游博物馆之稀土科普园

龙王

<p class="ql-block">国庆节后,前往包头劳动公园东侧的“稀土科普园”参观,拍摄了一些照片,编辑此篇供朋友们共赏。</p> <p class="ql-block">包头稀土的发现和开发:</p><p class="ql-block">1927年包头白云鄂博铁矿被发现</p><p class="ql-block">丁道衡于1927年发现白云鄂博铁矿,其后何作霖于1934年发现白云鄂博铁矿石中含有的稀土元素。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1949年确定对白云鄂博铁矿资源进行调查</p><p class="ql-block">1949年12月,全国钢铁工业会议确定对白云鄂博铁矿资源进行调查,并把包头列为“关内新建钢铁中心”的目标之一。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1954年包头钢铁公司成立</p><p class="ql-block">1954年5月1日,五四钢铁公司筹备处正式改为包头钢铁公司,稀土资源的开发与利用进入崭新的发展阶段。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1961年“8861”试验厂成立(现中国北方稀土的前身)。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1963年包头冶金研究所正式成立</p><p class="ql-block">1961年10月包钢内部成立包钢冶金研究所。1963年4月1日,包头冶金研究所(包头稀土研究院)正式成立。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1965年“以铁为主,综合利用”</p><p class="ql-block">1965年4月15日~24日,第二次“包头矿综合利用与稀土推广应用工作会议”(第二次“4—15”)中,确定了“以铁为主,综合利用”的方针。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1975年选矿厂重选车间建成投产。</p> <p class="ql-block">方毅副总理七上包头</p><p class="ql-block">1978年到1986年,国务院副总理方毅先后带领20多位部长七上包头,召开了七次全国性的综合利用会议,在方毅同志直接领导参与下,以包钢为主体的科技人员成功攻克了稀土选矿、冶炼分离等技术课题,推动中国稀土产业走在世界前列。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1990年包头国家稀土高新技术产业开发区成立,1992年被批准为国家级高新区。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1997年,“中华稀土第一股”——“稀土高科”在上交所成功上市。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2009年首届“中国包头•稀土产业发展论坛在包头市成功举办”。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2012年,中国首家专门以中国稀土产品为交易品种的大宗商品现货电子交易所——包头稀土产品交易所挂牌成立。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2015年科技部批复成立白云鄂博稀土资源的研究与综合利用全国重点实验室。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2023年习近平总书记作出建设“两个稀土基地”的重要指示,建设全国最大的稀土新材料基地和全球领先的稀土应用基地在包头全面展开。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2023年启动建设稀土永磁电机产业园。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2024年鹿城实验室挂牌成立。</p> <p class="ql-block">“建设两个稀土基地”</p><p class="ql-block">“要加强稀土等战略资源的保护性开发、高质化利用、规范化管理、加大稀土利用科技攻关力度,加强能源资源的就地深加工,把战略资源产业发展好,建设全国最大的稀土新材料基地和全球领先的稀土应用基地。”——习近平</p> <p class="ql-block">为包头稀土产业发展做出贡献的代表人物:</p> <p class="ql-block">方毅——提出把中国建成稀土大国的第一人(1916.2~1997.10)</p><p class="ql-block">福建厦门人,中国对外经济、科技领域的杰出领导人,曾先后担任中国科学院院长、国务院副总理、国务委员、中央政治局委员、中央书记处书记、全国政协副主席等职务。</p><p class="ql-block">1978年7月、1979年8月、1980年7月、1981年7月、1983年7月、1984年7月、1986年8月,率领国家有关部门干部和科技人员七上包头,主持召开"包头资源综合利用科技工作会议",有力促进了以包钢为主的我国稀土产业和应用的发展,确立了我国在世界稀土产业格局中的重要地位。</p> <p class="ql-block">丁道衡(1899.11~1955.2)白云鄂博铁矿的发现者</p><p class="ql-block">贵州织金人,地质学家、古生物学家、教育家和社会活动家。</p><p class="ql-block">1927年在西北科学考察之行途中,对白云鄂博的地质构造以及铁矿储量、矿石成分等进行初步调查。随后在他编著的《绥远白云鄂博铁矿报告》中首次提出发现内蒙古大铁矿, 这对新中国成立后包头钢铁基地的建设和我国大西北的开发作出了巨大贡献。</p> <p class="ql-block">何作霖(1900.5~1967.11)白云鄂博稀土矿的发现者</p><p class="ql-block">河北蠡县人,中国近代矿物学和岩石学奠基人之一,我国稀土矿物和稀土矿床研究的开创者,矿物光性和岩组学的奠基人,结晶体构造学研究的先驱,世界第一架X射线岩组学照相机设计制造者。1935年,在他编著的《绥远白云鄂博稀土类矿物的初步研究》中,首次向全世界宣告:中国的白云鄂博铁矿中存在着稀土矿物,并大胆预测白云鄂博矿的稀土储量。拉开了中国稀土事业发展的序幕。</p> <p class="ql-block">徐光宪(1920.11~2015.4)中国稀土之父</p><p class="ql-block">浙江上虞县人,物理化学家、无机化学家、教育家,中国科学院院士,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"。</p><p class="ql-block">1972年,在包头稀土三厂(北方稀土前身)主持开展了分离稀土元素的扩大实验和工业试验,提出了稀土串级萃取理论。1984年, 再次来包钢主持分离工艺实验,取得了领先世界的稀土分离工艺创新成果,成为我国稀土工业发展史的重要里程碑,中国的世界稀土强国地位一举确立。</p> <p class="ql-block">李东英(1920.12~2020.9)中国稀有金属工业的创始人之一</p><p class="ql-block">北京人,稀有金属冶金及材料专家,中国工程院院士,中国稀土学会创始人之一。开创了中国稀有金属工业,成功研究30余种稀有金属的生产方法。首次将稀土应用到农业领域,证明稀土元素能提高作物产品和抗病害性能并改善产品品质,使我国在世界上率先实现稀土农用的产业化。2002年,向中共中央、国务院有关领导提交"关于在包头建设'中国稀土谷'的建议"。</p> <p class="ql-block">叶渚沛(1902.1~1971.1) 中国化工冶金学科的奠基人</p><p class="ql-block">福建厦门人,冶金学家,中国科学院院士,中国科学院过程工程研究所创建者。</p><p class="ql-block">提出了开发包头矿应贯彻"稀土稀有为主"综合利用的方针。1962年,向中国科学院及有关部委领导呈送了《关于合理利用包头稀土稀有资源的建议》,并附具体开发方案和技术路线,为包头矿综合利用作出重要贡献。</p> <p class="ql-block">黄林旋(1938.2-2016.1)稀土选矿药剂H205的发明者</p><p class="ql-block">广东惠来人,包头稀土研究院教授级高级工程师,稀土选矿药剂专家。</p><p class="ql-block">他发明的H205浮选药剂,实现了稀土精矿从30%到60%的提升,带来了稀土选矿工艺的革新,确保了我国稀土资源的国际优势地位。完成国家"七五"重点科技项目——从混合稀土精矿中分离出氟碳铈矿和独居石,为我国稀土事业作出了重大贡献。</p> <p class="ql-block">李光 (1915.10~2017.7) 中国稀土事业的奠基人之一</p><p class="ql-block">上海人,包头冶金研究所(包头稀土研究院前身)创建人,首任所长,全国唯一的中国稀土学会荣誉和终身会员。</p><p class="ql-block">1954年调任包钢,按照聂荣臻元帅指示,主持筹建了包头冶金研究所,组织带动科技工作者在十分简陋的条件下开展科研实验,致力于白云鄂博宝贵资源综合利用研究,为我国稀土事业做出了重要贡献。</p> <p class="ql-block">张培善(1925.6-2022.12)白云鄂博铌钽矿的发现者</p><p class="ql-block">山东藤县人,师从何作霖先生,一生从事地质矿物学,稀土和稀有元素矿物学、矿床学和地球化学等研究,曾获国家自然科学奖和中国科学院科学奖。</p><p class="ql-block">著有《白云鄂博矿物学》等专著和论文百余篇。1957年,在白云鄂博发现铌钽矿,国际矿物学会将这种在白云鄂博矿床发现的新矿物命名为"张培善石",以表彰他对白云鄂博矿物学研究的巨大贡献。</p> <p class="ql-block">张国成(1931.10~2022.12)三代酸法冶炼包头稀土精矿的发明者</p><p class="ql-block">云南昆明人,稀土金属冶炼分离专家,中国工程院院士。</p><p class="ql-block">长期从事各种稀土精矿冶炼和单一稀土元素的分离研究。他创造三代酸法冶炼包头稀土精矿的工艺流程并成功应用于生产实践中,解决了包头矿冶炼的难题,成为我国处理包头矿生产氯化稀土的主要工艺流程。</p> <p class="ql-block">对包头稀土事业做出重要贡献的院士、专家 </p><p class="ql-block">1.严济慈(1901.1~1996.11)物理学家。</p><p class="ql-block">浙江东阳人,中国科学院学部委员(院士)。通过光谱分析得出了"白云鄂博矿石里含有镧、铈、钇等稀土元素"的重要结论。</p><p class="ql-block">2.邹元(1915.10~1987.3)冶金学家。</p><p class="ql-block">浙江平湖人,中国科学院学部委员(院士)。研究了包钢含氟铁矿高炉冶炼难题,发明了从包钢高炉渣中提取硅铁稀土合金的工艺。</p><p class="ql-block">3.余永富(1932.9~)选矿工程专家。</p><p class="ql-block">河南南召人,中国工程院院士。成功研制独特的选矿新工艺,解决了长期制约白云鄂博多金属矿选矿难题。</p><p class="ql-block">4.何继善(1934.9~)应用地球物理学家。</p><p class="ql-block">湖南浏阳人,中国工程院院士。带领团队在白云鄂博矿开展了稀土资源摸底工作。</p><p class="ql-block">5.干勇(1947.8~)冶金专家。</p><p class="ql-block">四川内江人,中国工程院院士。稀土新材料技术创新中心专家咨询委员会主任委员,著《中国稀土科学与技术丛书》。</p><p class="ql-block">6.沈保根 (1952.9~) 磁学和磁性材料专家。</p><p class="ql-block">浙江平湖人,中国科学院院士。白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室咨询委员会专家。</p><p class="ql-block">7.丁文江(1953.3~)轻合金专家。</p><p class="ql-block">上海人,中国工程院院士。白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室咨询委员会专家。发明了含稀土高强度变形镁合金。</p><p class="ql-block">8.张洪杰(1953.9~)无机化学家。</p><p class="ql-block">吉林长春人,中国科学院院士。稀土新材料技术创新中心专家咨询委员会副主任委员,发明了一系列稀土杂化发光材料。</p><p class="ql-block">9.万立骏(1957.7~)物理化学家。</p><p class="ql-block">辽宁大连人,中国科学院院士。开展了白云鄂博"稀土铁铌资源高效利用关键技术开发"等研究。</p><p class="ql-block">10.李卫(1957.12~)磁学与磁性材料专家。</p><p class="ql-block">北京人,中国工程院院士。稀土新材料技术创新中心专家咨询委员会副主任委员,发明了新型铈永磁体等多项成果。</p><p class="ql-block">11.严纯华(1961.1~)无机化学家。</p><p class="ql-block">江苏如皋人,中国科学院院士。全国最大的稀土新材料基地和全球领先的稀土应用基地建设首席科学家,对中国稀土分离工业和功能材料发展做出了突出贡献。</p> <p class="ql-block">12.李献华(1961.7~) 同位素地球化学家。</p><p class="ql-block">江苏南京人,中国科学院院士。带领团队对白云鄂博稀土矿床深部结构与成矿过程进行深入研究。</p><p class="ql-block">13.黄小卫(1962.1~)有色金属冶金专家。</p><p class="ql-block">湖南临澧人,中国工程院院士。白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室咨询委员会主任,包头混合型稀土精矿酸法冶炼工艺发明人之一。</p><p class="ql-block">14.吴福元(1962.8~)岩石学家。</p><p class="ql-block">安徽庐江人,中国科学院院士。带领团队对白云鄂博矿的成因进行了深入研究。</p><p class="ql-block">15.李荫堂(1928.5~)采矿专家。</p><p class="ql-block">北京通州人,组织白云鄂博铁矿重大技术改造,解决了深部开拓运输等重大问题。</p><p class="ql-block">16.李芳积(1936.2~).选矿专家。</p><p class="ql-block">湖南临武人,包头稀土研究院教授级高工,发明了先进的稀土选矿技术和工艺流程,获国家发明一等奖。</p><p class="ql-block">17.焦士琢(1936.4~) 冶金专家。</p><p class="ql-block">吉林延吉人,包头稀土研究院教授级高工,稀土氧化物电解制备金属工业化奠基人之一。</p><p class="ql-block">18.马鹏起(1936.10~)选矿专家。</p><p class="ql-block">江苏泰兴人,原包头稀土研究院院长,首先把阿尔德斯计算理论用于萃取分离稀土元素。</p><p class="ql-block">19.熊家齐(1937.2~)稀土冶炼分离与信息情报专家。</p><p class="ql-block">湖北麻城人,包头稀土研究院教授级高工,多次获稀土湿法冶金与信息研究工作成果省部级奖项。</p><p class="ql-block">20.王琦(1938.2~)湿法冶金专家。</p><p class="ql-block">辽宁铁岭人,包头稀土研究院教授级高工,发明的"一分三"萃取工艺获国家科技进步二等奖。</p><p class="ql-block">21.谢宏祖(1938.12~)稀土永磁材料专家。</p><p class="ql-block">甘肃甘谷人,包头稀土研究院教授级高工,构建的"稀土永磁工艺学"框架促进了稀土永磁工业的发展,荣获国家科技进步一等奖。</p><p class="ql-block">22.叶祖光(1941.11~)湿法冶金专家。</p><p class="ql-block">湖北赤壁人,包头稀土研究院教授级高工,发明的"P507盐酸体系轻中稀土连续萃取分离工艺方案"使我国稀土萃取工艺达到国际领先水平。</p> <p class="ql-block">稀土元素在各个领域的应用</p> <p class="ql-block">稀土元素在军事领域的应用 </p><p class="ql-block">由于稀土具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,能大幅度提高其他产品的质量和性能。因此有"工业黄金"之称。首先,稀土的加入可以大幅度提高用于制作坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。另外,稀土还可以用作电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正源于其稀土科技超人一等。</p> <p class="ql-block">稀土元素在航空航天的应用 </p><p class="ql-block">稀土永磁材料是金属原子与过渡金属原子所构成的金属间化合物为基础的永磁材料。相比于铁氧体材料它具有高刺磁、高矫顽力和高磁能积的特点,发展至今形成了钐钴永磁和钕铁硼两大稀土永磁材料系列。钕铁硼的磁能积可达到铁氧体材料的数十倍,也被称为"永磁之王",但由于其热稳定性和抗腐蚀性不如钐钴,因此两大系列的稀土永磁材料在不同电磁系统和设备中都有广泛应用。它们具备优异性能的同时还具备了体积小,重量轻等特点,十分贴合航天装备的需求。</p> <p class="ql-block">稀土元素在电子通信的应用 </p><p class="ql-block">稀土元素主要用于光纤通信、移动通信和卫星通信中。铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)等元素,可用于制作光纤通信的核心材料——光纤放大器,实现对光信号的直接放大,从而延长了传输距离,提高了传输速度,增大了传输容量;镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等元素,可以用于制作移动通信的核心材料——微波陶瓷。微波陶瓷具有优异的介电性能和机械性能,可以用于制造手机、平板电脑等移动设备的天线、滤波器、振荡器等关键部件,从而提高了移动设备的性能和稳定性;铈(Ce)、钕(Nd)等元素可以用于制造卫星通信的核心材料——卫星接收器和发射器。卫星接收器和发射器能够实现对电磁波的接收和发射,从而实现了远距离的通信和数据传输。</p> <p class="ql-block">稀土元素在冶金工业的应用 </p><p class="ql-block">稀土在冶金领域已形成了较为成熟的技术与工艺,稀土在钢铁、有色金属中的应用,是一个量大面广的领域,有广阔的前景。稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。</p> <p class="ql-block">稀土元素在玻璃陶瓷的应用</p><p class="ql-block">稀士玻璃陶瓷既是工业和生活的传统基础材料,又是高科技领域的主要成员。可作为抛光粉广泛用于光学玻璃,眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线,吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X一射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。</p> <p class="ql-block">稀土元素在石油化工的应用 </p><p class="ql-block">稀土在石油化工領域可以用来制成分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强等优点、因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土作助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用烷酸稀土——三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可以用作油漆催干剂等。</p> <p class="ql-block">稀土元素在照明领域的应用 </p><p class="ql-block">稀土以荧光粉、三基色荧光粉等方式广泛用于照明光源产品,用于LED、CFL的荧光粉材料中普遍含有稀土元素,如"钐""铕""镝""铽"。汽车照明也使用了大量的稀土元素。 稀土荧光粉的应用给光源带来了节能、显色性好、寿命长的作用。其中,在白光LED方面,稀土荧光粉由于色纯度/亮度/发光效率高,色彩艳丽、物/化性能稳定等优点,成为了白光LED照明器件中主流目最具实用价值的荧光转换材料。稀土元素还应用于液晶显示、光电器件、现代医疗电子设备、光存储、光转换、汽车照明等多个方面。</p> <p class="ql-block">稀土元素在农业领域的应用 </p><p class="ql-block">稀土元素可以增强光合作用,促进根系发育,促进种子萌发,是某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。稀土元素对农作物具有增产保收、提高农产品品质和促进营养物质的吸收等多重效果。稀土农用通过影响光合作用,使作物增产、产品品质得到提升。稀土在土壤中具有抑制土壤病原菌、减少虫害发生的作用,对改良土壤结构、保存营养物质有一定的效果。此外,将稀土元素结合稳定同位素,可用于农产品产地溯源,结果可靠且高效。稀土元素在农业应用方面具有巨大潜力,合理使用应该不会给人体带来负面影响</p> <p class="ql-block">元素周期表——轻稀土元素(镧、铈、镨、钕、钐、铕等)</p> <p class="ql-block">溴化镧分子晶体结构示意模型</p> <p class="ql-block">溴化镧 化学式:LaBr3 </p><p class="ql-block">应用介绍:核探测领域,溴化镧探测器被用于对辐射源进行定位识别和辐射测量。溴化镧晶体可以用作荧光显示屏的材料,其发射光谱峰位与人眼对黄绿光的敏感度相符合,因此可以制成高亮度的荧光显示屏。溴化镧晶体的高原子序数和密度使其能够吸收高能量的X射线,从而被用来检测X射线的强度。溴化镧晶体可以用作被激发材料,当外界能量作用于溴化镧晶体时,会发出连续性和短脉冲的激光。</p> <p class="ql-block">对于为包头白云鄂博铁矿的综合利用作出了重大贡献的各位科学家,终于有人进行了总结并制作出了“稀土科普园”这样一个展示,在包钢乃至包头市从事稀土产业的人们应该前去参观一下,这也是组织团建的好去处,值得一看。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">蔡隆九编辑于包头——2024年10月</p>