在我国稀土工业中辛勤耕耘的牛——记中国工程院院士张国成

「鲁迅的一生是『俯首甘为孺子牛』，我愿自己的一生是『俯首甘为稀土牛』，促使中国的稀土工业登上世界重要地位！」这位愿做「稀土牛」的人，就是我国著名稀土冶金专家，中国稀土冶炼分离研究的学科带头人之一

张国成院士

张国成（1931.10.12-）稀土金属冶炼分离专家。云南省昆明市人。1956年毕业於昆明工学院获学士学位。北京有色金属研究总院高级工程师。长期从事各种稀土精矿冶炼和单一稀土元素分离的研究。研究成功氧化焙烧－催化浸出法冶炼氟碳铈矿新工艺并广泛推广；发明了硫酸强化焙烧萃取法冶炼混合型稀土精矿的新流程，冶炼精矿量约10万t/a；研究成功用P204萃取剂从硫酸稀土溶液中萃取分离稀土元素新工艺；发明了用碱度法生产萤光级氧化铕、用P204萃取法生产氧化钕和用电化学法氧化还原铈和铕离子等项新技术，均在工业上推广，经济效益显著。先後获国家科技进步二等奖两次，发明奖一次，发表学术论文30馀篇。

1995当选为中国工程院院士。

主要著作

1. 张国成，黄小卫.从硫酸体系中萃取分离稀土元素.中国专利CN86105043

2. 张国成，顾保江，黄小卫.中国稀土学会稀土化学及湿法冶金第五次学术会议论文集·P-204-R2（SO4）3体系萃取法製取氧化钕.1992

3. 徐光宪主编，张国成等编著.稀土.北京：冶金工业出版社，1995

4. Zhang Cuocheng，Huang Xiaowei.Study on the process for remove of amarium from NdCl3 solution extraction with DEHPA.Rare Metal，1996，15（1）：81～86

5. 张国成，黄小卫.氟碳铈矿冶炼工艺述评.稀有金属，1997，21（3）：193～199

6. 张国成，黄小卫，郭兵.有色金属科技进步与展望·压板式隔膜电氧化还原槽结构及对Ce的氧化功能.北京：冶金工业出版社，1999

结缘稀土，初出茅庐获成功

1931年，张国成院士出生在云南省昆明市一个城市贫民家庭。成年後的他报名参军，成为了中国人民解放军第二野战军第四兵团後勤政治部文工团的一名战士。当时，新中国刚成立不久，国家建设急需人才，组织上便保送张国成院士到云南大学工学院冶金专业学习，他与稀土的缘分也由此结下。

1956年大学毕业後，张国成院士被分配到北京有色金属研究总院工作，开始从事稀土精矿冶金和单一稀土元素分离技术的研究，成为中国稀土冶金开发研究的早期成员之一。众所周知，中国是世界上第一稀土资源大国，已探明的稀土储量在世界排名中位居前列。那麽，要如何发挥好中国稀土资源世界之最的优势，抓住发展中国稀土工业的机遇，而使中国真正成为稀土资源从开发到生产、应用再到出口的大国，雄居於世界的东方呢？

面对这个问题，「初出茅庐」的张国成院士陷入了沉思。当时，他才刚走出校门不久，从课堂到实际生产让他深刻体会到：大学的课程只是把自己带进了科技的大门，里面的内容博大精深，要想成功，一切还得从头学，还得靠个人去拼搏。於是，在这条註定不平坦的道路上，张国成院士以其「勇於打前站」的精神，开始了在这片领域中的探索。

在那个年代，人们对彩色电视已经不陌生了，但说起氧化铕，不少人还真不知道。其实，在构成电视彩色画面艳丽色彩中，不可缺少的就是显现红色的氧化铕。要如何把隐藏在稀土金属矿中十万分之几的氧化铕提炼出来，就是张国成院士要解决的问题。为此，他曾和同事们进行了无数次的试验与计算，历经叁年，终於根据铕在碱液中的稳定性和溶解度规律，使锌粉还原—碱度法製取高纯氧化铕这一方法获得成功，并使氧化铕的纯度从20%提高到99.99%以上。这时的张国成院士也才是而立之年。

後来，这一成果1978年获全国科学大会奖。直至如今，这种工艺仍是国内生产高纯氧化铕的先进方法，在全国十多个稀土厂推广和应用。

信心倍增，发明冶炼新工艺

高纯氧化铕的研製成功，为张国成院士在稀土领域中的探索开了个好头，也为中国稀土工业的发展扎紮实实地铺了一块奠基石。带著成功的喜悦，信心倍增的张国成院士立志向稀土领域更深层次探索。

科研从来就不是什麽轻松的事，每一个成果背後都是数不尽的艰辛与努力。张国成院士多次表示：「搞科研要想出点成绩是很辛苦的事，每天只靠8小时工作是很难成为科学家的，必须把自己融在工作中，善於构思，大胆实践，力求创新。成果里要有自己的东西，要摆脱别人的束缚，并力争超过他人」。多年以来，本著「有所发明，有所创新」的原则，张国成院士获得了多项创新研究成果，叁代酸法冶炼新工艺的发明就是其中之一。

业界都知道，我国包头的混合型稀土矿储量排世界第一位，但由於矿石成分複杂，其冶炼的难度也堪称世界之最。遇到问题就要解决问题，面对这个难题，张国成院士和同事们经过一起反覆琢磨，反覆尝试，终於发明出了第一代酸法工艺：将该矿经过硫酸焙烧—复盐沉淀—碱转化生产混合氯化稀土。

这项工艺虽然比较複杂，但毕竟找到了合适的冶炼方法，使当时世界上绝无仅有的包头矿有了用武之地。不久後，精益求精的张国成院士与同事们又发明了第二代酸法新工艺：硫酸强化焙烧萃取法，这项工艺采用萃取法代替化学法，不仅简化了工艺流程，还提高了稀土回收率，降低了生产成本，并成为中国处理包头矿生产氯化稀土的主要工艺流程。与此同时，这项工艺技术也获得了国家发明叁等奖。

20世纪80年代，稀土高技术市场发展较快，国内外市场对钐、铕、 铈和氧化钕等需求量大幅度增加。为了适应市场需求，张国成院士和同事们又开始了第叁代酸法冶炼新工艺的试验，即从硫酸溶液中萃取分离稀土新技术的攻关。经过锲而不捨的努力，终於又获得可喜的成功，诞生了第叁代酸法冶炼新工艺，即将包头矿进行硫酸强化焙烧、水浸除杂，得到纯凈的硫酸稀土溶液，直接用P-204 萃取分离，生产钐、铕、钆富集物以及纯氧化钕和氯化稀土等产品。

这项技术的先进性在於：工艺简单，适应性强，成本比第二代降低约10%，稀土萃取回收率高达85%，实现了连续化工业生产。该项目1986年完成工业试验後，便开始在生产上得到很快的推广，取得了良好的经济效益。

不断奉献，稀土强国是目标

近年来，各国高新技术迅猛发展，稀土产品越来越被世人所瞩目。在此大环境下，各国也愈加重视稀土工业的发展。在这场无形的「竞争」中，我国虽然是稀土大国，但要使本国产品更多地打入国际市场，又谈何容易。

从实验室到生产线，这个过程没有捷径，用张国成院士的话来说就是：「推不出去的就不是成果」。因此，他将课题重点放在发展稀土工业的主战场中，根据稀土资源状况有针对性地挑选课题，按照市场需求和发展变化来确定研究项目。项目价值越高，其责任也就越大，研究过程中的苦和累，只有张国成院士和同事们知道。

20世纪80年代初，甘肃的一家公司花30万元买下了张国成院士负责研究成功的第二代酸法冶炼工艺技术，并投资400万元新建年产6000吨的氯化稀土生产线，这条生产线的工艺设计和试车投产均由张国成院士具体负责。当时，如此大规模的稀土项目在国内外还是首个，价值与责任之重大可想而知。对於张国成院士来说，这是一个只许成功、不准失败的项目。

然而，由於在工业试验中对原料的成分变化考虑不周，生产线建成投产後受原料成分波动大的影响，回收率由设计指标85%降到40%。这无疑意味著项目失败了。当时，张国成院士内心十分自责，甚至自己跑到荒山野岭中发泄情绪。但之後，他便重新回到实验室，用3个月去寻求解决问题的答案。

不知又经历了多少次的实验失败，终於，一个新的方案形成了，并在再次试车中获得圆满成功。这一方案不仅扩大了对精矿组成的适应性，还弥补了原设计的不足，使生产正常运转。这一经历使张国成院士深深体会到，成功是从失败中爬出来的，未经历过失败，何谈真正的成功。

如今，张国成院士已年过七旬，但他探索稀土领域奥秘的劲头却仍然不减当年。自与稀土结缘以来，已经为中国的稀土工业发展做出重大贡献的他，如今还在立新功。他把自己的智慧和能量全部奉献给这片沃土，并始终在为实现「使中国真正成为屹立於世界东方稀土强国」的目标而奋鬥。

来源：矿冶园 (kuangyeyuan.com)

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