师道如稀土:追忆北京大学李标国教授的科技报国路
师道如稀土:追忆北京大学李标国教授的科技报国路
在稀土分离领域,北京大学化学与分子工程学院的李标国教授(1937-2011)是一个绕不开的名字。作为徐光宪院士团队的核心成员,他毕生致力于稀土分离理论与技术的创新,推动中国从“稀土资源大国”迈向“稀土科技强国”。他不仅是串级萃取理论的核心研究者,更是“三出口工艺”、“回流启动模式”的开拓者,他的研究成果作为“串级萃取理论”体系的关键组成部分,彻底改写了全球稀土分离工业的格局。
一、理论开拓:串级萃取理论的开创性贡献


徐光宪院士团队骨干成员(图片最下方为李标国教授)
20世纪70年代,面对中国稀土分离技术落后、高端材料受制于人的困境,李标国作为徐光宪院士团队的重要骨干,开启了对串级萃取理论的系统性攻关。继徐光宪先生提出的“串级萃取理论I、II”后,1980年,“串级萃取理论III——逆流萃取动态平衡的数学模型”,“串级萃取理论IV、V”等论文相继发表。1986年,李标国等发表的里程碑式论文“串级萃取理论Ⅷ——两组分串级萃取体系回流过程的研究”,提出“恒定混合萃取比体系串级萃取分离的回流启动模式”。该理论通过全回流和单回流启动的定量模拟计算,解决了分离系数小、产品纯度要求高、原料中组成比相差大的串级萃取体系启动运行难题,采用回流启动可以有效缩短这些体系达到稳态的时间,并基本避免常规启动产生的不合格产品。这一突破使稀土分离工艺设计从经验试错走向科学计算,为后续工业放大奠定了数学基础。1993年,李标国等在“稀土萃取分离工艺研究新进展”中进一步系统总结了包括“三出口工艺、料液浓缩技术”等五大创新方向,拓展和完善了稀土分离理论体系,为理论应用于实际生产奠定了基础。其中,他参与发明的“分离生产多种纯度规格稀土的工艺”,通过在多组分三出口工艺基础上建立两组分三出口工艺设计方法,实现了在一套分离工艺中同时获得多种规格产品,大幅提升了生产效率和经济效益。
二、工业变革:从实验室到产业化的跨越
李标国深谙“科研必须服务于国家需求”。他们将主导的理论创新迅速转化为生产力,推动中国稀土分离工业实现了三大跨越:
工艺高效化:当时传统工艺每段仅能获得一种纯产品,而三出口工艺可“同时提取两种纯产品和一种富集物”。以中钇富铕矿分离为例,根据不同矿型和产品结构,新工艺使设备投资降低5~50%,酸碱消耗显著下降。
设计软件化:开发稀土分离“计算机一步放大技术和专家系统”,实现工艺参数快速精准设计。严纯华院士回忆道:“过去需数月试验的工艺,如今通过仿真计算数小时即可完成”。
流程集约化:将稀土皂化、稀土洗涤等工艺集成,大幅提高萃取设备的产能。其团队研发的“有机相连续皂化技术”简化流程,降低能耗30%以上。


李标国教授在试验车间
这些创新使中国稀土分离成本显著降低,竞争力显著增强,多种荧光级产品纯度跃升至99.999%(5N级),支撑了高性能信息领域关键材料的国产化和国际化。今天,中国作为全球稀土产量和高端材料产能的主要承担者,李标国对此功不可没。正因为如此,他赢得了包括亚洲化学会科技成就奖、国家自然科学奖和科技进步奖等多项国内外重要学术奖项。
三、师者本色:育才树人的“稀土精神”
作为北京大学化学系教授,李标国培养了一批领军学者,他常以“科学研究是在黑暗的未知世界中发现星星点点的机会”激励学生,其门下几十位弟子都已成为稀土分离、材料、催化、环保等领域的学科带头人,中国科学院院士严纯华、高松便是其中的杰出代表。在严纯华攻读博士期间,李标国引导其发现“稀土串级萃取中中间组份异常积累”现象,并敏锐指出:“这在稀土分离中可能是普遍规律”。这一指导最终催生出全新多组分分离工艺,使中国稀土技术领先世界。严纯华深情回忆导师的言传身教:“李老师为师、为长,不仅授业,更在育人。他自正其身,通过言传身教,把爱国敬业、无私奉献、淡泊名利的优良传统和科学严谨、勇于创新、平等开放的治学态度传递给了我们。”
李标国教授的夫人彭崇慧老师也是一位著名的分析化学基础课教授。彭老师非常热心,除了学习工作,两位老师在生活上都会给予大家无微不至的关怀。彭老师把李老师的学生当成自己孩子,非常理解学生们离家或在外出差不易,经常邀请学生到家改善伙食,她拿手的四川凉面、酒酿圆子等四川小吃迄今仍为大家津津乐道,是许多同学的美好回忆。出差在外的老师同学,谁家里有点困难,两位老师都非常热心地帮助帮衬,解决大家的后顾之忧,让人非常暖心。
四、学术传承:从分离科学到绿色革命
李标国自1992年在稀土分离企业出差期间突发心血管疾病,但他仍心系稀土分离基础科学研究和技术的产业化应用。每当他的学生取得成绩时,即便后来已重病在身,李标国每次都会给予鼓励,并叮嘱弟子“在荣誉面前保持淡泊之心”。这种谦逊品格恰似稀土元素——虽深藏于泥土,却点亮现代科技。今天,中国稀土产业已成为大国博弈的“科技焦点”,从传统产业到高科技及战略新兴产业,无不凝聚着李标国的智慧结晶及贡献。
李老师的接力棒已交到严纯华、高松、廖春生手里,稀土串级萃取理论仍在深化升级,产业化实践仍在拓展延伸,稀土功能材料研究正在深化,学生们牢记徐光宪、李标国老师的嘱咐,正在为高效、绿色、智能化稀土生产理论和技术的发展,为稀土功能材料和器件的探索,为祖国的稀土事业奋力拼搏。
斯人已逝,精神永存。李标国教授用一生诠释了“立足基础应用,着眼国家需求,把论文写在祖国大地上”的信念。他上承徐光宪先生开创的理论基础,躬身投入科技前沿和国家需求,后继学生培养和传承,他参与研究的串级萃取理论被载入教科书,工艺革新仍运行在工厂车间,他的治学精神更滋养着一代又一代后辈科学家。
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