徐光宪生平成就简介|徐光宪简介

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　　徐光宪：用创新改变了世界稀土格局

　　上世纪90年代初，由于我国单一高纯稀土大量出口，使国际单一稀土价格大幅下降，原来曾经长期垄断稀土国际市场的一些国外稀土生产厂商不得不减产、转产甚至停产。中国终于实现了稀土资源大国向稀土生产大国、稀土出口大国的转变。创造这个“中国传奇”的是北京大学化学学院教授、中国科学院资深院士徐光宪和他的同事们。

　　徐光宪提出的稀土串级萃取理论，使我国稀土分离技术和产业化水平跃居世界首位。鉴于其在稀土化学研究方面取得的突出成就，2005年10月，“何梁何利科学技术成就奖”作为一种终身成就奖颁发给了徐光宪院士。他是国内第四个获得该奖项的化学家，目前全国仅23人获此殊荣，其中高校仅有4人。

　　临危授命 接手稀土分离新难题

　　徐光宪生于1920年，浙江绍兴人。1944年毕业于上海交通大学化学系，1951年获美国哥伦比亚大学博士学位，回国后在北大任教，长期从事稀土化学研究。

　　1972年，北京大学化学系接到了一项紧急军工任务——分离镨钕。徐光宪接下了这份任务。

　　镨钕都属于稀土元素。稀土元素一共有17种，包括sc（钪）、y（钇）和15种镧系元素。它们的化学性质极为相似，尤其是15种镧系元素，犹如15个孪生兄弟一样，化学性质几乎一致，要将它们一一分离十分困难，而镨钕的分离又是难中之难。所以，选择一种合适的分离方法是问题的关键。

　　在当时，国际上稀土分离的主流是离子交换法和分级结晶法。两种方法在过程上不连续，成本很高，提炼出的稀土元素纯度也较低，不能适应大规模的工业生产。徐光宪思索再三，决定还是采用自己曾经研究过多年的萃取法来完成这项艰巨的任务。

　　所谓萃取，是利用物质在不同溶剂中具有不同溶解度的特点，进行物质分离的一种方法。早在1957年，当徐光宪开始参加开创我国原子能事业时，就已开始涉足萃取这一领域了。当初核燃料的分离、提纯是原子能工业中与化学有关的核心问题之一。从1946年开始学习量子化学算起，已经研究了10年量子化学的徐光宪注意到萃取过程与络合作用的联系，以及萃取方法用于稀土分离的可能性及其优点。

　　当时，国际上萃取化学仍然是一门新兴学科，关于萃取体系的分类很不统一，在理论中存在着很多与实际和试验不相吻合的假设，甚至对萃取机理的解释也相当混乱。徐光宪决定首先从系统整理资料入手。他做了上万张文献卡片，经过深入的思考、分析、归纳，于1962年提出了恰当而细致的萃取体系分类方法，随后又在此基础上阐明了若干典型体系的萃取机理，提出了几个关于萃取的一般规律。他还和黎乐民教授联手改进了研究萃取平衡的两相滴定法。他的这些研究成果很快在国际上得到了认同，并迅速运用到我国的原子能工业中去。

　　艰苦攻关 串级萃取终实现

　　但徐光宪所面临的分离镨钕的问题和困难远不是想象的那么简单。在他之前，还没有人将萃取法真正运用到分离稀土元素的实际生产过程中去，很多人都不相信萃取法能够适用于实际工业生产。这不仅是因为当时萃取化学这一学科分支尚未成熟，而且也因稀土元素本身的特性，17种元素要想提纯任何一种，在当时都是极大的挑战。

　　徐光宪没有因为前方的困难而畏缩。他凭借多年的经验积累及特有的学术敏感，敏锐地看到萃取法用于稀土分离是大有可为的。他信心十足地重复着用萃取法来分离镨钕元素的实验。

　　在当时，一般萃取体系的镨钕分离系数只能达到1.4～1.5。徐光宪从改进稀土萃取分离工艺入手，他通过选择萃取剂和络合剂，配成季铵盐——dtpa“推拉”体系。最终，他不仅出色地完成了这一项紧急军工任务，而且使镨钕分离系数打破了当时的世界纪录，达到了相当高的4。

　　徐光宪并没有满足于已经取得的成果而停留在原地，他希望能够设计一种新的高效的稀土生产工艺。因为中国有着世界上储量最大的稀土资源，仅白云鄂博一地的储藏量就占整个世界的50%以上。而国内的稀土生产工艺和技术都十分落后，世界上一些国家却把稀土生产技术作为高度机密对中国实行封锁。中国长期以来只能守着巨大的资源无所适从，只能向外国出口稀土矿然后再进口稀土制品。

　　当时，美国曾有过一个专利报道，提出用推拉体系萃取分离稀土，但从未用到实际生产中去，因为无法实现串级萃取过程。国际上流行的串级萃取理论是l.阿尔德斯提出来的，徐光宪仔细分析了在串级萃取过程中络合平衡移动的情况，发现阿尔德斯串级萃取理论在稀土推拉体系串级萃取过程中是不成立的。徐光宪于是重新设计了一套化学操作流程，导出与此相应的一套串级萃取理论公式，并在此基础上设计出了一种新的回流串级萃取工艺。

　　1974年9月，徐光宪亲赴包头稀土三厂参加这一新工艺流程用于分离包头轻稀土的工业规模试验。这种试验短则一两个月，长则半年一年，需要极大的耐心，而且任何一个环节出了问题都会影响到最后的结果。一次失败就意味着不得不再等上几个月才能检验结果，那将是极大的损失。

　　徐光宪凭借多年的经验和踏实细致的工作作风，一次即获得成功，从而在国际上首次实现了用推拉体系高效率萃取分离稀土的工业生产。在这些工作的基础上，他随后陆续提出了可广泛应用于稀土串级萃取分离流程优化工艺的设计原则和方法、极值公式、分馏萃取三出口工艺的设计原则和方法，建立了串级萃取动态过程的数学模型与计算程序、回流启动模式等，并在上海跃龙化工厂实际生产中获得了成功。

　　理论到实践 中国稀土打破国际垄断

　　1975年8月，第一次全国稀土会议在京召开。徐光宪在会上提出了自己的串级萃取理论，引起轰动。有色金属研究总院总工程师萧祖炽建议徐光宪给科研人员办个串级萃取理论讨论班。曾在与徐光宪的合作中尝到甜头的上海跃龙化工厂主动要求把这个活儿给揽下来。1978年，“全国串级萃取讲习班”顺利举办。徐光宪和他的课题组的科研成果迅速在全国推广开来。这些原则和方法用于实际生产，大大提高了中国稀土工业的竞争力。

　　当时，世界上最先进的稀土分离工艺集中在西方少数国家手中，他们垄断了国际稀土市场。而徐光宪的串级萃取工艺让世界突然发现：现在在这个领域的领头羊已经不再是昔日的美国、法国和日本了，而是中国。一排排看似貌不惊人的萃取箱像流水线一样连接起来。你只需要在这边放入原料，在“流水线”的另一端的不同出口就会源源不断地输出各种高纯度的稀土元素。原来那种耗时长、产量低、分离系数低、无法连续生产的生产工艺被彻底抛弃了。

　　但徐光宪还没有满足。萃取液的配置和各种参数的确定对于生产者仍然是一件极为繁琐的事情。徐光宪决定把这样一项复杂的生产工艺“傻瓜化”。经过艰苦探索，不久，他便和李标国、严纯华等人又共同研究成功了“稀土萃取分离工艺的一步放大”技术，不经过小试、中试，一步放大到工业生产规模，传统的串级萃取小型试验被计算机模拟代替。现在的稀土生产已经实现自动化，只需输入几个简单的数据就行了。

　　由于在技术和工艺上的重大突破，从上世纪90年代初起，我国单一高纯稀土大量出口，使国际单一稀土价格大幅下降，原先长期垄断国际稀土市场的一些国外生产商不得不减产、转产甚至停产，被国外称为china impact。中国终于实现了稀土资源大国向稀土生产大国、稀土出口大国的转变。

　　笑看人生 功名于我如浮云

　　徐光宪和他的课题组因为在稀土化学方面的成就而获得了大量的荣誉。1978年，他们的研究成果获全国科学大会奖，1985年又获国家经委颁发的奖励和荣誉证书；“串级萃取理论及其在稀土和金川钴镍分离中的应用”获得1985年国家教委科技进步一等奖，“串级萃取理论及其应用”获得1987年国家自然科学三等奖，“轻稀土三出口萃取分离工艺理论设计及其工业实践”获得1988年国家教委科技进步二等奖；1989年获冶金部和全国稀土推广应用领导小组颁发的科技进步二等奖；1990年获得广东省科技进步一等奖；“稀土萃取分离工艺的一步放大”获1991年国家科技进步三等奖，等等。对于取得的成就，徐光宪没有丝毫的夸耀之辞。

　　2005年10月19日，庆祝徐光宪院士获“何梁何利基金科学与技术成就奖”的庆典在北大办公楼召开。徐光宪说：“我的工作都是团队集体的工作，我只是其中的一名代表而已。他们早已青出于蓝而胜于蓝，工作能力和成就大大超过我了。这是我最大的安慰和自豪。”

　　桃李不言，下自成蹊。而今，徐光宪的许多学生都已成长为我国化学领域的专家。他的得意门生严纯华教授，现为北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室主任，对串级萃取理论进行了不断改进，提出了联动萃取技术，大幅度节省了稀土分离工业中酸碱的用量。

　　55年来，徐光宪根据国家的需要，服从组织分配，几次变更科研方向，在物质结构、量子化学、配位化学、核燃料萃取化学和创建稀土分离的串级萃取理论等方面，开展了广泛的研究和教学工作。由于稀土串级萃取技术仍然属于国家机密，徐光宪和他的课题组在许多方面虽有成果却不能写成论文发表。对于这些，徐光宪淡然处之，有人提起时，只是微微一笑。

　　徐光宪对周围的人说，作为一名教师，尤其是党员教师，一定要坚持勤奋学习《保持共产党员先进性教育读本》，提高实践“三个代表”重要思想的本领，努力在教学中提高学生的全面素质，培养学生的时代幸福感、社会责任感、历史使命感。

　　而今已是85岁高龄的徐光宪仍是身骨健朗、处世达观，为我国的稀土事业四处奔波。看到我国在稀土资源方面存在严重的浪费现象，徐光宪多次和包头稀土研究院领导讨论研究，希望把稀土串级萃取理论推广到选矿过程中，大幅度提高选矿品位和回收率。不久前，徐光宪又联合师昌绪等14位院士呼吁，保护我国白云鄂博宝贵的稀土和钍资源，避免包头市和黄河受放射性污染，并多次亲自到包头，深入白云鄂博矿调查研究。徐光宪说，我承诺将一如既往地认真做这些工作，不辜负党多年来对我的培养、教育、鼓励和期望。

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