我的工作都是團(tuán)隊(duì)集體的工作,我只是其中的一名代表而已。他們?cè)缫亚喑鲇谒{(lán)而勝于藍(lán),工作能力和成就大大超過(guò)我了。這是我最大的安慰和自豪。
作為一名教師,要努力在教學(xué)中提高學(xué)生的全面素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)代幸福感、社會(huì)責(zé)任感、歷史使命感。
——徐光憲
“我最近活動(dòng)太多,以后有空時(shí)我會(huì)整理一些對(duì)青年學(xué)生的期望等文稿寄給你,好嗎?”1月11日清晨,徐光憲給《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者發(fā)來(lái)郵件,隨信的三個(gè)附件是自制的電子新年賀卡,信末尾就未能專門安排出時(shí)間接受采訪表示歉意,言詞親切,讓記者深受感動(dòng)。
1月9日,鑒于其在稀土化學(xué)研究方面取得的突出成就,國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了徐光憲院士。同時(shí)獲得國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的還有中國(guó)工程院院士王忠誠(chéng)。
此前,本報(bào)記者曾三次前往徐光憲家中采訪。一次是2005年,徐光憲獲得何梁何利獎(jiǎng),記者首次前往其家中采訪,徐光憲的平易近人尤使記者感到親切。另兩次采訪是受徐光憲之邀,一是因?yàn)樾旃鈶椔?lián)合師昌緒等14位院士呼吁保護(hù)我國(guó)白云鄂博寶貴的稀土和釷資源,避免包頭市和黃河受放射性污染;一是徐光憲與趙仁愷等院士呼吁國(guó)家加快研究,推動(dòng)把釷作為核電站燃料。
一切從簡(jiǎn)
徐光憲告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者,大概4個(gè)月前,國(guó)家最高科技獎(jiǎng)評(píng)審組分別到北大和天壇醫(yī)院考察后,推薦王忠誠(chéng)院士和他作為2008年最高科技獎(jiǎng)候選人。一個(gè)月前,徐光憲獲悉科技部同意獎(jiǎng)勵(lì)委員會(huì)的意見(jiàn)。
1月9日,2008年國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)?wù)焦肌?
徐光憲的成就在于提出的稀土串級(jí)萃取理論,使我國(guó)稀土分離技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化水平躍居世界首位。
獲得國(guó)家最高科技獎(jiǎng),無(wú)論是對(duì)徐光憲本人,還是對(duì)于他所在的北京大學(xué),都是一件大事?!犊茖W(xué)時(shí)報(bào)》記者致電北京大學(xué)科研部部長(zhǎng)周輝,詢問(wèn)是否會(huì)為此舉辦慶?;顒?dòng)。周輝告訴記者:“還沒(méi)定好,有消息再告知你?!?
“北京大學(xué)不舉行慶?;顒?dòng)。我的學(xué)生們也不舉辦慶?;顒?dòng)?!毙旃鈶椩诨貜?fù)給記者的郵件中說(shuō):“我只是收到許多賀信和電話?!?
而徐光憲的學(xué)生,現(xiàn)為北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)的高松院士告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者,北大化學(xué)學(xué)院黎樂(lè)民院士正在準(zhǔn)備相關(guān)論文約稿,打算今年在《中國(guó)科學(xué)》和《科學(xué)通報(bào)》出一期??硎咀YR。
接手稀土分離重任
徐光憲,1920年生,浙江紹興人。1944年畢業(yè)于上海交通大學(xué)化學(xué)系,1951年獲美國(guó)哥倫比亞大學(xué)博士學(xué)位,回國(guó)后在北大任教,長(zhǎng)期從事稀土化學(xué)研究。
1972年,北京大學(xué)化學(xué)系接到了一項(xiàng)緊急軍工任務(wù)——分離鐠釹。徐光憲接下了這個(gè)任務(wù)。
鐠釹都屬于稀土元素。稀土元素一共有17種,包括Sc(鈧)、Y(釔)和15種鑭系元素。它們的化學(xué)性質(zhì)極為相似,尤其是15種鑭系元素,猶如15個(gè)孿生兄弟一樣,化學(xué)性質(zhì)幾乎一致,要將它們一一分離十分困難,而鐠釹的分離又是難中之難。所以,選擇一種合適的分離方法是問(wèn)題的關(guān)鍵。
當(dāng)時(shí),國(guó)際上稀土分離的主流是離子交換法和分級(jí)結(jié)晶法。兩種方法在過(guò)程上不連續(xù),成本很高,提煉出的稀土元素純度也較低,不能適應(yīng)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。徐光憲思索再三,決定還是采用自己曾經(jīng)研究過(guò)多年的萃取法來(lái)完成這項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
所謂萃取,是利用物質(zhì)在不同溶劑中具有不同溶解度的特點(diǎn),進(jìn)行物質(zhì)分離的一種方法。早在1957年,當(dāng)徐光憲參加開(kāi)創(chuàng)我國(guó)原子能事業(yè)時(shí),就已開(kāi)始涉足萃取這一領(lǐng)域了。當(dāng)初核燃料的分離、提純是原子能工業(yè)中與化學(xué)有關(guān)的核心問(wèn)題之一。從1946年開(kāi)始學(xué)習(xí)量子化學(xué)算起,已經(jīng)研究了10年量子化學(xué)的徐光憲注意到萃取過(guò)程與絡(luò)合作用的聯(lián)系,以及萃取方法用于稀土分離的可能性及其優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)時(shí),國(guó)際上萃取化學(xué)仍然是一門新興學(xué)科,關(guān)于萃取體系的分類很不統(tǒng)一,在理論中存在很多與實(shí)際和實(shí)驗(yàn)不相吻合的假設(shè),甚至對(duì)萃取機(jī)理的解釋也相當(dāng)混亂。徐光憲決定首先從系統(tǒng)整理資料入手。他做了上萬(wàn)張文獻(xiàn)卡片,經(jīng)過(guò)深入的思考、分析、歸納,于1962年提出了恰當(dāng)而細(xì)致的萃取體系分類方法,隨后又在此基礎(chǔ)上闡明了若干典型體系的萃取機(jī)理,提出了幾個(gè)關(guān)于萃取的一般規(guī)律。他還和黎樂(lè)民教授聯(lián)手改進(jìn)了研究萃取平衡的兩相滴定法。他的這些研究成果很快在國(guó)際上得到了認(rèn)同,并迅速運(yùn)用到我國(guó)的原子能工業(yè)中去。
成功實(shí)現(xiàn)串級(jí)萃取
但徐光憲面臨的分離鐠釹的問(wèn)題和困難遠(yuǎn)不是想象的那么簡(jiǎn)單。在他之前,還沒(méi)有人將萃取法真正運(yùn)用到分離稀土元素的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中去,很多人都不相信萃取法能夠適用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。這不僅是因?yàn)楫?dāng)時(shí)萃取化學(xué)這一學(xué)科分支尚未成熟,而且也因稀土元素本身的特性,17種元素要想提純?nèi)魏我环N,在當(dāng)時(shí)都是極大的挑戰(zhàn)。
徐光憲沒(méi)有因?yàn)榍胺降睦щy而畏縮。他憑借多年的經(jīng)驗(yàn)積累及特有的學(xué)術(shù)敏感,敏銳地看到萃取法用于稀土分離是大有可為的。他信心十足地重復(fù)著用萃取法來(lái)分離鐠釹元素的實(shí)驗(yàn)。
在當(dāng)時(shí),一般萃取體系的鐠釹分離系數(shù)只能達(dá)到1.4~1.5。徐光憲從改進(jìn)稀土萃取分離工藝入手,通過(guò)選擇萃取劑和絡(luò)合劑,配成季銨鹽——DTPA推拉體系。最終,他不僅出色地完成了這項(xiàng)緊急軍工任務(wù),而且使鐠釹分離系數(shù)打破當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄,達(dá)到了相當(dāng)高的4。
但是徐光憲并沒(méi)有滿足于已經(jīng)取得的成果停留在原地,而是希望能夠設(shè)計(jì)一種新的、高效的稀土生產(chǎn)工藝。因?yàn)橹袊?guó)有著世界上儲(chǔ)量最大的稀土資源,僅白云鄂博一地的儲(chǔ)藏量就占整個(gè)世界的50%以上。而國(guó)內(nèi)的稀土生產(chǎn)工藝和技術(shù)都十分落后,世界上一些國(guó)家卻把稀土生產(chǎn)技術(shù)作為高度機(jī)密對(duì)中國(guó)實(shí)行封鎖。長(zhǎng)期以來(lái),中國(guó)只能守著巨大的資源,只能向外國(guó)出口稀土礦然后再進(jìn)口稀土制品。
當(dāng)時(shí)美國(guó)曾有過(guò)一個(gè)專利報(bào)道,提出用推拉體系萃取分離稀土,但從未用到實(shí)際生產(chǎn)中,因?yàn)闊o(wú)法實(shí)現(xiàn)串級(jí)萃取過(guò)程。國(guó)際上流行的串級(jí)萃取理論是L.阿爾德斯提出來(lái)的,徐光憲仔細(xì)分析了在串級(jí)萃取過(guò)程中絡(luò)合平衡移動(dòng)的情況,發(fā)現(xiàn)阿爾德斯串級(jí)萃取理論在稀土推拉體系串級(jí)萃取過(guò)程中是不成立的。于是,徐光憲重新設(shè)計(jì)了一套化學(xué)操作流程,并導(dǎo)出與此相應(yīng)的一套串級(jí)萃取理論公式,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了一種新的回流串級(jí)萃取工藝。
1974年9月,徐光憲親赴包頭稀土三廠參加這一新工藝流程用于分離包頭輕稀土的工業(yè)規(guī)模試驗(yàn)。這種試驗(yàn)短則一兩個(gè)月,長(zhǎng)則半年一年,需要極大的耐心,而且任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題都會(huì)影響到最后的結(jié)果。一次失敗就意味著不得不再等上幾個(gè)月才能檢驗(yàn)結(jié)果,那將是極大的損失。但徐光憲憑借多年的經(jīng)驗(yàn)和踏實(shí)細(xì)致的工作作風(fēng),一次即獲得成功,從而在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了用推拉體系高效率萃取分離稀土的工業(yè)生產(chǎn)。在這些工作的基礎(chǔ)上,他隨后陸續(xù)提出了可廣泛應(yīng)用于稀土串級(jí)萃取分離流程優(yōu)化工藝的設(shè)計(jì)原則和方法、極值公式、分餾萃取三出口工藝的設(shè)計(jì)原則和方法,建立了串級(jí)萃取動(dòng)態(tài)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型與計(jì)算程序、回流啟動(dòng)模式等,并在上海躍龍化工廠實(shí)際生長(zhǎng)中獲得成功。
打破國(guó)際壟斷
1975年8月,第一次全國(guó)稀土?xí)h在京召開(kāi)。徐光憲在會(huì)上提出了自己的串級(jí)萃取理論,引起轟動(dòng)。有色金屬研究總院總工程師蕭祖熾建議徐光憲給科研人員辦個(gè)串級(jí)萃取理論討論班。曾在與徐光憲的合作中嘗到甜頭的上海躍龍化工廠主動(dòng)要求把這個(gè)活兒給攬下來(lái)。1978年,全國(guó)串級(jí)萃取講習(xí)班順利舉辦。徐光憲和他的課題組的科研成果迅速在全國(guó)推廣開(kāi)來(lái)。這些原則和方法用于實(shí)際生產(chǎn),大大提高了中國(guó)稀土工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
當(dāng)時(shí),世界上最先進(jìn)的稀土分離工藝集中在西方少數(shù)國(guó)家手中,它們壟斷了國(guó)際稀土市場(chǎng)。但是徐光憲的串級(jí)萃取工藝讓世界突然發(fā)現(xiàn):現(xiàn)在這個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊已不再是昔日的美國(guó)、法國(guó)和日本,而是中國(guó)。
一排排看似貌不驚人的萃取箱像流水線一樣連接起來(lái)。你只需要在這邊放入原料,在流水線另一端的不同出口就會(huì)源源不斷地輸出各種高純度的稀土元素。原來(lái)那種耗時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)量低、分離系數(shù)低、無(wú)法連續(xù)生產(chǎn)的工藝被徹底拋棄了。
徐光憲仍沒(méi)有滿足。萃取液的配置和各種參數(shù)的確定對(duì)生產(chǎn)者來(lái)說(shuō)仍然是一件極為繁瑣的事。徐光憲決定把這樣一項(xiàng)復(fù)雜的生產(chǎn)工藝“傻瓜化”。經(jīng)過(guò)艱苦探索,他和李標(biāo)國(guó)、嚴(yán)純?nèi)A等人又共同研究成功了稀土萃取分離工藝的一步放大技術(shù),不經(jīng)過(guò)小試、中試,一步放大到工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模,傳統(tǒng)的串級(jí)萃取小型試驗(yàn)被計(jì)算機(jī)模擬代替?,F(xiàn)在的稀土生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,只需輸入幾個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)就行了。
上世紀(jì)90年代初,由于我國(guó)單一高純稀土大量出口,使國(guó)際單一稀土價(jià)格大幅下降,原來(lái)曾經(jīng)長(zhǎng)期壟斷稀土國(guó)際市場(chǎng)的一些國(guó)外稀土生產(chǎn)廠商不得不減產(chǎn)、轉(zhuǎn)產(chǎn)甚至停產(chǎn)。中國(guó)終于實(shí)現(xiàn)了由稀土資源大國(guó)向稀土生產(chǎn)大國(guó)、稀土出口大國(guó)的轉(zhuǎn)變。創(chuàng)造這個(gè)“中國(guó)傳奇”的,是徐光憲和他的同事們。
返璞歸真
徐光憲和課題組因?yàn)樵谙⊥粱瘜W(xué)方面的成就而獲得了大量榮譽(yù)。1978年,他們的研究成果獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng),1985年又獲國(guó)家經(jīng)委頒發(fā)的獎(jiǎng)勵(lì)和榮譽(yù)證書(shū);“串級(jí)萃取理論及其在稀土和金川鈷鎳分離中的應(yīng)用”獲得1985年國(guó)家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),“串級(jí)萃取理論及其應(yīng)用”獲得1987年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng),“輕稀土三出口萃取分離工藝?yán)碚撛O(shè)計(jì)及其工業(yè)實(shí)踐”獲得1988年國(guó)家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),1989年獲冶金部和全國(guó)稀土推廣應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組頒發(fā)的科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),1990年獲得廣東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng);“稀土萃取分離工藝的一步放大”獲1991年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng),等等。
對(duì)于取得的成就,徐光憲沒(méi)有絲毫的夸耀之辭。徐光憲說(shuō):“我的工作都是團(tuán)隊(duì)集體的工作,我只是其中的一名代表而已。他們?cè)缫亚喑鲇谒{(lán)而勝于藍(lán),工作能力和成就大大超過(guò)我了。這是我最大的安慰和自豪?!?
桃李不言,下自成蹊。而今,徐光憲的許多學(xué)生都已成長(zhǎng)為我國(guó)化學(xué)領(lǐng)域的專家。他的得意門生嚴(yán)純?nèi)A教授,現(xiàn)為北京大學(xué)稀土材料化學(xué)及應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,對(duì)串級(jí)萃取理論進(jìn)行了不斷改進(jìn),提出了聯(lián)動(dòng)萃取技術(shù),大幅度節(jié)省了稀土分離工業(yè)中酸、堿的用量。他的學(xué)生高松,是我國(guó)最年輕的院士之一。北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院在院長(zhǎng)高松的帶領(lǐng)下,正在走上一條創(chuàng)新跨越之路。
半個(gè)世紀(jì)來(lái),徐光憲根據(jù)國(guó)家的需要,服從組織分配,幾次變更科研方向,在物質(zhì)結(jié)構(gòu)、量子化學(xué)、配位化學(xué)、核燃料萃取化學(xué)和創(chuàng)建稀土分離的串級(jí)萃取理論等方面,開(kāi)展了廣泛的研究和教學(xué)工作。由于稀土串級(jí)萃取技術(shù)仍然屬于國(guó)家機(jī)密,徐光憲和課題組在許多方面雖有成果卻不能寫(xiě)成論文發(fā)表。對(duì)這個(gè),徐光憲淡然處之,有人提起時(shí)只是微微一笑。
徐光憲對(duì)周圍的人說(shuō),作為一名教師,尤其是黨員教師,一定要堅(jiān)持勤奮學(xué)習(xí)《保持共產(chǎn)黨員先進(jìn)性教育讀本》,提高實(shí)現(xiàn)“三個(gè)代表”重要思想的本領(lǐng),努力在教學(xué)中提高學(xué)生的全面素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)代幸福感、社會(huì)責(zé)任感、歷史使命感。
而今已是89歲高齡的徐光憲仍是身骨硬朗、處世達(dá)觀。碰到院士工作局等單位組織書(shū)法筆會(huì),徐光憲也常去參加,但大多靜靜地僻處一旁,聆聽(tīng)他人的經(jīng)驗(yàn)心得。
不過(guò),徐光憲仍在為我國(guó)稀土事業(yè)四處奔波??吹轿覈?guó)在稀土資源方面存在嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象,徐光憲多次和包頭稀土研究院領(lǐng)導(dǎo)討論研究,希望把稀土串級(jí)萃取理論推廣到選礦過(guò)程中,大幅度提高選礦品位和回收率。
近兩年,徐光憲又聯(lián)合師昌緒等14位院士呼吁,保護(hù)我國(guó)白云鄂博寶貴的稀土和釷資源,避免包頭市和黃河受放射性污染,并多次深入白云鄂博礦調(diào)查研究。同時(shí)又在和一些院士呼吁加快實(shí)現(xiàn)釷的資源利用。徐光憲說(shuō),我承諾將一如既往地認(rèn)真做這些工作,不辜負(fù)黨多年來(lái)對(duì)我的培養(yǎng)、教育、鼓勵(lì)和期望。