第354章 贵研所(2 / 2)

他顿了顿,继续道:“我们的工作主要包括几个方面:一是矿物中贵金属的提取与分离工艺研究;二是高纯度贵金属材料的制备与提纯;三是贵金属在工业、国防、医疗等领域的应用开发;四是贵金属废料的回收与再生。”

钱兰边记录边问:“杨工,所里现在能制备的最高纯度是多少?”

“这要看具体材料。”杨文斌推了推眼镜,“对于铂、金这些,通过电解精炼和区域熔炼,实验室能做到五个九(99.999%)的纯度,小批量没问题。但对于锗、镓这些稀散金属,工艺还不成熟,能稳定做到三个九(99.9%)就不错了。”

吴国华问:“那产能呢?如果我们需要公斤级的高纯锗,能不能提供?”

会议室里安静了一下。

张所长接过话头:“吴工,实话实说,做不到。不是技术问题,是原料问题。云南锡、铜、铅锌矿丰富,很多矿石里伴生着锗、铟、镓这些稀散金属。但问题在于,这些元素含量极低,通常每吨矿石只有几克到几十克,而且分布极不均匀。”

他眼神严肃:“要获得公斤级的高纯锗,首先得有百吨级的含锗精矿。而目前国内,还没有一个真正意义上的、可供工业化开采的独立锗矿。我们所用的锗原料,都是从铅锌冶炼厂的烟尘、废渣里一点点回收的,来源不稳定,成分复杂,提纯难度极大。”

这话说得实在,但也点出了问题的核心,材料来源。

吕辰从包里取出那个小布袋,放在会议桌上,解开布袋,露出那块灰黑色的矿石标本。

“张所长,各位专家,我们偶然得到一个线索。这是从会泽者海附近一个老铜矿坑采集的,给我们的人是研究地理矿床的,他推测,这可能是一个多金属伴生矿,除了铜,可能富含铅、锌,还有——锗。”

矿石在会议桌的绿色绒布上显得格外醒目,一位头发全白的周姓老专家,是所里资深的矿物学家,他拿起矿石,对着窗户的光线仔细观察。

又用小锤轻轻敲下一小块,在白色瓷板上划出一道痕迹。

“灰黑色,金属光泽,条痕灰黑……,确实有黄铜矿,也有方铅矿的特征。”周老喃喃自语,又拿起放大镜仔细观察那些银色的小斑点,“这些……可能是辉锑矿,但颜色偏银灰,也可能是含锗的矿物。”

他抬头看向吕辰:“吕同志,那位专家还说了什么?”

吕辰复述了老先生关于矿床产状、围岩蚀变以及“川滇黔多金属成矿带”的分析。

周老沉吟片刻,缓缓点头:“分析得有理有据。会泽一带,明清时期就是东川铜矿的重要组成部分,矿脉复杂,出现铅锌锗伴生是完全有可能的。”

他指着矿石上一个灰白色的细脉:“这个可能是闪锌矿,但颜色偏暗,这种类型的闪锌矿,往往就是锗的主要载体矿物之一。”

张所长眼睛亮了:“周老,您觉得有工业价值吗?”

“光看一块标本,谁也不敢打包票。”周老谨慎地说,“但值得去勘察。如果真如那位专家所说,是一个多金属伴生矿体,而且锗的赋存状态有利于选矿分离,那就有开采价值。”

他看向吕辰:“这块标本,可以留给我们做详细分析吗?我们需要做岩相分析、化学分析,甚至可能要做电子探针,才能确定各种元素的含量和微观分布。”

吕辰毫不犹豫:“当然可以,这也是我们带来所里的目的之一。而且,如果分析结果乐观,我们愿意与贵研所、还有昆明的冶金研究所联合,对会泽这个矿点进行系统勘察。”

张所长点头:“好!如果真能找到可靠的锗矿来源,那对我们国家的电子工业,可是个重大利好!”

他转向杨文斌:“小杨,你亲自负责这块标本的分析,所有设备优先使用,尽快拿出初步结果。”

“是,所长!”杨文斌郑重地接过矿石标本。

接下来,吕辰详细介绍了“星河计划”对高纯度材料的需求清单,五个九以上的锗单晶、高纯度的金、铝、钛靶材,以及未来可能需要的砷化镓、磷化铟等化合物半导体材料。

贵研所的专家们也展示了他们的技术家底,真空感应熔炼炉、区域熔炼提纯设备、高温扩散炉、精密化学分析实验室。

虽然设备大多陈旧,有些甚至是抗战时期从内地迁来的老古董,但维护得很好,操作规范严谨。

最让吕辰印象深刻的,是所里自制的“石英舟区熔炉”。

用于锗单晶提纯的,核心部件是一个透明石英管,里面放置着锗锭,管外是用铜管绕制的加热线圈,可以沿着石英管缓慢移动。

操作这台设备的老师傅五十多岁,手上布满烫伤留下的疤痕。

他一边演示一边解释:“温度要控制在937度,正好是锗的熔点。加热线圈移动速度每小时5厘米,快了纯度不够,慢了效率太低。一共要通过八次,才能把杂质‘赶’到两端。”

他指着石英管两端发黑的部分:“看,杂质都集中在这儿了,中间这段,能达到四个九的纯度。”他小心翼翼地用金刚石切割刀切下中间最纯净的一段,约手指粗细,五厘米长,在灯光下泛着灰黑色的金属光泽,“就这一小段,要炼一个星期。”

吴国华拿起那截锗锭,入手沉甸甸的:“郑师傅,这一段的成本大概多少?”

郑师傅苦笑:“光电费、氩气、石英管损耗,就得两百多块钱。这还不算人工和原料成本。要是算上原料锗的获取成本,更贵。所以我们现在只做研究用的小样品,不敢想大规模生产。”

这话道出了现实的残酷。

没有稳定、廉价的原料来源,没有成熟的规模化工艺,高纯度半导体材料就只能停留在实验室阶段,无法支撑一个产业的发展。

下午,张所长带他们参观了贵金属应用实验室。

这里的研究更接近实用,铂铑热电偶用于高温测量,金丝键合用于半导体封装,银浆用于厚膜电路,铂催化剂用于化工生产……

在一个工作台前,一位年轻的女技术员正在用显微镜观察一片指甲盖大小的陶瓷片。

陶瓷片上用金浆印刷着精细的电路图案,线条宽度只有零点几毫米。

“这是我们在研的厚膜混合电路,”技术员介绍,“用于航空仪表的信号调理。金浆是我们自己配的,金粉纯度五个九,玻璃粉要调整到合适的膨胀系数,印刷后经过高温烧结,导电性和附着力都要达标。”

钱兰仔细观察着那些细如发丝的线条:“线条宽度能做到多少?”

“目前稳定在0.3毫米,再细就难了,印刷网版和浆料流变性都要重新设计。”技术员说,“与集成电路的微米级相比,差了三个数量级。”

吕辰点点头:“确实,但原理是相通的,都是要把导电材料精确地布置在绝缘基板上。你们的厚膜工艺经验,对我们设计封装和互连方案,很有参考价值。”

参观结束,回到会议室时,已经是下午六点过。

杨文斌拿着几页刚刚写好的分析报告,匆匆走进来,脸上带着兴奋的红晕:“所长,初步结果出来了!”

所有人都站了起来。

“岩相分析确认,主要矿物是黄铜矿、方铅矿、闪锌矿,还有少量黄铁矿。化学分析显示,铜含量2.3%,铅4.1%,锌5.8%……”杨文斌快速念着数据,最后深吸一口气,“锗含量0.017%。”

“0.017%?”张所长重复了一遍,“也就是每吨矿石含170克锗?”

“对!”杨文斌激动地说,“而且电子探针显示,锗主要赋存在闪锌矿中,是以类质同象形式替代锌,这种赋存状态有利于选矿富集。如果能通过浮选把锌精矿品位提高到50%,那锗的品位就能达到0.1%以上,完全具备工业回收价值!”

会议室里响起一阵低低的惊叹声。

0.017%的品位,在矿业上不算高,但对于锗这种稀散金属来说,已经相当可观。

更重要的是,这是在一个已知的老矿坑里发现的,说明矿体确实存在,而且规模可能不小。

吕辰三人对视一眼,都看到了彼此眼中的振奋。

西南联大那位老先生,真的给了他们一个宝贵的线索。