马鹏起：见证包头稀土研究和稀土产业发展（中）
马鹏起 口述
于锦绣、张永平、武宇斌 整理
1984年，与院党委书记葛鸿文接待冶金工业部原副部长周传典视察
正是由于拨乱反正之后极大地提高了广大研究人员的积极性，我们在八十年代连续研发了一些更先进的技术。
第一是稀土在钢中的应用。自稀土研究院成立之初，国家就要求优先研发稀土钢，所以一开始所里就花大力量成立了稀土在钢中应用的研究室，下设两个研究室，钢种研究室，专门解决稀土可以在哪些钢里面用；物理研究室，主要研究稀土在钢里的作用机理，因为当时把稀土加入钢中有时好有时不好，要解决这个问题必须从理论上解决。当时碰到一个技术难题，稀土活性很大很容易氧化，要冶炼稀土钢就必须要研究稀土加入钢中的方法。所以冶金部把它列为国家科技攻关项目，组织科研攻关，包头冶金研究所是该课题组的主要负责单位，我们集中了所里最精华的技术研究人才（有海归人士、解放前拥有大学学位的老工程师、名牌大学冶金系的大学生等）共100多人，并组织全国的其他科研单位一起来开发稀土钢（当时叫稀土处理钢），还与包钢、鞍钢、攀钢、山钢、武钢、大冶钢厂等这些大型钢厂进行合作。经过多年的研究，到了上世纪80年代中期，我们彻底解决了稀土钢存在的两个问题。一是稀土在钢中主要起细化晶粒、改变夹杂物形态的作用。二是怎么把稀土加入钢中。解决了稀土钢存在的两个问题后，我们国家的稀土钢得到了很大的发展，年产量最高达100多万吨，钢种达60多种，如耐腐蚀钢、高强度钢、工具钢等。针对钢的性能包钢专门地成立稀土钢板公司，其发展理念是用稀土钢变革我们的包钢的钢材。
第二是稀土的选矿技术。要开发稀土就必须把稀土从矿中提取出来，稀土原矿品位很低，现在经过选矿最高已经能达到70%以上。另外包头的稀土是由氟碳铈矿和独居石组成的混合型稀土，我们自己可以通过改进选矿技术把两种矿物分离开来，单一的氟碳铈矿和独居石冶炼较为简单。上世纪八十年代初，我们出口少量稀土精矿，因为国外没有混合型稀土的冶炼技术，出口的稀土精矿他们冶炼不了。稀土选矿技术的主要问题是浮选技术，只有浮选可以把稀土分选出很高的品位，其他的重选、磁选很难很难做到高品位，而浮选的关键是浮选药剂（捕收剂），因而我们就在药剂上下功夫。我们有一位高级工程师叫黄林旋，他经过刻苦地研究、试验发明了一种特效稀土浮选药剂H205，这个药剂发明以后，稀土的品位一下子可以选到60%以上，还有其他的同志发明了H894、H802两种药剂，这两种药剂是专门分离氟碳铈矿和独居石。这样一来，到上世纪八十年代中期，包头稀土矿的选矿的问题就解决了。无论需要什么品位的稀土精矿都可以做到。选矿技术的解决就保证了稀土产业的原料要求，H205药剂的发明获得了1990年国家发明三等奖。
第三是稀土全萃取分离工艺技术。稀土一共17个元素，在20世纪80年代初期之前，稀土应用都是用的混合稀土，单一稀土用量比较少，分离技术也不先进。后来随着应用的不断发展，每个单一稀土都有各自独特的性质。因此，为了适应市场对单一稀土的需求，我们就深入研究了稀土的萃取分离技术。1971年，我们湿法冶金研究室汲取了国外的计算理论，研究了萃取定量的计算办法，实现将包头稀土中的7种元素完全分开，这叫全萃取分离技术。在此基础上，人们提出并致力于解决在一个体系里用一个萃取剂就完成全部分离。1982年底包头稀土中7种元素同时分离的全萃取分离工艺通过冶金部鉴定，这项成果获得了国家“六五国家科技攻关奖”“国家科技进步二等奖”。包头单一稀土产量的快速地增加、规模不断地扩大得益于全萃取分离技术的应用。
第四是金属钕的制备技术。钕铁硼是第三代永磁材料，金属钕是它的主要原料，但是当时我们没有技术生产金属钕，所以我们就研发金属钕的氧化物电解技术。因为钕的电解是比较困难的，但为了保障钕铁硼所需的原料，我们在上个世纪八十年代初攻克了金属钕的氧化物电解的工艺和设备技术，这项科技成果获得国家科技进步二等奖，为钕铁硼产业的发展提供了原料保障。
第五是钕铁硼技术的开发。我国钕铁硼的发源地就是包头冶金研究所。1983年9月，第七届国际稀土钴永磁及其应用会议在北京召开，日本著名稀土专家金子秀夫在会议要结束时讲到日本已经开发了一种新的稀土永磁合金，此消息引起全会震撼。因为这是一个新型的磁性材料，它的磁性很高，被称为“磁王”。会议结束回来后，我们就开始琢磨它是什么东西，找它的相图，研究合金的成分，同时又向冶金部军工办作了汇报。1983年年底时，美国一家公司也公开宣布发明了一种磁性材料。其实，日本与美国研发的是同一种材料，但他们的生产工艺不同，日本是烧结法，即用磁粉烧结成一种磁体；美国是粘结法，即用树脂把它粘结成一种磁体。我们给冶金部汇报以后，当时冶金部的一个军工办主任讲“钕铁硼对我国将来的军工有很重要的意义，你们马上回去研究，开发这个产品”。
1984年初，冶金部组织冶金系统的科研单位组成永磁材料的联合技术攻关。同年3月，在我们包头冶金研究所召开了攻关会议，有北京钢铁研究院、北京钢铁学院、东北大学、包钢、包头冶金研究所这5家单位参加，其中北京钢铁研究院、包头冶金研究所2家作为组长单位来负责本次的攻关项目。在会议上制定出了具体的目标、时间，然后很快就研制出来了钕铁硼，而且性能达到国外（磁能级38兆高奥），甚至超过国外（达到40兆高奥）。一年后，冶金部进行了鉴定，我们的成果完成了攻关项目的指标。1984年底，冶金部指示利用包头稀土资源在包头冶金研究所建设一个年产20吨钕铁硼材料的中试线，而且对我们讲“你们要把技术起点抬高一点，你们可以马上组织一个技术代表团到国外去考察”。我们根据上级指示马上开始设计中试车间。1985年，我们派代表团到日本、西德进行考察，到日本主要考察日立金属、松下、TDK，因为当时他们已经开始生产钕铁硼了。我们想从日本引进一些关键的主体设备，就决定引进日本真空公司的设备，这家公司告诉我们“日本本土的公司用的都是我们的设备”，他们为了达成这笔200万美元的生意，带我们参观了日立公司和TDK的磁性材料生产线。看到他们的装备后，我们就跟日本真空公司讲“我们也要同样的设备”，而且要求他们根据我们提出的要求做了相关的工艺改进。1985年考察以后，我们很快完成了设计。1986年就开始建设和组装引进设备。1987年就建成投产，这是我国第一条正式的钕铁硼生产线。这条生产线建成后，我们就把技术转让到山东、山西等地的单位建立稀土磁性材料厂。现在我们包钢有一个全国最大的磁性材料生产厂，其年产量达15000吨，也是以钕铁硼技术为依托。我们的钕铁硼技术还在不断地更新研究，1989年在实验室创造了一种世界最高性能的钕铁硼，最大磁能积达到了52.25兆高奥，超过了当时日本公布的50.56兆高奥。
上世纪八十年代包头钢铁稀土公司代表团访问日本三洋电池公司合影
国产钕铁硼没有上天的遗憾
诺贝尔物理学奖获得者、美籍华人丁肇中先生致力于研究太空的反物质、暗物质，1994年他要建立一个太空磁场实验室（α—磁谱仪），该仪器核心材料需要高性能磁性材料（50兆高奥），丁肇中特别希望中国人生产的磁性材料用于太空实验室上。几经周折，丁肇中打听到包头冶金研究所可以生产该材料。消息传来以后，我们所的谢宏祖就专程去见丁肇中，他介绍说“我们包头冶金研究所可以生产，我们拥有好的原料、检测设备。”之后我们签了合同。当时我们需要建设一条新生产线，这得到了各方面的重视和支持。丁肇中写信给国务院副总理、计委主任邹家华，邹家华指示冶金部给予我们全力支持，并拨了大量费用，冶金部领导打电话给包钢领导让他们支持该项目，包钢领导特批了50万元经费。谢宏祖他们日夜奋战，很快组建了一条高新生产线，边试验边生产。正在生产过程中，1996年5月3日包头发生了6.4级地震，设备被震坏了。结果1997年订货商要产品时，我们只生产了400多公斤，但对方需要2吨。当时中科院电工所负责设备组装，他们打电话给德国VAC公司寻求帮助，由于德国设备比较先进，很快生产了2吨的高性能磁体。因为太空磁场实验室对磁体同一性的要求很高，最终我们生产的磁体只在地面上做仿真模拟试验，而太空中所用的是德国生产的磁体。尽管最后是德国生产的磁体“上了天”，但稀土研究院的生产的产品质量也达到了合同的要求，只是因为遇到了不可抗拒的地震，才没有完成产量指标。不过从另一个方面来讲，稀土研究院的生产技术也是达到了当时国际水平的。
稀土研究院是磁性材料的研发和产业化的基地，2005年谢宏祖在山东烟台开发区建立了一个规模最大、性能最高的磁性材料工厂叫正海磁材，其磁性可达到50兆高奥，现在已经发展成上市公司效益较好，而稀土钕铁硼的开发对稀土产业的发展起了难以估计的作用，稀土产业中的产值的70%是由钕铁硼供应，稀土产品中镨、钕这两种稀土元素是钕铁硼需要的原料元素。中国稀土产业快速地发展，从一定意义上讲主要是依靠磁性材料即稀土产业中钕铁硼的快速发展。这五大技术对当时和后来全国及包头稀土的影响和贡献都是非常大的。
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