掌控?！蹦壳埃袊莆樟巳虺^90%的稀土加工和提純能力。2025年全球新增稀土專利中，中國企業(yè)占比82%。

中國稀土之路的逆襲，不僅改寫了全球稀土產(chǎn)業(yè)格局，還實(shí)現(xiàn)了從稀土資源大國向稀土生產(chǎn)大國、稀土出口大國的轉(zhuǎn)變。如今，中國稀土已變成支撐科技發(fā)展的“戰(zhàn)略長板”，這份底氣，正是來自像徐光憲先生這樣一代代科研人對(duì)核心技術(shù)的執(zhí)著追求。

參考資料：

1.人民網(wǎng).國家最高科技獎(jiǎng)得主徐光憲 創(chuàng)造“中國沖擊”的人

2.“新華網(wǎng)客戶端”.稀土：不是“土”，卻是現(xiàn)代工業(yè)的“黃金”

3.“中國科協(xié)之聲”公眾號(hào).從受制于人到全球領(lǐng)先，他如何改寫中國稀土命運(yùn)？

4.“中國科協(xié)之聲”公眾號(hào).對(duì)話閆宏偉：為何中國稀土的貢獻(xiàn)，仍被世界低估？

5.“科技日?qǐng)?bào)客戶端”.稀土霞光

6.“合肥光電半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院”公眾號(hào).一文看懂——中國稀土：科技戰(zhàn)略基石與技術(shù)逆襲全紀(jì)實(shí)

7.四川日?qǐng)?bào).中國稀土為何這么強(qiáng)

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