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稀土?稀土!

发布时间: 2020-08-27 19:44

  從1794年芬蘭化學家加多林發現第一個稀土元素釔,到1947年美國人馬林斯克和他的同事在原子反應堆鈾廢料中分離出最后一個稀土元素钷,全世界的科學家們整整用了153年時間,才給稀土做出了准確定義:它是鑭、鈰、鐠、釹、鋱、釓等17種元素的統稱,因為瑞典科學家在提取稀土元素時應用了稀土化合物而得名。

  “沒有稀土,我們將不再有電視屏幕、電腦硬盤、光纖電纜、數碼相機和大多數醫療成像設備,還將告別航天發射和衛星,全球的煉油系統也會停轉……”美國《華爾街日報》在一篇報道中說。

  1927年,地質學家丁道衡隨中國西北科學考察團在綏遠省達爾罕旗發現白雲鄂博鐵礦。1933年,丁道衡結束考察后,委托何作霖對白雲鄂博礦石進行研究。1935年,何作霖編著的《綏遠白雲鄂博稀土類礦物的初步研究》(英文)在《中國地質學會會志》第十四卷第二期發表,他也由此成為第一個向全世界宣告中國白雲鄂博礦物中存在稀土的人,並被譽為“中國稀土礦床之父”。

  1959年,隨著第一爐稀土硅鐵合金在包鋼第二選礦廠出爐,標志著我國稀土工業在包頭正式起航。

  當年,剛滿16歲的楊興山成為包鋼稀土一廠的浮選學徒工。“當時選礦全靠肉眼識別,師傅告訴我,上面有米黃色條紋的礦塊是稀土含量較高的,選出的礦塊運到選礦車間,沒有破碎機,便在水泥地上墊上鐵片,用小錘一錘一錘砸,砸成櫻桃核大小,再用自制的小型球磨機將礦物磨得更細,然后用篩子篩進浮選機,加入藥劑浮選,最終選出的稀土礦物,因為沒有干燥機,隻能放在炒菜的鐵鍋裡炒干。”回想起初創時的艱苦歲月,楊興山記憶猶新。

  1961年,中央從北京鋼鐵研究院、有色金屬研究總院等科研院所抽調319名科技人員支援包頭。從此,中國稀土科技在包頭誕生。

  來自北京鋼鐵研究院的教授級工程師陳希穎回憶說:“那時,我們對稀土的認知幾乎為‘零’,很多技術問題都是邊學習、邊交流、邊攻破。”

  就這樣,中國第一代“稀土人”用短短20年時間,先后攻克了白雲鄂博礦中稀土的選礦工藝流程、濕法提取工藝流程、火法冶煉工藝流程、稀土在鋼鐵等領域的應用等多個世界性難題。

  1980年,我國向太平洋預定海域精確發射遠程火箭﹔1982年,我國潛艇水下發射火箭准確落入預定海域﹔1984年,我國第一顆地球軌道通信衛星成功發射以及近幾十年多次載人航天的圓滿成功,都離不開包頭稀土和包頭稀土制造。

  “到了1990年,以包鋼為首的包頭稀土工業已經形成稀土礦石、稀土精礦、氧化稀土、稀土硅鐵合金、單一稀土氧化物、單一稀土金屬和混合稀土金屬生產的完整體系,可生產50多種146個規格的產品,並向日本、英國、法國、美國等國家出口。”教授級工程師馬鵬起介紹說。

  中國工程院院士、磁學與磁性材料專家李衛認為,稀土是新材料之母,可廣泛應用於軍工、電子信息、光學、核工業、航空航天等重要領域。

  中科院包頭稀土研發中心主任池建義坦言,稀土是影響未來發展的戰略元素,是傳統產業轉型升級、新興產業發展的重要支撐。

  隨著稀土科研成果的重大突破與稀土元素在工業經濟中的廣泛應用,1992年,我國第一個以“稀土”命名的高新區經國務院批准在包頭建立,並確立了“一業為主、五業並舉,多元聯動,整體優化”的產業發展方針,標志著稀土在我國進入了產業發展階段。

  2012年,國內唯一一家以稀土產品為主要交易品種的期現貨交易機構——包頭稀土產品交易所成立,以互聯網、大數據為依托,為稀土產品交易提供了一個無比寬闊的發展空間。

  經過多年的發展,包頭現已集聚10余家稀土研究機構、3家專業稀土科研院所、6個稀土相關院士工作站和2000多名稀土研發人才,起草國家稀土行業標准160項,佔比60%以上,形成推動產業發展、加速稀土轉型的“最強大腦”。

  現在,包頭已形成42萬噸精礦、5.6萬噸永磁、2.3萬噸拋光、1.1萬噸儲氫、4萬噸催化助劑和180萬噸稀土合金的產能。

  但是,與歐美、日本等國的科技水平相比,我國稀土產業水平還很落后,2014年,習總書記在內蒙古考察時,要求內蒙古改變簡單的“挖土賣土”的粗放型開發模式。2018年,習總書記參加十三屆全國人大一次會議內蒙古代表團審議時,進一步叮囑要把現代能源經濟這篇大文章做好。2019年,習總書記在參加全國人大十三屆二次會議內蒙古代表團審議時強調,保持加強生態文明建設的戰略定力,探索以生態優先、綠色發展為導向的高質量發展新路子。

  從“挖土賣土”到現代能源經濟,再到生態優先、綠色發展,總書記為包頭稀土發展指明了方向,那麼,如何貫徹落實總書記的指示精神,把稀土這篇文章做好?

  近年來,包頭市委、政府加快稀土產業提檔升級步伐,設立15億元重點產業投資基金和1億元科技創新基金,出台了《關於加快稀土產業轉型升級的若干政策》《稀土十條》《科技十條》《人才十條》等多項政策措施,實施產業鏈“鏈長制”,規劃推進稀土新材料產業園區建設。目前,20平方公裡核心區基本建成,已挂牌自治區級產業園區,正在爭創國家級產業園區。構建了稀土永磁、儲氫、催化、拋光、合金5條產業鏈,形成了完整的產業體系、政產學研協同創新體系和技術研發、測試評價、電子交易、信息服務等為一體的配套服務體系,有力推動了稀土產業向高端化、智能化、綠色化發展。而創新鏈、產業鏈、人才鏈、政策鏈、資金鏈的深度融合,大大增強了稀土產業發展的競爭力。

  正如包頭市稀土專家組常務副組長、原市稀土辦主任楊萬喜所言,包頭的稀土功能材料產業集群正在形成,已經成為全國稀土功能材料研發、生產和供應基地。

  2017年,由北方稀土集團、包頭稀土研究院、中科院包頭稀土研發中心等12家股東單位聯合共建的內蒙古稀土功能材料創新中心正式成立,旨在快速提升研發效率,為稀土新材料企業和下游應用企業提供技術評價、設計檢驗、功能驗証等服務,並通過孵化新材料企業,加快創新成果轉化與商業化。今年,國家級稀土功能材料創新中心完成注冊。

  2018年,包頭稀土原材料就地轉化率提高到75%以上,稀土新材料及應用產業佔比從2012年的22.4%提高到51.1%,從單純的稀土原料基地成為全國3大稀土新材料基地之一。

  作為包頭稀土產業創新先鋒,稀土高新區以中科院包頭稀土研發中心、上海交大包頭材料研究院等科研院所為依托,打造了中科院產業園、上海交大產業園、昊明新能源產業園、中科機器人產業園和稀寶博為醫療器械產業園5大創新基地,構建了“兩院五園”協同創新的稀土研發新格局。

  目前,稀土高新區110多家稀土企業中,新材料企業和終端應用企業佔比分別為63.2%和29.5%,稀土新材料產值約佔稀土產業總產值的50%。通過永磁、催化、合金“三主”產業的推動,帶動發光、拋光、儲氫“三輔”產業發展,儲氫和拋光產量均位居全國第一,磁材產量已提升到全國第三,並連續5年保持30%以上增速。

  包頭市副市長王秀蓮介紹說,幾十年來,包頭建設了近百項稀土產業工程,進行了千余項次的稀土技術研發,取得發明專利110多項。截至2018年,包頭稀土企業已增加到141家,實現產值176.3億元。

  包頭市工信局局長康世存認為,產業要想高質量發展,必須創新驅動,而創新驅動實質上就是人才驅動。

  1987年畢業於內蒙古大學化學專業的孫喜平,被包頭的稀土事業所吸引來到包頭,一手打造了金蒙匯磁材料有限公司。該公司是包頭唯一一家可生產全產業鏈產品的民營企業,並以粘結釹鐵硼和燒結釹鐵硼為發展重點,下線的變焦馬達和振動馬達產量位居國內第一。

  看到包頭的稀土產業政策,年近古稀的靳樹森從山西來到包頭創辦金山磁材公司,研發的“高頻永磁電機高性能低渦燒結釹鐵硼磁鋼制造技術”一舉改善了高頻應用領域磁體渦流發熱高的問題,使磁體綜合磁性能大於74,實現了高磁能積、高矯頑力雙高磁體在性能方面的重大突破。

  搭平台,聚人才,一直是包頭稀土產業轉型升級的“先鋒工程”。與中科院長春應化所張洪杰院士團隊合作共建了稀土硫化物與稀土光源院士工作站﹔與中國工程院顧國彪院士合作建立了稀土永磁電機院士工作站﹔與中科院院士、中科院金屬研究所研究員李依依院士團隊建立了稀土特鋼院士工作站。

  目前,包頭已與國內50多所知名高校和科研院所建立了長期穩定的產學研合作關系。包頭稀土研究院“白雲鄂博稀土資源研究與綜合利用國家重點實驗室”獲國家批准,實現了內蒙古國家重點實驗室零的突破。

  一代代稀土人成就了稀土的發展,一個個“世界第一”“國內首創”的稀土成果讓世界刮目相看。

  在中科院包頭稀土研發中心實驗室記者看到:巴掌大的稀土共晶熒光體加工成0.2毫米厚的矩形小薄片,可做廣場、大型球場、碼頭等高功率探照燈用新型發光替代材料,能在高溫下連續使用10萬小時以上不發生老化衰退﹔添加了稀土發光材料的稀土光源補光燈系統,對時令果蔬進行人工補光,可大大縮短果蔬開花結果周期,提高座果率﹔世界首條稀土硫化物著色劑生產線,可替代有毒鉛鎘顏料,稀土口紅、印泥、指甲油等產品無毒無害,顏色艷麗﹔具有抗菌效果的稀土釉陶瓷正在走向世界各地﹔新型稀土鎳氫動力電池在全國率先突破輕稀土高端應用關鍵核心技術,在純電動公交車領域的運用已邁向世界前列。

  中國稀土學會副秘書長張安文說:“發現稀土以前,人類也能生活,但發現和運用了稀土以后,我們的生活更精彩。”

  走進內蒙古新雨稀土功能材料有限公司生產車間,一條條機械化生產線格外引人注目。該企業首次實現了均一尺寸鈰基拋光顆粒的球形化、單分散以及系列尺寸可控量產,形成了高性能拋光液、清洗液及其循環利用的系統技術,產品在多個方面達到國際領先水平,解決了我國軍用陀螺儀諧振片以及大飛機模具鋼拋光作業長期依賴進口拋光液的局面。

  利用稀土永磁材料,包頭研制出國內首台具有自主知識產權的磁共振診療車馳影A30,其車載集成型磁共振和扁鵲飛救遠程系統等多項技術屬世界首創。

  在包鋼稀土鋼板材廠熱軋生產線上,正在為“一帶一路”重點項目——中俄東線天然氣管道工程生產X80高鋼級管線鋼。包鋼把“稀土鋼”作為主攻點,產品已出口“一帶一路”沿線21個國家。

  上海交大“5N高純氧化鋁項目”,實現純度超過5N5的超高純鋁錠的規模化生產,填補了國際稀土高純鋁制備技術空白﹔中科院高純稀土金屬項目,突破稀土在鋼中規模化工業應用時存在的瓶頸,澄清了稀土的純淨度,填補國際空白﹔國六催化劑項目,可有效去除汽車柴油尾氣中一氧化氮、二氧化氮、氮氧化物等有害物質,填補了國內催化劑市場的空白並打破國外技術壟斷﹔包頭江馨微電機使用稀土釹鐵硼永磁材料,自主研發攝像頭自動對焦馬達已經達到國內領先水平……

  如今,包頭稀土已在航天航空、磁制冷、永磁電機、儲氫電池、節能環保等領域形成了一大批具有自主知識產權的應用產品,填補了粘接磁體、稀土顏料、稀土陶瓷、伺服電機等領域空白,使稀土資源“料成材、材成器、器高端”,逐步掌握了稀土市場話語權、技術控制權、創新引領權。

  數據顯示,包頭白雲鄂博已探明稀土儲量4350萬噸,佔全國儲量的83.7%、世界儲量的38.7%。面對被譽為“現代工業維生素”的這些不可再生資源,作為“世界稀土之都”的包頭,如何直面挑戰,把稀土產業做大、做強、做優、做精?

  包頭市委、政府正沿著習總書記指引的方向,按下快進鍵,吹響集結號,全力開創稀土產業發展新格局。(內蒙古日報社融媒體記者 劉向平 實習生 賈婷婷)