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視稀土為黃金——記稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗室
發(fā)布者：管理員 發(fā)布時(shí)間：2016-01-14 15:05:51 瀏覽次數：2005
在工業(yè)界有這樣一個(gè)比喻，如果說(shuō)石油是工業(yè)的血液，那么稀土就是工業(yè)的維生素。稀土元素是我國的寶貴資源，工業(yè)儲藏量居世界首位。稀土資源的開(kāi)發(fā)和綜合利用是我國的一項基本國策。
在中國科學(xué)院長(cháng)春應用化學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)長(cháng)春應化所）有這樣一支科研力量，他們一輩子與稀土打交道，視稀土為黃金。
“所里老一輩科學(xué)家從1950年開(kāi)始從事稀土研究，在該研究領(lǐng)域創(chuàng )造了20余項國內首創(chuàng )，培養了三位院士?！比涨?，稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任薛冬峰在接受《中國科學(xué)報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，實(shí)驗室致力于解決稀土應用研究領(lǐng)域的重大技術(shù)問(wèn)題。
多項首創(chuàng )
據薛冬峰介紹，20世紀50年代，長(cháng)春應化所在國內率先分離出全部單一稀土，建立了第一家稀土分離中間工廠(chǎng)，提出處理包頭稀土礦的工藝流程。
隨后，長(cháng)春應化所的科研人員首創(chuàng )了用醋酸銨離子交換法分離出高純釔、用熔鹽電解法制備出稀土金屬，在國內首次制成稀土無(wú)機液體激光工作物質(zhì)、生長(cháng)出摻釹鋁酸釔激光晶體等。
20世紀80年代，隨著(zhù)材料科學(xué)的發(fā)展與國民經(jīng)濟建設的需要，長(cháng)春應化所建立了我國第一家稀土固體化學(xué)實(shí)驗室，全面開(kāi)展稀土光、電、磁性質(zhì)及鑭系理論研究。
薛冬峰說(shuō)：“當年，我們幾乎與國外同步，在國內開(kāi)辟了一個(gè)新的學(xué)科分支領(lǐng)域——稀土生物無(wú)機化學(xué)，從分子與細胞水平深入開(kāi)展了稀土生物無(wú)機化學(xué)研究?！?/span>
20世紀90年代，長(cháng)春應化所制備出高效率的稀土激光倍頻晶體，成為國內第一家國防用稀土激光晶體生產(chǎn)高純稀土氧化物（99.9999%）供應基地，在全國實(shí)現16種稀土氧化物的高純化。
長(cháng)春應化所將首創(chuàng )的高效、綠色分離高純稀土氧化物流程應用到四川攀西氟碳鈰礦，使我國成為世界上能夠分離高純稀土氧化物的少數幾個(gè)國家之一。
進(jìn)入21世紀以來(lái)，長(cháng)春應化所與四川新力光源合作，研制出稀土交流LED熒光粉和發(fā)光器件，在國際上首創(chuàng )新一代交流LED白光照明光源技術(shù)，解決了交流LED發(fā)光頻閃的世界性難題，如今交流LED燈用產(chǎn)品已經(jīng)銷(xiāo)往國內外。
人才濟濟
60多年來(lái)，在倪嘉纘、蘇鏘、張洪杰三位院士的帶領(lǐng)下，長(cháng)春應化所在稀土化學(xué)與物理領(lǐng)域逐步奠定了學(xué)術(shù)底蘊，為我國稀土資源的利用和稀土高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的可持續發(fā)展提供科學(xué)與技術(shù)支撐和人才儲備。
1987年，經(jīng)科技部批準長(cháng)春應化所成立了稀土化學(xué)與物理開(kāi)放實(shí)驗室，稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗室也是在此基礎上，整合相關(guān)研究力量和資源組建的。薛冬峰介紹，實(shí)驗室是科技部于2007年批準籌建的27個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗室之一，并于2010年初通過(guò)驗收，正式步入國家重點(diǎn)實(shí)驗室的行列。
發(fā)展至今，稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗室有固定人員50余人，中青年占80%以上。其中，中科院院士3人，國家杰出青年基金獲得者6人，中科院“百人計劃”獲得者10人，國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者3人，國家“創(chuàng )新人才推進(jìn)計劃”中青年科技創(chuàng )新領(lǐng)軍人才2人。
同時(shí)，實(shí)驗室為國家培養了一大批稀土專(zhuān)業(yè)人才，為稀土資源的高值化利用與發(fā)展作出了重要貢獻。
比如，張洪杰院士帶領(lǐng)的研究團隊長(cháng)期從事稀土功能材料的研究，以材料的結構與功能關(guān)系為研究重點(diǎn)，發(fā)展了系列材料制備的新方法和技術(shù)，合成若干種稀土固體及雜化復合材料。
碩果累累
實(shí)驗室以稀土與相關(guān)元素相互作用為基礎，研究并解決稀土信息、能源與結構材料及化學(xué)生物學(xué)等領(lǐng)域的一些關(guān)鍵性前沿問(wèn)題。
薛冬峰指出，稀土元素活潑的化學(xué)性質(zhì)，且具有獨特的4f電子結構、大的電子磁矩以及強的旋軌耦合特性，可形成配位數在3～12之間變化的、晶體結構多樣化的功能材料。
稀土是提升鎂合金綜合性能的合金元素，具有良好的變質(zhì)和精煉凈化作用，稀土鎂中間合金是稀土加入鎂合金中的好形式。
實(shí)驗室研制了17種鎂—稀土中間合金系列，建立了全國第一家稀土鎂中間合金產(chǎn)業(yè)化示范基地，形成100噸/年稀土鎂中間合金和1000噸/年稀土鎂合金的生產(chǎn)線(xiàn)。
張洪杰和他的同事孟健帶領(lǐng)團隊解決了稀土鎂合金用于汽車(chē)零部件生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝和技術(shù)，并首次應用到國產(chǎn)汽車(chē)零部件和國防軍工上。
據薛冬峰介紹，稀土元素的長(cháng)期使用、慢性累積，使其已經(jīng)進(jìn)入生物鏈，稀土與生物大分子之間的相互作用亟待深入研究。在稀土納米材料的代謝毒性、多模式成像及治療方面發(fā)現CeO2具有酶催化功能，實(shí)驗室構建了顏色變化的邏輯門(mén)及用于阿爾茨海默氏癥（老年癡呆癥）藥物治療釋放的調控試劑。
在工業(yè)領(lǐng)域，稀土綠色分離化學(xué)與清潔過(guò)程處于稀土元素供應鏈的核心位置，決定了礦物的利用率和高端產(chǎn)品的質(zhì)量，也是企業(yè)實(shí)現環(huán)保達標的關(guān)鍵。
近年來(lái)，實(shí)驗室承擔了重大科學(xué)問(wèn)題導向“稀土資源高效利用和綠色分離的科學(xué)基礎”（“973”項目課題），科研團隊提出了基于自主研發(fā)的新型中性磷萃取劑Cextrant230的氟碳鈰礦鈰（IV）、氟、釷、稀土（III）萃取分離流程，構建了工信部專(zhuān)項“清潔冶金高效分離新技術(shù)產(chǎn)業(yè)平臺”，已提供給釷基核能先導專(zhuān)項組純度大于99.99%的高純釷樣品。
來(lái)源：中國科學(xué)報
