稀土精炼技术为何难以模仿:外国仍然没有达到中国1975年水平,落后50年

1. 1970年代之前,中国无高效稀土提纯技术,出口原矿、进口高纯产品,十分落后。国际主流方法,是离子交换法和进一步提纯的分级结晶法,其实也不行,成本高、效率低、纯度低。

2. 徐光宪和夫人高小霞,创造了不可思议的工业成就。他们发明并且工业化的“串级萃取法”,一举实现了低成本、高效率、高纯度、广泛通用。以纯度为例,离子交换法提纯轻稀土95%-98%,重稀土90%,分级结晶多次循环后升到92%-95%。而1975年中国产线纯度直接99.99%。而且连续作业处理时间从周变小时,效率提高十倍以上,人工成本也大幅降低,生产成本变十分之一。以此为基础,80-90年代中国生产全球2/3稀土,但还不是很垄断,全球贸易不是很发达。

3. 徐光宪1972年开始研究,1975年完成第一条串级萃取产线,一次性就把轻稀土里最难分离的镨、钕做到了99.99%。元素覆盖方面,他在1975-1978年的全国讲习班上,一次性给出了全部15种镧系元素+钇的级数计算表,理论上15+1种稀土都能用同一套理论一次提纯到位。这么牛逼的工艺进步,远比很多诺贝尔化学奖水平高贡献大。但这属于生产工艺,化学奖历来偏爱基础新反应、新机理或结构生物学等“可写入教科书”的发现。

4. 1975年起全国推广串级萃取法,徐光宪到各大厂办学习班免费推广到1995年。技术扩散后,地方厂挖人、偷工艺图纸,短时间内冒出百余家稀土分离厂,导致全球稀土价格暴跌 70%,流程细节“半公开化”。神奇的是,这反而让中国垄断了稀土生产。因为中国乱来,把稀土变成了一个很烂的生意,都是贱卖。外国就乐得占全球化的便宜,低价买来用。当时业界主要是痛心疾首,宝贵资源只赚了一点钱,白菜价卖了,有的比铜还便宜。但是,基于经济学原理,慢慢外国就不生产稀土了,赔钱没意思了。

5. 全球肯定都是串级萃取法工艺,优势太大。中国虽然有全球85%-90%专利,但不可能收专利费,到外国收钱法律法规不好推,我们搞磁铁生产也要靠外国专利。但是,这东西其实是黑科技,不是说随便就能学会的。所谓串级萃取,就是分很多级来萃取,每级都有很精妙的配方。简单的3级,复杂的超过30级。每级都需精确控制流量、相比、酸度等参数,才能实现99.99%以上的高纯分离。这些是不会写在专利里的,需要自己摸索。中国北方稀土等老牌企业摸了40年以上,慢慢积累了很多经验,都是生产相关的,还互相配合。

6. 后来欧美发现要自己搞稀土,就发现已经很久不搞了,经验很少。原理都知道,就是搞很多级,但是每级参数是什么,粗的也知道,精细的就不知道了。除了参数,还有很多不公布的配套优化的经验工艺,更是难搞。稀土原料各种杂质多得很,怎么弄,非常烦人。去除铁3级就行,可是元素周期表要烦的东西多了去了。等于困在一个复杂的算法体系里面了,代码框架知道,但是代码很长了,怎么复制优化不知道。

7. 美国MP Materials是中国之外最大的稀土企业,以前搞粗级生产,精矿运中国再精炼。2024-25年美国重视了,纯度卡在99.1%-99.9%(镨钕磁铁),远不如中国99.99%到99.9999%的技术水平,而且重稀土没有。可以判定,外国整体尚未达到中国1975年串级萃取法首条工业线就已实现的“99.99 %纯度、低成本、连续化”水平;在重稀土分离、一步放大和环保闭合等环节,差距更大。

8. 这很离谱,但应该是真的。徐光宪写了论文,但是参数细节非常多一直没公布,摸不出来指标就不行。西方很多年不关心,着急了来摸,静不下心来反而摸不出来。高小霞的成分数值分析方法也很厉害,和徐光宪互相配合短时间创造技术奇迹。西方没有这么两个顶级专家配合就是弄不出来。中国这边生产天然保密,没有人知道全部技术秘密,环节太多了。说实在的是离奇,50年前的技术,西方卡成这样。还得再学习,太离谱了,但是现在美西方是搞不出来。

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