发布日期:2025-11-10 来源:澎湃新闻
11月7日,是中国科学院院士、无机化学家、物理化学家徐光宪先生诞辰105周年。他是2008年度“国家最高科学技术奖”获得者,被誉为“中国稀土之父”。徐光宪将毕生奉献于稀土事业,不仅成功实现了稀土元素的分离,获得了高纯稀土元素,还使中国在稀土分离技术领域跃升至世界领先水平。
稀土不是土,而是钐、钆、铽、钪、钇等17种金属矿产的总称,属于有色金属行业,被誉为现代工业的“维生素”,是支撑高端制造和国防科技的关键战略资源。从智能手机、电动汽车到激光制导、隐形战机,这些尖端科技都离不开这17种特殊的金属元素。
从零起步的艰难开拓
新中国成立初期,中国的稀土工业几乎是一张白纸,稀土产品几乎全部依赖进口。1927年,中国西北科学考察团首次发现了白云鄂博矿,但勘探工作很快被战火打断。1949年,中国重启对白云鄂博矿的地质调查,次年发现伴生稀土矿,其轻稀土储量达3500万吨,占全球已探明轻稀土储量的83%,但由于当时中国工业基础薄弱,仅将铁矿作为开采重点,稀土被当作废料堆积在尾矿坝,年浪费量超10万吨。

白云鄂博主矿和东矿 图片来源:中国科学院地质与地球物理研究所
有色金属作为工业发展的基础材料,对钢铁、机械、电子等关键产业至关重要。为建立完整的工业体系,1952年11月,北京有色金属工业综合实验所(北京有色金属研究总院前身)成立。1958年7月,实验所迎来突破,研究人员从独居石(一种含稀土的矿石)中分离出16种单一稀土氧化物。这是中国首次实现稀土元素的单体提取,相当于在稀土研究的“黑箱”上凿开了一道光。1961年,实验所协助包钢改造701厂(稀土硅铁合金厂),将稀土从铁矿石的副产品中“抢”出来。这座工厂年产1万吨稀土硅铁合金,成为全球最大的稀土初级加工基地。
20世纪70年代,中国虽然拥有全球最丰富的稀土资源,但分离提纯技术长期受制于人,不得不低价出口稀土,再以几十倍甚至几百倍的价格从国外购进深加工的稀土产品。
1972年,徐光宪所在的北京大学化学系接受了一项特别的紧急军工任务——分离镨钕(稀土中最难分离的一对元素,性质相似到曾被西方判定“无法工业分离”)。徐光宪白天带领团队在实验室里辛勤地“摇漏斗”;夜晚,则在灯光下潜心钻研串级理论。高强度的工作节奏下,他成功地将萃取分离法研发并应用成功,推翻了国际通用的“一对一萃取”模型,提出“串级萃取理论”——将多个萃取槽串联,通过动态调整流比和浓度,让每一步都“精准筛选”。其研究成果迅速获得了国际认可,为国家的科技进步作出了巨大贡献。
技术发展带来了“中国冲击”
萃取液的配置和各种参数的确定对于生产者来说仍然是一件非常烦琐的事情,为此,徐光宪与同事经过艰苦的探索,研究成功了“稀土萃取分离工艺的一步放大”技术,将实验室工艺直接转化为工业化生产,不仅将镨钕分离系数从国际最高的1.5提升到4,而且纯度稳定达到99.99%,打破世界纪录。1976年,基于“串级萃取理论”的第一条工业化生产线在包头稀土厂投产,年产能达500吨,生产成本仅为国外的1/3。
1978年,徐光宪率先办起了“全国串级萃取讲习班”,将他的科研成果在国营工厂里无偿推广,大大提高了中国稀土工业的竞争力。

20世纪80年代徐光宪与学生们在一起讨论工作(前排右一为徐光宪)图片来源:中国科学家博物馆
1992年,经国务院批准,我国第一个以稀土命名的高新区——包头稀土高新区建立,标志着中国稀土进入产业化发展的新阶段。这一高能级平台为稀土产业的集聚和技术创新提供了强大动力。在此期间,中国稀土产业布局逐步完善,形成了包钢稀土、甘肃稀土公司、四川冕宁稀土开发等一批重点企业。稀土产品从最初的初级原料扩展到多种单一稀土化合物、金属及合金材料,产品质量显著提升,满足了国内外市场需求。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“中国冲击”。
技术突破并未止步。2000年后,中国科研团队在萃取技术上持续迭代,不仅降低了稀土元素的分离能耗,还解决了萃取过程中的污染难题。2020年,中国已能稳定生产“99.99999%(7N)超高纯稀土”,满足半导体芯片、量子计算等尖端领域的需求,全球仅中国和美国具备7N级稀土量产能力。
从资源大国到稀土强国的华丽转身
目前,中国在全球稀土市场中占据主导地位,是唯一能够提供所有17种稀土金属,且拥有稀土全产业链的国家。稀土产量占全球产量的近70%,尤其高端用途所需材料,当前只有中国具备稳定量产能力。

内蒙古稀土新材料产业园区图片来源:科创包头
中国许多矿区不仅稀土储量大,含有丰富的“重稀土”或“轻+重”兼具稀土,而且分布相对集中,形成了北、南两大生产体系。像北方的包头白云鄂博矿,是全球最大的轻稀土矿,富含镧、铈、钕等元素,是制造磁铁、电机和显示屏等的关键材料;南方的江西赣南地区稀土矿含有大量重稀土元素,富含镝与铽,这两个元素是制造高性能永磁体、激光器和军用装备的核心材料。
美国地质调查局(USGS)2025年1月公布的数据显示,从全球储量来看,2024年全球稀土资源总储量约为9000万吨,中国储量4400万吨;从全球产量来看,2024年全球稀土产量为39万吨,中国产量为27万吨。中国产量、储量均为全球第一。
除此之外,技术和专利也是中国稀土的“杀手锏”,439项独家萃取专利,构筑起强大的“护城河”。正如徐光宪先生所说:“稀土的价值不在资源本身,而在对资源的技术掌控。”目前,中国掌握了全球超过90%的稀土加工和提纯能力。2025年全球新增稀土专利中,中国企业占比82%。
中国稀土之路的逆袭,不仅改写了全球稀土产业格局,还实现了从稀土资源大国向稀土生产大国、稀土出口大国的转变。如今,中国稀土已变成支撑科技发展的“战略长板”,这份底气,正是来自像徐光宪先生这样一代代科研人对核心技术的执着追求。
参考资料:
1.人民网.国家最高科技奖得主徐光宪 创造“中国冲击”的人
2.“新华网客户端”.稀土:不是“土”,却是现代工业的“黄金”
3.“中国科协之声”公众号.从受制于人到全球领先,他如何改写中国稀土命运?
4.“中国科协之声”公众号.对话闫宏伟:为何中国稀土的贡献,仍被世界低估?
5.“科技日报客户端”.稀土霞光
6.“合肥光电半导体产业技术研究院”公众号.一文看懂——中国稀土:科技战略基石与技术逆袭全纪实
7.四川日报.中国稀土为何这么强
制作:北京市科协融媒体中心