新材料

打赢大国博弈的稀土科技战

大家好!当你们拿起智能手机滑动屏幕时,是否想过:让振动马达轻盈如蝶翼般震颤的,是钕铁硼永磁体中稀土蕴藏的“灵动之力”;让显示屏流转出万千色彩的,是稀土铕与铽悄然施展的“焕彩魔法”。当你们看到无人驾驶汽车穿梭街头时,是否想过:让激光雷达清晰“看见”周遭世界的,是镱等稀土激光晶体赋予的“洞察之眼”。当你们刷到俄乌冲突的新闻时,是否想过:让武器制导系统精准锁定目标、一击即中的,是稀土永磁材料凝聚的“靶向之斧”。

稀土,这组藏在化学元素周期表第57至71的15个镧系元素,以及同族的钪和钇的17个元素,他们不是土,而是一类极其重要不可或缺的稀有金属,因其独特的物理化学性质融入了国之重器的血脉——从国防军工的精确制导系统,到集成电路芯片制造的关键材料,再到新能源汽车的驱动电机、5G通讯,它是支撑高端制造的“隐形基石”。建国初期,我国稀土工业一片空白。上世纪50到60年代,中国有研科技集团(原北京有色金属研究总院)、中科院长春应化所等攻克了全部稀土氧化物及金属的提取分离等技术难题,并批量生产出氧化钇、氧化镝、氧化铥、氧化铕等单一稀土化合物。70到80年代,中国有研突破了世界稀土储量最大、最复杂难冶炼矿种——包头稀土矿硫酸焙烧法冶炼分离工艺并实现规模应用,彻底改变了世界稀土供应格局。进入90年代后,稀土永磁、发光、储氢等材料产业化制备技术陆续突破,带动了相关应用产业的快速发展,主要稀土功能材料产量年均增幅30%以上。2000年以来,在国家产业政策引导下,稀土绿色提取分离、高端稀土应用技术不断取得新突破,高性能稀土永磁体、LED照明与显示用稀土发光材料等产品性能指标达到或接近国际先进水平,高端稀土材料市场份额稳步增加。

我是赵龙胜,一名稀土产业科技工作者,过去十年,我有幸见证了我国稀土提取分离事业不断追求卓越,持续保持领跑世界的历程,也真正读懂了习近平总书记“社会主义是干出来的,新时代是奋斗出来的”这句话的份量——每一次实验数据的突破,每一条生产线的投产,都是给国家“工业骨骼”添上的一根胫骨。今天,我将和大家分享这些“干出来”的故事,这不仅是一个关于我个人的成长故事,更是中国有研稀土绿色提取分离团队用青春和热血书写的时代篇章。

一、从“前辈的背影”里看见方向

首先,想跟大家分享一张2016年拍摄的照片。照片中的老人已年过八旬,但仍骑着一辆老旧的20寸凤凰牌自行车上下班,他就是被誉为我国稀土“酸法之父”的张国成院士。这辆80年代购买的自行车,载着他走过了40年的稀土攻关路,也载着他“俯首甘为稀土牛”的初心。正是这位老人,当年带着团队攻克世界公认的难冶炼包头稀土矿冶炼分离技术,让我国稀土产量一举跃升至世界第一,占全球60%以上。这样的“背影”,在我求学时就深深烙印在心。

2013年,我写了第一篇关于钒钛磁铁矿的论文,导师让我找柯家俊老师把关。那时柯老师已八十高龄,退休多年,我抱着试一试的心态联系了他,可没想到他特别爽快的答应了。于是,我便将稿件发到了他的邮箱。5天后,他突然给我打电话,说要来所里给我辅导论文修改。要知道,当时他住在顺义,得花一个多小时坐公交过来。见面时,他从布袋里掏出打印稿,上面密密麻麻全是红笔批注,连标点符号都没放过。他笑着说:“我怕用电脑改太慢,耽误你投稿。”然后逐字逐句耐心讲了两个多小时,从试验逻辑到用词规范,给我上了一堂生动的科技论文写作实操课。柯老师这种严谨求实、甘为人梯的精神,深深地震撼了我。

在读研究生时,我还遇到了不顾疾病缠身仍然坚守在生产一线,但依然觉得自己亏欠国家很多的张懿院士,以及70多岁仍然每天跟年轻人一样充满热情的李洪钟院士……这些优秀的前辈老师无时无刻不在身体力行地告诉我们,真正的理想,从不是挂在嘴边的口号,而是把“国家需要”变成“我来做”的行动。

二、在“难啃的硬骨头”上扎根生长

离子型稀土矿是中重稀土的主要来源,而铽、镝、镥等中重稀土是新能源汽车、核潜艇、激光武器、核医学设备等不可或缺的心脏材料。可当时,矿山企业基本采用常规铵盐工艺生产,不仅中重稀土回收率偏低,还会产生大量氨氮废水和放射性废渣。2016年,我国多数矿山因此而停产,中重稀土原料供应严重不足。正是这种背景下,黄小卫老师带领团队攻关离子型稀土矿绿色高效浸萃一体化技术。那时我刚入职1年,黄老师给了我极大的信任,安排我现场负责新技术的工程化开发工作。

然而,“干”从来不是一帆风顺,一是新技术要从源头解决氨氮废水和放射性废渣的难题,工程化应用必须适应各种不同矿山地质条件、稀土与杂质组成、稀土配分等;二是部分企业对新技术规模应用缺乏信心,配合也不够主动,这些就像压在我们身上的“大山”。但黄老师告诉我们,当年张国成院士带着她推广技术时,一直恪守“推不出去的,就不是成果”,鼓励我们顶住压力,“靠干字破局”。

这些年来,我们把南方离子型稀土矿山当成了自己的“家”。2016年第一条工业试验线调试的关键阶段,黄老师每周频繁奔波于矿山和北京,她不在现场的时候,我们把发现的问题及时给黄老师发送邮件,经常10点多发的邮件,11点多就会收到黄老师的回复邮件或电话,在电话里耐心指导我们分析示范线调试的生产数据和问题,并提出解决方案。

我们的团队常年奋战在矿山现场,每年一待就是300多天,夏天衣服湿了又干、干了又湿,冬天即使裹着棉服也冻得瑟瑟发抖,晚上在活动板房里写报告,还时常受到蛇蚁、蚊虫的骚扰和叮咬;有的矿山甚至常年没有手机和网络信号,无法正常联系到家人,偶然回京时,年幼的子女甚至把他们当成陌生人,一抱就哭。但即便是这样,我们也没有喊苦,而是“干”字当头,坚持不懈的努力,最终推动了新技术产业化日趋成熟,应用企业信心倍增。

截止到目前,我们一共指导建成了8条工业试验线,其中包括2条年产500吨稀土的生产示范线,真正将新技术推向了产业化阶段。生产运行表明:新技术比常规铵盐工艺的中重稀土回收率提高了15%以上,从源头避免了产生氨氮废水和放射性废渣,为我国离子型稀土矿山全面绿色复产、中重稀土原料自主可控供应提供了技术支撑。当我们看到自己的成果被规模应用到广西、福建、湖南、江西等离子型稀土矿山时,那种成就感无法用言语表达。

三、让“青春的微光”照亮征途

在中国有研,“知崇礼卑、止于至善”的核心价值观一直激励着我们。这8个字,出自《周易》和《礼记》,是我们的精神密码:“知崇”是仰望星空,知道国家需要什么;“礼卑”是脚踏实地,明白自己该干什么。只有这样,才能在服务国家需要的同时,成为更好的自己。

老一辈稀土人经常给我们分享当年激情燃烧的岁月。上世纪80年代,张国成院士带着年仅20多岁的黄小卫老师等到哈尔滨火石厂实施第三代硫酸法焙烧工艺,由于这次是从几十毫升分液漏斗的小试直接放大到年产1000吨规模工业化生产,存在很多不确定因素。试车调试期间,他们从7月穿着单衣到工厂一直干到春节,御寒的衣物都是工厂给配发的;张老师因劳累过度,患上了冠心病,在车间爬楼梯爬到一半就得停下来喘气,但他仍一直坚守在现场指导;黄老师带队负责萃取分离车间的调试运行,因为是全新工艺,需要两个人24小时轮流在车间指导运行,及时发现问题及时解决,所以他们每天在车间干十五六,甚至十七八个小时是常事;为了随叫随到,他们都住在工厂办公室里。经过半年多的调试,难题被一个一个突破,使第三代酸法新工艺一次试车大获成功,生产线实现连续稳定运行,后续在行业大规模推广应用,成为后来包头稀土矿等大矿的主流工艺。

张国成院士带领着黄小卫等人,在没有经验、没有设备的年代,靠“崇”的信念和“卑”的实干,把论文写在了稀土冶炼分离车间的黑板上;而黄小卫老师带领着我们。贯彻绿色发展新理念,把论文写在了祖国矿山的土地上。稀土事业不是一个人的马拉松,而是一代代人的接力赛。正是这种精神的传承,让我们能够在新时代继续书写稀土事业的辉煌。

同学们,你们成长在“中国智造”的时代,习惯了“平视世界”。但请记得:平视的底气,从来不是天上掉下来的。就像稀土从“被卡脖子”到“掌握主动权”,靠的不是运气,是一代又一代人“干”出来的积累。

或许你们还在思考未来的方向,但请相信:当个人理想和国家需要同频,青春就有了最耀眼的光芒。就像稀土元素,看似用量不大,却是点亮整个中国制造的“工业维生素”;你们的力量,哪怕只是“微光”,只要向着国家需要的方向汇聚,就能照亮民族复兴的征途。