“稀土大国”崛起的历程
——马鹏起先生访谈录

2018-02-05 00:13霍知节访谈整理
中国科技史杂志 2018年3期
关键词:包钢精矿稀土

霍知节 访谈整理

(内蒙古师范大学科学技术史研究院,呼和浩特 010022)

访问整理者按:受采访人马鹏起*据中国稀土网http://www.cre.net/show.php?contentid=1267,2017- 4- 12,稀土人物专栏-马鹏起,以及马鹏起先生提供资料整理。(1936— ),江苏泰兴人,我国著名稀土专家,包头稀土研究院原院长,教授级高级工程师。1962年毕业于合肥工业大学放射化工专业,即赴包钢冶金研究所,历任技术员、课题组长、湿法冶金研究室负责人。1971年将萃取计算理论应用于单一稀土的萃取分离工艺,实现其高纯度和高收率,著文《萃取计算及其应用》。1975—1993年担任冶金部包头稀土研究院副院长、院长,主持多项国家重点科技攻关和重大科研项目。1993—1997年担任包头钢铁公司总工程师。1997年在包头稀土高新技术开发区创办科工贸一体化的大漠稀土有限责任公司,担任董事长兼总经理。1980—1998年曾任中国稀土学会常务理事、湿法冶金专业委员会副主任委员、包头稀土学会理事长等职。1988年受聘为国务院稀土领导小组(后改为国家计委稀土专家组)第一、二、三届成员至今。1997年受聘为包头稀土高新技术开发区专家顾问委员会主任委员,1999年为内蒙古稀土集团公司专家顾问。2004年开始专门研究尾矿全面综合利用的选矿工艺,2007—2010年在包钢矿山研究院完成这项重大试验,通过包钢公司鉴定,并著8万字论文《重新认识白云鄂博资源》,提出许多新的观念、综合利用的工艺路线及展望。现为中国稀土学会名誉理事、包头市政府稀土专家组副组长。

马鹏起先生从事稀土研究迄今已56年,发表论文和报告近30篇,除上述外,还有如《包头资源综合利用》《国内稀土应用的最新发展》《中国稀土1989—1993》等[1],为白云鄂博资源综合利用的选冶技术和循环经济清洁生产工艺研究作出了重要贡献。

受访人:马鹏起

访谈整理人:霍知节

采访时间:2017年6月25,26,28日

采访地点:包头(包钢)稀土研究院 425办公室

1 “稀土大国”提法的由来和我国的稀土资源优势

霍(以下简称“霍”):马老,今天请您谈谈我国稀土发展的历程,我们国家被誉为“稀土大国”,您先谈谈“稀土大国”这一称呼是怎么来的?

马(以下简称“马”):“稀土大国”是方毅同志第一个提出来的,他是中国改革开放以来第一个主抓科学技术的中央领导同志,他下决心要抓好我国三大共生矿资源(按指包头、攀枝花和金川)综合利用的技术开发,连续8年,每年到三个地方一次,召开不同的、全国性的资源综合利用科技工作会议,听取课题汇报,检查项目进展,每个会议都是七到十天。从1978年开始,他七下包头抓稀土发展[2]。就是在1981年,包头资源综合利用第四次科技工作会议上的讲话中,他提出“我们要努力成为世界上的稀土大国”([3],页272)。很快就对“稀土大国”提出具体的奋斗目标:要达到资源第一、生产第一、出口第一、应用第一,主要是后三个“第一”要做到了,才能说是“稀土大国”,这就是上世纪80年代“稀土大国”的由来。

霍:请您谈谈“稀土大国”的资源优势是什么?

马:我们国家有丰富的稀土资源,就白云鄂博矿而言,其特点堪称“大、多、富、贵”。“大”是指整个矿区范围内约48km2,规模大、储量大,铁矿石储量十几亿吨,稀土储量居世界之首,萤石储量上亿吨,居全国之首,五氧化二铌(Nb2O5)的储量达几百万吨,仅次于巴西,钍(Th)的储量仅主矿和东矿就超过20万吨,为世界第二[4],而且非共生稀土元素钪(Sc),在主、东矿区储量高达几万吨,这是一个世界罕见的特大型多金属共生矿。“多”是指整个矿区以铁(Fe)、稀土和铌(Nb)为主,已发现的元素71种,矿物190种[5],可回收利用的元素30多种。我们认为它是个富矿,稀土品位平均为5%—6%,最高品位大于10%。美国芒廷帕斯矿(Mountain Pbumm)的稀土品位为7.68%,还有我们堆存在尾矿坝[注]指包钢尾矿库,1965年投入使用,国内最大的平地围坝型尾矿库区,位于包钢选矿厂西南约4公里平原缓坡上,占地11平方公里,是包钢集团重要的生产、安全、环保设施和稀土富集储存库区,对包钢集团及国家战略性稀土资源储备均有重要意义。中稀土品位已富集到7%,这是第三个特点“富”。该矿钕(Nd)和铕(Eu)含量高,它俩是轻稀土中最贵、最重要的两个元素,因此经济价值高,2011年6月氧化铕(Eu2O3)的价格每公斤高达3万元。还有白云鄂博稀土中至今还没有拿出来的钪,每公斤氧化钪(Sc2O3)也是上万元。还有萤石,原矿中的萤石含量16%-18%,为铁的一半,但萤石精矿的价格是铁精矿的一倍,萤石被称为“第二稀土”,还有铌主要用于低合金高强度钢中,改善钢产品结构的重要合金元素,进口的巴西高级铌铁每吨20多万元,用于电子、超导等行业的铌产品就更贵了,因此白云鄂博资源的又一个特点是“贵”。

霍:除了“大、多、富、贵”,您认为白云鄂博稀土资源还有什么优势?

马:包头稀土[注]包头本土科学家习惯于称白云鄂博矿为包头矿,白云鄂博稀土习惯称包头稀土。资源在国际竞争中有独特的优势,首先有开采优势,该矿不是单纯的稀土矿,而是多金属复合矿,由于是随铁开采出来的,相对单一稀土矿来说开采成本低,具有很强的市场竞争优势,而国外大部分都是单一稀土矿,所有的矿山设施都是为了开采稀土而建。其次,白云鄂博不是氟碳铈矿而是氟碳铈矿和独居石的混合矿,而且放射性元素钍的含量较低,独居石中的钍是国外和南方独居石中钍含量的二十分之一,在开采和冶炼提取分离过程中有利于环保和防护。再有,最大的竞争优势是包头稀土开采的经济性,包钢的钢铁生产中90%稀土留存到尾矿。包头尾矿中的稀土价值占总资源的价值70%以上[6],其存储量已经达到一千万吨以上,可用上百年,它所需开采费用很低,所以竞争优势更大。

2 稀土合金、选矿技术上的创新

霍:我国稀土工业发展历程其实就是一部自力更生、艰苦奋斗的稀土科技创业史,请您谈谈“稀土大国”在科技上我们是如何炼成的?常言道万事开头难,先说说我国第一个稀土产品是怎么生产出来的?

马:先说我国诞生的第一个稀土产品,1959年12月,包钢第二选矿厂[注]我国第一个稀土工厂,最初名为包钢第二选矿厂、包钢七○四厂、包钢稀土一厂,多次更名,最后名为包钢集团三峰稀土有限公司。生产出白云鄂博稀土的第一个工业产品——稀土硅铁合金,以含稀土的高炉渣为原料,在电弧炉中用硅铁还原制得,是由中科院上海冶金陶瓷研究所所长邹元曦[注]邹元曦(1915—1987),冶金物理化学家,半导体材料学家,中国科学院院士。发明的,1965年获国家发明奖。当时包头军工研究单位用稀土硅铁合金炼出了代替镍铬的装甲钢[注]1960年,中苏关系破裂,加之西方国家的技术垄断和原料封锁,我国生产军用钢所需镍、铬等合金被禁运,中央提出试制用稀土代替镍、铬的军用钢材,447厂(内蒙古第二机械制造厂)、内蒙古金属材料研究所、大冶钢厂开始研制无镍稀土炮钢。。随后在冶炼稀土处理钢中获得了广泛应用,同时在铸铁中也得到了更广泛的应用,作为铸造用的孕育剂、球化剂和蠕化剂,至今还在大量应用,生产工艺一直未变。包钢稀土一厂曾是全国最大的稀土合金厂,产量1万多吨,最高出口年近3千吨。这是我们中国人自己研发出来的,国外没有,我们有,这就是先进的稀土冶炼技术。

霍:您谈谈稀土选矿技术的发展历程?我们的选矿技术是自主研发吗?

马:我们再说说稀土选矿技术,由于选矿厂到1965年才建成,后于高炉投产[注]1959年9月26日,1513m3的一号高炉建成投产,周恩来总理亲临剪彩。七年。稀土精矿的生产比较晚,选矿厂投产后,从一种混合浮选泡沫中回收稀土,泡沬稀土品位16%,经摇床重选得到一种低品位稀土精矿,稀土品位29.5%,回收率33.8%。由于所有的选矿工艺都是以铁为主,回收稀土都是从选铁后的尾矿或中间产品中回收。另外,由于矿石的特殊性,稀土选矿技术可谓是历经艰辛,起初得不到高品位稀土精矿,但是我们的目标就是美国芒廷帕斯矿的60%稀土精矿。直到1976年,广东有色分院和稀土研究院在包钢稀土三厂,同时以包钢的重选粗精矿为原料各自进行了扩大试验,广东分院用的浮选捕收剂是异羟肟酸,稀土研究院用的是异羟肟酸铵盐作捕收剂,结果都得到了高品位60%的稀土精矿。1978年,稀土研究院研究出新捕收剂环基异羟肟酸铵([7],页39),在包钢选矿厂以各种原料进行了工业试验都成功了。此后,高品位稀土精矿就成了包头稀土精矿的主流定型产品并销往国内外。可是,国外用户提出包头稀土精矿不能用,因为该精矿是氟碳铈矿和独居石矿的混合矿,他们没有分离这两种矿物的工艺技术,要求我们来做。于是稀土院研究发明了专用捕收剂802(主要成分是N-羟基邻苯二酰亚胺)([3],页107)和894,对分离氟碳铈矿和独居石的选择性很好,在包钢选矿厂进行了工业试验,得到了纯氟碳铈精矿。但是当时生产成本较高,加之,后来我国禁止稀土精矿的出口,所以一直未投入工业生产。50%的稀土精矿成本更低,经济效益更好,就成了选矿厂主流产品,只生产少量高品位稀土精矿。从白云鄂博矿选出优质铁精矿和高品位稀土精矿及分选出氟碳铈精矿,还研制出了好多种有效的捕收剂,我们在选矿技术上是自主研发的、先进的,也是中国科技工作者对选矿科学的贡献。

3 稀土提取分离技术上的重大突破

霍:请您详细介绍一下我国稀土提取分离技术,您先解释一下稀土提取分离技术,它与稀土冶金技术是一回事吗?

马:稀土冶金通常都是由湿法冶金完成的,一般都说稀土提取,而稀土产品又都以单一稀土产品为主,稀土分离又成了湿法冶金过程中的重要内容,分离与提取工序又非常紧密,所以稀土冶金一般都叫“稀土提取分离”,稀土冶金技术一般也叫稀土提取分离技术。

霍:有一种说法,说中国“冶金技术落后”,您怎么看?请您先来谈谈包头稀土提取工艺发展的艰辛历程?

马:我国是稀土生产大国,主要是有先进的提取分离技术。20世纪50年代,科学院就开始研究包头稀土的提取工艺,前面谈到的包钢第一个稀土产品稀土硅铁合金的提取工艺,它是火法冶金实现的。最初工艺目的并不是稀土合金,而是从高炉渣提取稀土的一个中间(工序)产品,再从稀土合金进一步通过湿法冶金制取混合氯化稀土。结果原先工艺的目的没有达到,而中间产品却成了工艺的主要产品,于是包头稀土就有了第一项提取工艺。第二项提取工艺就是湿法冶金,科学院长春应化所和包头冶金研究所提出的稀土精矿碳酸钠焙烧工艺。1965年“4·15”会上讨论后推荐了该工艺,1966年决定在包头冶金研究所8861厂(按即后来的包钢稀土三厂)进行扩大试验。成立了以包头冶金研究所、长春应化所为主、北京有色院、上海跃龙化工厂、北京有色设计院参加的会战队,经过半年多的试验,达到预期指标后投入生产。该流程[注]全国第二次“4·15”会议推荐的试验流程,量由包头治金研究所等单位组成的“4·15”会战队,在8861试验厂进行“碳酸钠焙烧精矿一硫酸浸出,用P204萃取分离铈的流程”扩大试验,取得较好指标并用于该厂生产,这是包头稀土湿法提取用产的第一个流程。的特点适合单一稀土的生产,从硫酸浸液中用P204萃取四价铈(Ce),得到纯氧化铈(CeO2)和无铈稀土([7],页24)。由于当时单一稀土市场还没有打开,到1973年稀土三厂又改用浓硫酸焙烧法,因为在打火石市场的刺激下混合氯化稀土很好销售,浓硫酸法又经过几次变革。最初是硫酸浸出液复盐沉淀,碱转化,盐酸溶解制取氯化稀土。该流程比较长,长春应化所提出了浓硫酸低温焙烧,伯胺萃钍,萃取法制取氯化稀土,有色院提出了硫酸强化焙烧法。1979年有色院进行了高品位精矿的氯化试验,包头冶金研究所和跃龙化工厂进行了高品位精矿的碱法工艺试验([7],页44)。1980年基本上形成了这五大提取工艺流程:纯碱焙烧法,浓硫酸低温焙烧法,浓硫酸高温焙烧法,高温氯化法和烧碱分解法。

霍:您所谈这五种工艺适用于不同品位的精矿和不同产品的需求,方毅同志称它们为稀土提取工艺的“五朵金花”,请您谈谈实际应用情况?

马:其实,生产中长期采用的是烧碱分解法和浓硫酸高温焙烧法。烧碱法的突出优点是劳动条件好,废渣量小。缺点是对精矿要求品位高,含钙要低。而当时高品位精矿产量少,一般只用55%左右的精矿,使用范围受限。而浓硫酸高温焙烧法也就是大家说的三代酸法则成了一枝独秀,该方法的最大优点就是对原料适应性强,流程短,成本低,工厂最实用,因此得到了广泛的应用。

霍:您认为我国稀土提取工艺技术是否是最先进的?还需在哪方面改进?

马:我个人认为,在20世纪八、九十年代,对包头50%的稀土精矿而言,没有比它更好的工艺,国外也没有,那它就是最先进的提取工艺技术。当然该工艺面对现今环境保护的严格要求,存在三废治理的问题,但要改变的主要不是工艺本身,而是必须改变原料。随着选矿技术的进步,包钢选矿厂已具有65%高品位稀土精矿的生产技术,这必将会推陈出新适应它的新工艺,但三代酸法至今还在使用,发挥着重要作用。

霍:我国的稀土分离技术先进吗?是我们自主创新的成果吗?

马:我国的稀土分离技术是先进的,不是外国人送的,完全是我们自主创新来的,外国根本不卖我们技术。我记得,1988年10月东京召开第一次中日稀土技术交流会,“在交流会之前,日本稀有金属新闻7月16日刊登了一篇《稀土日中交流会议日方如何对待?》的文章,介绍了日本通产省两名官员召集日本钇公司、三德金属、信越化学的三名代表参加的座谈会,研究了这次稀土会的对策,坚持三条原则:中国提供原料,日本精制;坚持在需要地点精制的立场;不能向中国提供分离技术。在晚间招待会上日本一家稀土公司的负责人对中国翻译说,日本不会向中国转让分离技术的,否则他们的稀土工厂就要关门”([3],页517),其实当时我们并不需要日本的分离技术,1988年,我们已经形成了自己的分离技术体系。

霍:请您详细介绍一下我国稀土分离技术自主创新的发展历程,以及稀土分离技术的重大突破。

马:我国稀土分离研究从建国初期就开始,1958年从独居石中分离出15种高纯单一稀土元素。1960年,长春应化所和上海冶陶所合作从包头稀土硅铁合金中分离出镧(La)、铈、镨(Pr)、钕、钐(Sm)和铕的纯氧化物,当时采用的分离技术主要是离子交换和分步结晶等。进入60年代以后,溶剂萃取在工业上获得了广泛的应用,它比离子交换法有更多的优越性,生产规模大,便于连续化生产。由于包头稀土大量开采,稀土萃取分离的研究格外活跃,每个研究单位都有很多人在研究,一个元素一个课题,关键是要选择一种性能优良的萃取剂,选择性好,水溶性小,成本低。因此科学院上海有机研究所,专门针对稀土研究出了各种各样的、几十种之多的分离萃取剂。我国著名有机化学家和稀土专家袁承业[注]袁承业(1924—2018),我国著名有机化学家,生于浙江上虞,1948年毕业于国立药学专科学校(现中国药科大学),1955年获苏联科学副博士学位,1958年建立并领导了核燃料萃取剂研究组,解决了我国国防工业的急需。20世纪70年代结合我国有色金属的综合利用研制成功分离稀土及钴镍的多种萃取剂。1997年当选为中国科学院院士。院士等在稀土萃取剂的研制和生产方面做出了重要贡献。20世纪六、七十年代出现了精彩纷呈的稀土萃取分离工艺:P204硫酸体系萃取铈,P350硝酸体系分离镧[8],N263-TBP-DTPA络合萃取分离镨和钕,P204盐酸体系分离钐和钆(Gd),环烷酸盐酸体系分离氧化钇(Y2O3)等。单一的稀土分离工艺缺点就是回收率不高,但能得到高品位。进入70年代,串级萃取理论[注]萃取串级理论是一种研究物质分离的科学,两种物质(包括各种形式)由于性质不同在一定的分离体系中都有一定的分离效果。把每次分离效果的大小用分离系数来表示,只要分离系数不等于1(等于时表示没有分离效果),就可以通过多次分离把两种物质(或组分)完全分开。萃取分离时把每次分离(在一定的设备中)称为一级。多次分离就是把单级设备串联在一起,叫串级萃取。研究两种物质组分在串级苯取时各级中的分配规律。(见马鹏起著冶金工业出版社2012年出版《稀土报告文集》128页)开始应用,稀土研究院首先进行了P507盐酸体系7种轻稀土元素的全萃取分离试验([7],页50),1982年通过了冶金部鉴定。1987年稀土研究院在江西寻乌完成了南方离子矿15个稀土元素的全萃取分离工艺鉴定([7],页75)。我国稀土分离技术进入了新阶段,从多种萃取剂多种体系进步到一种萃取剂一个体系,完成全部稀土的高纯度高回收率的分离。这不能不说是一个了不起的技术跨越,应该归功于串级萃取理论的应用。

霍:据您的讲述我国之所以能够完成全部稀土的高纯度高回收率的分离,是由于串级萃取理论的应用,您对串级萃取理论也很有研究,请您谈谈串级萃取理论的发展历史?

马:首先说明串级萃取理论是徐光宪[注]徐光宪(1920—2015),浙江绍兴上虞人,物理化学家、无机化学家、教育家,2008年度“国家最高科学技术奖”获得者,被誉为“中国稀土之父”“稀土界的袁隆平”。先生研创的,我只是与这一理论有些关联,我只能根据文献说说这一理论形成的简要过程。1972年,我(马鹏起)进行了P204盐酸体系从SmGd富集物中制取纯氧化钐和纯氧化钆的研究验证阿尔德斯的萃取计算理论,写有《萃取计算及其应用》一文,发表于《稀土与铌》1975年第一期[9]。为了进一步验证该计算理论,1973年稀土院在包头稀土冶炼厂进行了P350萃取分离La的改进工业试验,把回收率由原80%提高到98-99%,这一工艺是上海跃龙化工厂的生产工艺,再次验证了阿尔德斯计算理论,试验报告发表在1974年的《稀土与铌》[8],根据这一理论和试验结果,1978年稀土研究院在包钢稀土三厂完成了包头轻稀土的全萃取分离工艺的半工业试验,1985年利用全萃取分离工艺建设了江苏第一个稀土厂即常熟的江南稀土材料总厂。在同一期间,北京大学徐光宪先生也开始萃取计算理论方面的研究,也研究了阿尔德斯理论,1976年公开了当时北大工农兵学员的教学讲义《萃取最优化方程》,同年,在上海跃龙化工厂举办了稀土工厂技术人员的培训班,教大家如何应用到稀土分离工艺中,1978年萃取串级理论发表在《稀土》杂志上,1987年编入由徐光宪和袁承业合著的《稀土溶剂萃取》一书中,从而真正形成了具有中国特色的稀土串级萃取理论。在这该书第六章中也写明在阿尔德斯理论基础上研发的(“为了克服萃取工艺试验中的盲目性,大大缩短试验周期,我们在Alders分馏萃取理论的基础上,经过多年的试验和研究,提出稀土串级萃取理论和最优化工艺参数的计算方法,用这些理论公式和计算方法作指导,我们成功地用20级络合交换萃取体系分离镨和钕,两头获得99.9%纯度的产品,目前,这一方法正在全国稀土萃取工业中推广应用,并已初见成效。”)[10]。科学发展总是在前人研究的基础上不断创新不断发展的,串级萃取理论对我国稀土产业的发展产生了巨大作用和影响。

霍:您对串级萃取理论的应用评价非常高,就串级萃取理论所产生的影响您具体说说?

马:该理论在上世纪八、九十年代全国推广后,我国单一稀土的生产进入全新时期,几乎所有的稀土都要进行萃取分离,几乎所有的稀土产品都是单一稀土产品,很多还是高纯产品。萃取就是一种分离和提纯双重功能的方法,也是串级萃取理论的特点之一,通过参数纯化倍数a和b调整工艺[11],可以达到我们所需要的纯度,这也是串级萃取理论的奇妙之处。单一稀土产品使稀土得到更加合理的利用,使我国稀土出口产品从初级产品转向深加工产品,大大提高了出口产品的经济效益,倡导推行串级萃取理论的徐光宪院士为中国稀土事业作出了重大贡献,获得2008年度国家科技最高奖。具有中国特色的串级萃取理论的重大贡献绝不仅止于稀土产业,也是对科学理论、科学技术的贡献,它不仅用于稀土分离,还可以用于选矿、冶金等任何物质分离[12],有待我们去研究和发掘,其影响和意义是深远的。

霍:您最后总结一下分离技术对我国稀土产业的影响?

马:由于我们在稀土提取分离技术上的进步,推动了我国稀土产业的发展。1981年全国稀土矿产品产量为5100吨REO,稀土产品产量为4270吨REO,单一稀土产量为20吨REO。到1988年,稀土矿产品产量为2.964万吨REO,比美国最高年产量2.595万吨(按指1984年的年产量)的水平高出14%,稀土产品商品量为1.866万吨REO,其中单一稀土化合物和金属为1157吨。从稀土产量上看,已经是世界稀土生产大国了,不过还是以初级产品如氯化稀土、混合稀土金属等为主。进入90年代,单一稀土分离工厂不断建成投产,产量快速增加。到1995年全国稀土矿产品产量4.8万吨REO,稀土产品为4万吨,单一稀土氧化物和金属为8550吨。到2000年国内稀土矿产品达到7.3万吨,稀土产品产量达到6.5万吨,单一稀土产品为3.2万吨,占稀土产品的近50%,标志着我国稀土工业从初级产品向高附加值产品的转变发生了根本性的变化。这时美国蒙顿帕斯分离厂已经停产,精矿产量大为减少,1998年下降到1.6万吨。法国完全用中国氯化稀土代替了独居石,日本基本上绝大部分从中国进口,全世界的稀土产量和需求量大约在8万多吨。中国的产量,包括单一稀土产量都占到三分之二以上,应该确立了中国稀土生产第一大国的地位。

4 我国稀土应用技术的特色和在新领域的扩展

霍:请您谈谈我国稀土应用技术是怎么发展起来的?又有哪些具体的举措?

马:包钢高炉一开,稀土随之滚滚出来,怎么用?不知道。我们就发起一场声势浩大的“推广稀土应用”运动。成立了有政府部门领导的稀土推广应用领导小组,国务院还专门成立了“国务院稀土领导小组”。目的就是把我国丰富的稀土资源开发利用起来,开始企业不会用,我们就派技术人员去教他们怎么用,搞研究,做试验。企业没经费,试用的稀土不要钱,动员各行各业都来用稀土,在国外,哪个国家会这么做?

霍:就我国稀土应用技术的成果,您能举实例说明吗?

马:我国稀土应用成果真是百花齐放啊!稀土用在钢铁生产上,主要有低合金高强度钢,合金结构钢、高合金钢和电热合金等,军工用的轧制稀土装甲钢板代替了苏联的高镍铬装甲钢板;在铸造方面,无锡柴油机厂试制成功5300马力大型柴油机球铁曲轴,鞍钢铸管厂生产了1万吨球铁管,填补了国内空白;催化方面,兰州炼油厂1976年建立了国内第一家稀土催化剂车间;国内稀土分子筛年产量达1400吨([3],页359);玻璃抛光在北京608厂一年用3吨稀土抛光粉抛光75万副眼镜片,玻璃着色,镧玻璃镜头也开始得到应用,唐山建筑陶瓷厂在出口卫生陶瓷和釉面砖中使用镨黄颜料和氧化铈釉;稀土在农业上的应用,经过几年的大田试验,效果得到肯定,对小麦、棉花、大豆、花生等旱田作物增产8%-10%,水稻可增产5%-8%,烤烟、西瓜、红薯一般可增产10%左右,有改善作物品质的趋势([3],页362)。稀土的发展在于应用,应用产业发展了,市场扩大了,整个稀土产业也就发展了,应用发展的重点是稀土功能材料,功能材料的重心是稀土永磁材料[13]。

霍:目前我国稀土应用技术已由传统领域逐步扩展到新材料,请您从这两方面介绍一下稀土应用技术的发展情况。我们的稀土应用技术是自主研发吗?

马:稀土应用在传统领域快速发展,主要是在冶金、机械、石油化工、玻璃陶瓷、农业、轻工和纺织等方面。从1983年应用量为2502吨到2000年增长到1.435万吨,17年增长近6倍,占国内稀土消费量的75%,传统领域的应用支撑了中国稀土产业的发展。从上世纪90年代以后,特别是进入新世纪,稀土在新材料的应用快速发展,主要有稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土抛光材料、稀土催化剂材料等。这些都是世界上最先进的稀土应用方向[14]。稀土在新材料的用量从1990年的95吨(1.3%)增加到2000年的4850吨(25%),到2010年又增加到5.38万吨,占稀土消费量的61.85%。国内稀土供应量有近2/3是应用于稀土新材料。特别是稀土永磁材料发展最快,我国稀土钕铁硼永磁材料从1990年的180吨增加到2015年的12.6万吨,占全球的88%。90%以上的钕铁硼企业都在中国,国外只有日本、德国、美国等国家有少数几家企业。所有这些应用技术的开发都是我国自己研发的,特别是稀土新材料技术,也完全是依靠我们自己的力量开发创新支撑了中国稀土产业的快速发展。

5 我国稀土科学家、工程师和管理部门领导的贡献

霍:我国成为世界“稀土大国”,离不开稀土科学家、工程师的研究与发明,离不开管理部门领导的重视和决策,您能详细谈谈吗?

马:白云鄂博巨大的稀土矿藏震惊中国科技界,科学家们的研究与发明引起国家领导的重视。包钢是我国第一个五年计划中156项工程之一,建成投产后,开采及冶炼出大量含稀土的尾矿或矿渣,如何利用,众所瞩目。当时负责科学技术的国务院副总理、国家科委主任聂荣臻召集全国有关科学家和科技人员讨论开发方针,建议在包头建立一个国家级的研究机构,就是现在的稀土研究院[注]包头(包钢)稀土研究院的前身,包头稀土研究院于1960年按照聂荣臻副总理指示由包钢筹建,初名“包钢冶金研究所”,1963年改名“包头冶金研究所”,直属原冶金工业部,1985年改名“包头稀土研究院”,1992年适应科研体制改革要求进入包钢(集团)公司,是全国最大的综合性稀土科技研发机构。。1964年,邓小平同志视察了白云鄂博矿山,确定了“以铁为主,综合利用”的开发方针。最重要的决策是科研先行,最早接收包头稀土研究任务的是(中国)科学院。国家科委把包头资源综合利用列为国家重大科技计划项目,由国家科委牵头,科学院、冶金部、有色总公司等参加,科研单位不断增加,研究范围不断扩大。到1978年全国科技大会以后,方毅副总理亲自抓包头资源的综合利用,连续八年七下包头,每年的会议都有一批科研成果诞生,我们国家对稀土科研的重视和热烈程度是任何国家无法比拟的。1992年邓小平同志又发出“中东有石油,中国有稀土,一定要把稀土的事情办好”的号召。1999年以来,几乎每一届国家领导都要视察包头稀土并作出重要指示,建立了特殊的管理机构,成立了国务院稀土领导小组,设立专家组,组长是李东英院士。国家和有关省市都设立了稀土办,为其他行业所无。

霍:我国成为世界“稀土大国”与稀土科研队伍发展壮大分不开,请做详细介绍。

马:20世纪80年代中期,美国依阿华州立大学教授、国际最有权威的稀土学者格希纳特(K.A.Gschneidner)到包头讲学时就对我说:“你们是世界上最大的稀土研究院了”,他对中国政府如此重视稀土研究感到惊奇。到了21世纪研究稀土的热度没有降低,反而更高了。现在的中国,几乎所有的理工科大学、研究单位等很少有不研究稀土的,稀土被称为“科技的未来”,“21世纪的材料仓库”。由中国科学院院士倪嘉缵和著名稀土专家洪广言编著《中国科学院稀土研究五十年》书中有这么一段话:“半个世纪以来,中国科学院近三分之一的研究所,一大批著名科学家,近千名科技人员从不同学科领域开展稀土研究”[15]。由于国家对稀土的高度重视,庞大的科技队伍,强力的国有稀土企业,依托丰富的资源,经过40多年的艰苦创业和刻苦专研的拼搏奋斗。到2003年,我们才成为真正意义上的稀土大国,稀土产量达到7.89万吨,稀土出口超过5万吨,国内稀土应用消费近3万吨,几乎让国外所有稀土生产企业下课休息,独霸世界稀土市场。这一中国稀土产业的巨大成功完全是靠技术,是靠我们自己的技术获得的。

霍:请您总结一下我们国家凭借什么会成为世界唯一的“稀土大国”?

马:我个人以为“稀土大国”成功主要有三个因素:一是稀土资源优势,资源优势是“稀土大国”成功的必然因素。二是国家的重视和决策,高层领导看到稀土资源的优势和稀土对未来国民经济的重要作用,就下决心用巨大的人力、物力来开发稀土产业,是“稀土大国”成功重要因素。三是有一支庞大的科研队伍,用创新的技术支撑了我国稀土产业的快速发展,是“稀土大国”成功的主要因素。也告诉人们,“稀土大国”是靠我们先进技术发展起来的。

致谢非常感谢马鹏起先生接受访谈,并多次修改访谈稿,提供原始图片及相关资料。

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