創(chuàng)新高地驅(qū)動“中國稀土”砥礪前行
——白云鄂博稀土資源研究與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

文/秦 明

作為內(nèi)蒙古自治區(qū)首批國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——白云鄂博稀土資源研究與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為自治區(qū)優(yōu)勢特色稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展插上了騰飛的翅膀。成立以來，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室圍繞稀土應(yīng)用基礎(chǔ)研究和競爭前技術(shù)研究，制訂國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，聚集和培養(yǎng)高端人才等中心任務(wù)做了大量卓有成效的工作，為白云鄂博礦稀土資源的高效、清潔、高質(zhì)化利用提供有力的科技支撐。特別是剛剛過去的2017年，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室瞄準(zhǔn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展重大需求及制造強(qiáng)國建設(shè)，結(jié)合主要研究領(lǐng)域和年度研究任務(wù)，共開展各類科研項(xiàng)目37項(xiàng)，發(fā)表科技論文22篇，制（修）訂國家、行業(yè)及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)，申請發(fā)明專利20項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專利9項(xiàng)，獲各類科技獎勵8項(xiàng)。進(jìn)一步增強(qiáng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的凝聚力、輻射力和影響力，為包鋼、包頭乃至我國稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的創(chuàng)新驅(qū)動。

抓好頂層設(shè)計(jì) 打造稀土行業(yè)創(chuàng)新高地

作為內(nèi)蒙古自治區(qū)首批僅有的兩家國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一，國家和自治區(qū)對國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)均寄予厚望，意圖通過國家實(shí)驗(yàn)室這一創(chuàng)新高地，實(shí)現(xiàn)自治區(qū)優(yōu)勢特色稀土資源的高效開發(fā)、轉(zhuǎn)化增值。

自治區(qū)、包頭市和包鋼高度重視白云鄂博稀土資源開發(fā)與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，多次召開專題會議對重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與運(yùn)行實(shí)施方案進(jìn)行論證評審。在廣泛征求行業(yè)專家和主管部門的意見后，對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)背景，依托單位，建設(shè)目標(biāo)和主要任務(wù)，組織結(jié)構(gòu)與運(yùn)行管理，研究方向和主要內(nèi)容，年度工作計(jì)劃安排及學(xué)術(shù)帶頭人，條件、隊(duì)伍與能力建設(shè)，經(jīng)費(fèi)投入與保障措施等8 個重點(diǎn)方面進(jìn)行了明確。

根據(jù)建設(shè)目標(biāo)，未來，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室圍繞社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、制造強(qiáng)國建設(shè)等國家重大需求，在稀土采選、高效清潔冶煉技術(shù)、稀土輕質(zhì)合金材料、稀土磁性材料及應(yīng)用、稀土等有價(jià)資源綜合回收利用等領(lǐng)域，開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究和競爭前共性技術(shù)研究，制訂國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以提高我國稀土行業(yè)自主創(chuàng)新能力和整體技術(shù)水平，解決白云鄂博稀土資源綜合利用中存在的重大技術(shù)難題，引領(lǐng)稀土科研和稀土產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。建立有效的人才管理和“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的運(yùn)行機(jī)制，將國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建成聚集、培養(yǎng)高端人才，實(shí)驗(yàn)裝備和科研能力達(dá)到國際一流水平的公共創(chuàng)新平臺。

高標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)建設(shè) 建設(shè)一流科研平臺

在剛剛過去的2017年，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室本著“建立-完善-發(fā)展-再完善”的理念，制定了國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)制度，努力創(chuàng)造良好的科研環(huán)境。充分發(fā)揮薪酬的激勵作用，制定了《國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室人員薪酬分配辦法（試行）》和《評選優(yōu)秀項(xiàng)目實(shí)施辦法（試行）》，充分調(diào)動了科研人員工作積極性和創(chuàng)新動能。

為提升國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究和分析檢測能力、產(chǎn)出更多有特色、高水平、具有原始創(chuàng)新性的研究成果，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室不斷更新和完善設(shè)備儀器。特別是2017年，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室購置了輝光放電質(zhì)譜儀、電感耦合等離子體光譜儀、硬磁材料測量系統(tǒng)、半連續(xù)真空中頻感應(yīng)爐、磁力分離儀等設(shè)備儀器共17臺套，設(shè)備總投入1834萬元，所有設(shè)備已投入運(yùn)行并全部對外開放。

加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè) 培養(yǎng)一流稀土創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)

人才是科技創(chuàng)新的根基，創(chuàng)新驅(qū)動實(shí)質(zhì)上是人才驅(qū)動。

為了建設(shè)一支能夠支撐起國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高層次的人才隊(duì)伍，在國家、自治區(qū)的大力支持下，“白云鄂博稀土資源研究與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”成立了學(xué)術(shù)委員會，聘任嚴(yán)純?nèi)A院士為國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會主任，聘任沈保根院士、張洪杰院士為副主任，聘任萬立駿院士、徐惠彬院士、丁文江院士、李衛(wèi)院士、黃小衛(wèi)院士、王家臣教授、孟健教授、蔣成保教授、陳雯教授、蘇海全教授、楊占峰教授和張志宏教授為國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會委員。這一學(xué)術(shù)委員會幾乎囊括了我國稀土行業(yè)的所有院士，為國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供科技創(chuàng)新的最強(qiáng)大腦。

為加快人才培養(yǎng)，提升科研人員創(chuàng)新能力，擴(kuò)展創(chuàng)新思維，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鼓勵優(yōu)秀科研人員進(jìn)一步深造。2017年度，選派2名青年科研人員到東北大學(xué)、北京鋼鐵研究總院攻讀博士研究生。同時，引進(jìn)中國科技大學(xué)、中南大學(xué)、大連理工大學(xué)、東北大學(xué)等重點(diǎn)高校畢業(yè)生20人，其中博士3人，碩士17人。目前，已與內(nèi)蒙古大學(xué)、天津大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)等建立了研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地，促進(jìn)校研深入合作，實(shí)現(xiàn)互利雙贏。

為調(diào)動青年科研人員創(chuàng)新創(chuàng)效的積極性，鼓勵青年人才早出成果、快出成果，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)立青年人才創(chuàng)新創(chuàng)效專項(xiàng)資金，根據(jù)青年科技人員當(dāng)年課題、獲獎、專利等情況，進(jìn)行量化考核，擇優(yōu)給予獎勵。2017年，共對11名優(yōu)秀青年科研人員給予了獎勵。

此外，2017年國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1人獲評“中國稀土學(xué)會青年科學(xué)家獎”，1人獲評內(nèi)蒙古自治區(qū)“草原英才”， 8人獲評內(nèi)蒙古自治區(qū)“新世紀(jì)321人才工程”，為逐步形成稀土地采選、稀土冶金、磁制冷領(lǐng)域等一流研究團(tuán)隊(duì)營造條件。

開放共享 讓更多智慧在這里聚集

目前，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室共征集開放課題20余項(xiàng)，經(jīng)組織專家評審，并通過學(xué)術(shù)委員會審定，設(shè)立開放課題9項(xiàng)，科研經(jīng)費(fèi)共計(jì)106萬元。2017年度，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開展了多種形式的國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流活動。累計(jì)主辦和承辦學(xué)術(shù)會議5次，參加國際會議42人次，國內(nèi)會議130人次，作大會報(bào)告50人次。組織召開“室溫磁制冷技術(shù)發(fā)展趨勢國際研討會”、“第五屆稀土在空天材料中的應(yīng)用研討會”、“白云鄂博資源戰(zhàn)略發(fā)展研討會”、“稀土新材料前沿技術(shù)與展望”高級研修班，承辦2017北京洪堡論壇“稀土材料”主題論壇。通過這些舉措，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室吸引更多的全球智慧在實(shí)驗(yàn)室匯聚，讓全球方案為中國稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展出謀劃策。

加強(qiáng)科技供給 讓創(chuàng)新開花結(jié)果

2017年度，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在各領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)研究工作，并取得階段性的研究成果，發(fā)表科技論文22篇；制（修）訂國家、行業(yè)及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)；申請發(fā)明專利20項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專利9項(xiàng)；獲各類科技獎勵8項(xiàng)。

在稀土鎂（鋁）合金研究方面，與上海交通大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行輕質(zhì)高強(qiáng)鎂合金集成計(jì)算與制備的項(xiàng)目開發(fā)工作，重點(diǎn)進(jìn)行高強(qiáng)度鑄造鎂合金以及高塑性變形鎂合金的成分設(shè)計(jì)、材料篩選以及合金材料的示范應(yīng)用工作。開發(fā)面向散熱領(lǐng)域的鑭、鈰稀土鎂合金新材料5種，合金材料力學(xué)性能指標(biāo)優(yōu)于ASTM系列中AE44合金，耐腐蝕速度低于10～6 g/h，導(dǎo)熱系數(shù)大于110 W/(mK)，對應(yīng)材料符合應(yīng)用需求。針對稀土鎂（鋁）合金的材料特點(diǎn)，建立對應(yīng)耐腐蝕性能、力學(xué)性能以及微觀組織數(shù)據(jù)庫，完成了10余種稀土輕合金的性能數(shù)據(jù)采集工作。基于應(yīng)用端對高強(qiáng)度、高韌性稀土輕合金材料的需求，進(jìn)行晶粒細(xì)化機(jī)制的研究以及對應(yīng)高效稀土晶粒細(xì)化劑產(chǎn)品的開發(fā)。與此同時，深度開發(fā)稀土輕合金的均質(zhì)純凈化制備技術(shù)，解決稀土鎂合金無熔劑保護(hù)下的純凈熔煉控制難題。緊密對接應(yīng)用需求，對稀土輕合金的鑄造成型技術(shù)進(jìn)行開發(fā)以及拓展工作，形成稀土鎂合金半連續(xù)鑄造及冷室壓鑄技術(shù)，為后續(xù)稀土輕合金的性能調(diào)控以及終端應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

在特殊燒結(jié)釹鐵硼材料研發(fā)方面，開展了垂直軸電機(jī)用釹鐵硼材料、釹鐵硼燒結(jié)輻射多極磁環(huán)、細(xì)晶粒燒結(jié)釹鐵硼磁體以及超高性能稀土永磁材料的開發(fā)。為20kW大功率垂直軸電機(jī)制作的165mm超大磁體提供給用戶進(jìn)行應(yīng)用測試，磁體性能達(dá)到了高性能垂直軸電機(jī)設(shè)計(jì)要求。開發(fā)出5種尺寸規(guī)格的32H、30SH及28SHT釹鐵硼輻射磁環(huán)，批量中試生產(chǎn)磁環(huán)毛坯合格率達(dá)到62%以上，已向用戶提供批量樣品供其在伺服電機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，經(jīng)過多次測試滿足伺服電機(jī)的應(yīng)用要求。通過細(xì)化晶粒、晶界調(diào)控、晶界擴(kuò)散等制備技術(shù)，研制開發(fā)出超高性能釹鐵硼稀土永磁材料，磁能積加矯頑力已超過73。成功開發(fā)出了45UH、48SH等稀土永磁電機(jī)及高端電子產(chǎn)品用高性能磁體，滿足客戶的要求。

在稀土磁制冷技術(shù)及磁制冷機(jī)研究方面，利用優(yōu)化的稀土磁制冷材料和自行設(shè)計(jì)的磁場系統(tǒng)，開展了室溫稀土磁制冷集成技術(shù)研究，

最新研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的室溫磁制冷機(jī)，在冷端裝配117升冷藏室條件下，最大制冷溫差達(dá)到25℃，冷藏室溫度達(dá)到0.1℃，冷端最低溫度達(dá)到-6℃，最大制冷功率為150瓦，運(yùn)行效果良好。該磁制冷機(jī)滿足了冷藏要求，初步具備實(shí)用性，目前正在建設(shè)年產(chǎn)100臺稀土磁制冷機(jī)的中試示范線。該研究成果獲得內(nèi)蒙古自治區(qū)2016年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎。

緊密結(jié)合市場 滿足未來稀土功能材料要求

2018年之后，圍繞國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要工作任務(wù)、研究方向和社會未來需求，結(jié)合國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與運(yùn)行實(shí)施方案要求，繼續(xù)開展稀土資源地采選新技術(shù)領(lǐng)域的“白云鄂博礦物成因及礦物分選性能研究”、“白云鄂博東礦體深部稀土資源勘查與分布規(guī)律研究”、“選鐵尾礦分選高品位氟碳鈰精礦及回收螢石工藝研究”等課題研究工作。

在濕法高效清潔冶煉，開展“水浸渣中磷、稀土、鈮等資源綜合回收技術(shù)開發(fā)”、“高溫酸法尾氣氟、硅資源材料化應(yīng)用技術(shù)開發(fā)”、“稀土分離用新型萃取劑與萃取裝備開發(fā)”和“萃取過程中硫酸根、錳等雜質(zhì)走向與控制技術(shù)研究”的課題研究工作。

在火法高效清潔冶煉領(lǐng)域，主要進(jìn)行“新型清潔節(jié)能稀土金屬電解槽應(yīng)用基礎(chǔ)研究”、“稀土合金制備過程基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目研究工作。

在稀土輕質(zhì)合金材料方面，對稀土鎂（鋁）合金晶粒細(xì)化機(jī)制進(jìn)行研究，使鋁材料晶粒尺寸低于100微米，鎂材料晶粒尺寸低于20微米；基于稀土鎂（鋁）合金熱力學(xué)模型，結(jié)合合金的具體性能要求，構(gòu)建一種合金性能與組織、成分的關(guān)系；建立稀土鎂（鋁）合金性能數(shù)據(jù)庫、熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫；為稀土鎂（鋁）輕合金材料設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

稀土永磁材料領(lǐng)域，開展雙合金法、晶間擴(kuò)散和細(xì)晶粒燒結(jié)釹鐵硼永磁體的制備新技術(shù)研究，制備出最大磁能積+矯頑力大于75的燒結(jié)釹鐵硼材料；開展降低Dy、Tb含量的燒結(jié)釹鐵硼磁體研究，開發(fā)出無重稀土含量的48H產(chǎn)品；開展新型稀土磁性化合物的結(jié)構(gòu)、物理特性研究。

室溫磁制冷材料及磁制冷機(jī)領(lǐng)域，深入開展新型室溫稀土磁制冷機(jī)整機(jī)集成技術(shù)研究，綜合評價(jià)磁制冷材料、磁工質(zhì)、熱交換技術(shù)，降低成本，研制低磁場的實(shí)用型室溫磁制冷冷藏設(shè)備。

稀土磁致伸縮材料方面，主要進(jìn)行多元素添加對鐵基磁致伸縮合金薄帶性能影響機(jī)理研究；用于大口徑天文望遠(yuǎn)鏡自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的磁致伸縮促動器研發(fā)。

稀土等有價(jià)資源綜合回收利用方面，進(jìn)行萃取分離產(chǎn)出稀土料液中有機(jī)污染物去除工藝研究 。

這些課題不僅為稀土功能材料產(chǎn)業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，更緊密結(jié)合市場需求，為稀土產(chǎn)業(yè)鏈延伸，更好滿足“中國制造2025”對稀土功能材料的需求提供技術(shù)支持。