创新高地驱动“中国稀土”砥砺前行
——白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室建设

文/秦 明

作为内蒙古自治区首批国家重点实验室——白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室为自治区优势特色稀土产业的发展插上了腾飞的翅膀。成立以来，国家重点实验室围绕稀土应用基础研究和竞争前技术研究，制订国际、国家和行业标准，聚集和培养高端人才等中心任务做了大量卓有成效的工作，为白云鄂博矿稀土资源的高效、清洁、高质化利用提供有力的科技支撑。特别是刚刚过去的2017年，国家重点实验室瞄准社会经济发展重大需求及制造强国建设，结合主要研究领域和年度研究任务，共开展各类科研项目37项，发表科技论文22篇，制（修）订国家、行业及团体标准12项，申请发明专利20项，授权发明专利9项，获各类科技奖励8项。进一步增强国家重点实验室的凝聚力、辐射力和影响力，为包钢、包头乃至我国稀土产业发展提供强有力的创新驱动。

抓好顶层设计 打造稀土行业创新高地

作为内蒙古自治区首批仅有的两家国家重点实验室之一，国家和自治区对国家重点实验室建设均寄予厚望，意图通过国家实验室这一创新高地，实现自治区优势特色稀土资源的高效开发、转化增值。

自治区、包头市和包钢高度重视白云鄂博稀土资源开发与综合利用国家重点实验室建设，多次召开专题会议对重点实验室建设与运行实施方案进行论证评审。在广泛征求行业专家和主管部门的意见后，对实验室建设背景，依托单位，建设目标和主要任务，组织结构与运行管理，研究方向和主要内容，年度工作计划安排及学术带头人，条件、队伍与能力建设，经费投入与保障措施等8 个重点方面进行了明确。

根据建设目标，未来，国家重点实验室围绕社会经济发展、制造强国建设等国家重大需求，在稀土采选、高效清洁冶炼技术、稀土轻质合金材料、稀土磁性材料及应用、稀土等有价资源综合回收利用等领域，开展应用基础研究和竞争前共性技术研究，制订国际、国家和行业标准，以提高我国稀土行业自主创新能力和整体技术水平，解决白云鄂博稀土资源综合利用中存在的重大技术难题，引领稀土科研和稀土产业快速发展。建立有效的人才管理和“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，将国家重点实验室建成聚集、培养高端人才，实验装备和科研能力达到国际一流水平的公共创新平台。

高标准推进建设 建设一流科研平台

在刚刚过去的2017年，国家重点实验室本着“建立-完善-发展-再完善”的理念，制定了国家重点实验室相关制度，努力创造良好的科研环境。充分发挥薪酬的激励作用，制定了《国家重点实验室人员薪酬分配办法（试行）》和《评选优秀项目实施办法（试行）》，充分调动了科研人员工作积极性和创新动能。

为提升国家重点实验室研究和分析检测能力、产出更多有特色、高水平、具有原始创新性的研究成果，重点实验室不断更新和完善设备仪器。特别是2017年，重点实验室购置了辉光放电质谱仪、电感耦合等离子体光谱仪、硬磁材料测量系统、半连续真空中频感应炉、磁力分离仪等设备仪器共17台套，设备总投入1834万元，所有设备已投入运行并全部对外开放。

加强队伍建设 培养一流稀土创新团队

人才是科技创新的根基，创新驱动实质上是人才驱动。

为了建设一支能够支撑起国家重点实验室高层次的人才队伍，在国家、自治区的大力支持下，“白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室”成立了学术委员会，聘任严纯华院士为国家重点实验室学术委员会主任，聘任沈保根院士、张洪杰院士为副主任，聘任万立骏院士、徐惠彬院士、丁文江院士、李卫院士、黄小卫院士、王家臣教授、孟健教授、蒋成保教授、陈雯教授、苏海全教授、杨占峰教授和张志宏教授为国家重点实验室学术委员会委员。这一学术委员会几乎囊括了我国稀土行业的所有院士，为国家重点实验室提供科技创新的最强大脑。

为加快人才培养，提升科研人员创新能力，扩展创新思维，国家重点实验室鼓励优秀科研人员进一步深造。2017年度，选派2名青年科研人员到东北大学、北京钢铁研究总院攻读博士研究生。同时，引进中国科技大学、中南大学、大连理工大学、东北大学等重点高校毕业生20人，其中博士3人，硕士17人。目前，已与内蒙古大学、天津大学、内蒙古工业大学等建立了研究生联合培养基地，促进校研深入合作，实现互利双赢。

为调动青年科研人员创新创效的积极性，鼓励青年人才早出成果、快出成果，国家重点实验室设立青年人才创新创效专项资金，根据青年科技人员当年课题、获奖、专利等情况，进行量化考核，择优给予奖励。2017年，共对11名优秀青年科研人员给予了奖励。

此外，2017年国家重点实验室1人获评“中国稀土学会青年科学家奖”，1人获评内蒙古自治区“草原英才”， 8人获评内蒙古自治区“新世纪321人才工程”，为逐步形成稀土地采选、稀土冶金、磁制冷领域等一流研究团队营造条件。

开放共享 让更多智慧在这里聚集

目前，国家重点实验室共征集开放课题20余项，经组织专家评审，并通过学术委员会审定，设立开放课题9项，科研经费共计106万元。2017年度，国家重点实验室开展了多种形式的国内外学术交流活动。累计主办和承办学术会议5次，参加国际会议42人次，国内会议130人次，作大会报告50人次。组织召开“室温磁制冷技术发展趋势国际研讨会”、“第五届稀土在空天材料中的应用研讨会”、“白云鄂博资源战略发展研讨会”、“稀土新材料前沿技术与展望”高级研修班，承办2017北京洪堡论坛“稀土材料”主题论坛。通过这些举措，国家重点实验室吸引更多的全球智慧在实验室汇聚，让全球方案为中国稀土产业的发展出谋划策。

加强科技供给 让创新开花结果

2017年度，国家重点实验室在各领域进行了相关研究工作，并取得阶段性的研究成果，发表科技论文22篇；制（修）订国家、行业及团体标准12项；申请发明专利20项，授权发明专利9项；获各类科技奖励8项。

在稀土镁（铝）合金研究方面，与上海交通大学联合进行轻质高强镁合金集成计算与制备的项目开发工作，重点进行高强度铸造镁合金以及高塑性变形镁合金的成分设计、材料筛选以及合金材料的示范应用工作。开发面向散热领域的镧、铈稀土镁合金新材料5种，合金材料力学性能指标优于ASTM系列中AE44合金，耐腐蚀速度低于10～6 g/h，导热系数大于110 W/(mK)，对应材料符合应用需求。针对稀土镁（铝）合金的材料特点，建立对应耐腐蚀性能、力学性能以及微观组织数据库，完成了10余种稀土轻合金的性能数据采集工作。基于应用端对高强度、高韧性稀土轻合金材料的需求，进行晶粒细化机制的研究以及对应高效稀土晶粒细化剂产品的开发。与此同时，深度开发稀土轻合金的均质纯净化制备技术，解决稀土镁合金无熔剂保护下的纯净熔炼控制难题。紧密对接应用需求，对稀土轻合金的铸造成型技术进行开发以及拓展工作，形成稀土镁合金半连续铸造及冷室压铸技术，为后续稀土轻合金的性能调控以及终端应用奠定基础。

在特殊烧结钕铁硼材料研发方面，开展了垂直轴电机用钕铁硼材料、钕铁硼烧结辐射多极磁环、细晶粒烧结钕铁硼磁体以及超高性能稀土永磁材料的开发。为20kW大功率垂直轴电机制作的165mm超大磁体提供给用户进行应用测试，磁体性能达到了高性能垂直轴电机设计要求。开发出5种尺寸规格的32H、30SH及28SHT钕铁硼辐射磁环，批量中试生产磁环毛坯合格率达到62%以上，已向用户提供批量样品供其在伺服电机上进行应用试验，经过多次测试满足伺服电机的应用要求。通过细化晶粒、晶界调控、晶界扩散等制备技术，研制开发出超高性能钕铁硼稀土永磁材料，磁能积加矫顽力已超过73。成功开发出了45UH、48SH等稀土永磁电机及高端电子产品用高性能磁体，满足客户的要求。

在稀土磁制冷技术及磁制冷机研究方面，利用优化的稀土磁制冷材料和自行设计的磁场系统，开展了室温稀土磁制冷集成技术研究，

最新研发的具有自主知识产权的室温磁制冷机，在冷端装配117升冷藏室条件下，最大制冷温差达到25℃，冷藏室温度达到0.1℃，冷端最低温度达到-6℃，最大制冷功率为150瓦，运行效果良好。该磁制冷机满足了冷藏要求，初步具备实用性，目前正在建设年产100台稀土磁制冷机的中试示范线。该研究成果获得内蒙古自治区2016年度科学技术进步一等奖。

紧密结合市场 满足未来稀土功能材料要求

2018年之后，围绕国家重点实验室主要工作任务、研究方向和社会未来需求，结合国家重点实验室建设与运行实施方案要求，继续开展稀土资源地采选新技术领域的“白云鄂博矿物成因及矿物分选性能研究”、“白云鄂博东矿体深部稀土资源勘查与分布规律研究”、“选铁尾矿分选高品位氟碳铈精矿及回收萤石工艺研究”等课题研究工作。

在湿法高效清洁冶炼，开展“水浸渣中磷、稀土、铌等资源综合回收技术开发”、“高温酸法尾气氟、硅资源材料化应用技术开发”、“稀土分离用新型萃取剂与萃取装备开发”和“萃取过程中硫酸根、锰等杂质走向与控制技术研究”的课题研究工作。

在火法高效清洁冶炼领域，主要进行“新型清洁节能稀土金属电解槽应用基础研究”、“稀土合金制备过程基础研究”项目研究工作。

在稀土轻质合金材料方面，对稀土镁（铝）合金晶粒细化机制进行研究，使铝材料晶粒尺寸低于100微米，镁材料晶粒尺寸低于20微米；基于稀土镁（铝）合金热力学模型，结合合金的具体性能要求，构建一种合金性能与组织、成分的关系；建立稀土镁（铝）合金性能数据库、热力学数据库；为稀土镁（铝）轻合金材料设计提供依据。

稀土永磁材料领域，开展双合金法、晶间扩散和细晶粒烧结钕铁硼永磁体的制备新技术研究，制备出最大磁能积+矫顽力大于75的烧结钕铁硼材料；开展降低Dy、Tb含量的烧结钕铁硼磁体研究，开发出无重稀土含量的48H产品；开展新型稀土磁性化合物的结构、物理特性研究。

室温磁制冷材料及磁制冷机领域，深入开展新型室温稀土磁制冷机整机集成技术研究，综合评价磁制冷材料、磁工质、热交换技术，降低成本，研制低磁场的实用型室温磁制冷冷藏设备。

稀土磁致伸缩材料方面，主要进行多元素添加对铁基磁致伸缩合金薄带性能影响机理研究；用于大口径天文望远镜自适应光学系统的磁致伸缩促动器研发。

稀土等有价资源综合回收利用方面，进行萃取分离产出稀土料液中有机污染物去除工艺研究 。

这些课题不仅为稀土功能材料产业提供了强有力的技术支持，更紧密结合市场需求，为稀土产业链延伸，更好满足“中国制造2025”对稀土功能材料的需求提供技术支持。