回到省工业厅招待所,吕辰三人立即投入工作。
钱兰摊开厚厚的笔记本和在弄弄坪收集的资料,地质图复印件、冶炼试验数据、现场记录、联合实验室的意向书草案……
吕辰揉了揉眉心:“先理清要点,联合实验室的框架、材料分析设备的清单、特种冶金控制系统的合作意向,这是三项核心。我负责把技术需求部分再提炼一下,特别是对高纯度钒、钛、钴靶材的阶段性指标。”
钱兰道:“我负责弄弄坪的现场数据和问题分析汇总,突出他们现有手段的局限和我们能提供的提升路径。”
吴国华道:“你们这些都做了,那我就把这一路,关于特种材料需求的观察,做一个简要的附录吧,理清楚脉络。”
分工完毕,三人就埋头办事了,纸页翻动,笔尖在纸上沙沙作响……
一直做了一个多小时,总算整完毕。
吕辰拿起那块来自会泽的矿石,看向两位同伴:“这个东西……是关键,也是变数。老先生凭经验推断有锗,但工业开采价值、储量、伴生情况、提取难度,一切未知。”
吴国华接口道:“昆明贵研所是国内贵金属和稀有金属分析、提纯的权威,他们应该有条件做定性和半定量分析。”
“对。”吕辰下定决心,“明天就带去贵研所。但在那之前,必须向刘教授汇报。会泽若真有可观的锗矿,意义重大,这就不再仅仅是我们调研范围能决定的事情了。”
吕辰深吸一口气,用力摇动床头柜上的老式摇把电话。
“总机,请接北京,清华大学,转红星工业研究所,找刘星海教授。急事。”他的声音带着不容置疑的郑重。
等待很漫长,听筒里传来滋滋的电流声、遥远的接线员对话片段、以及无法辨明的噪音。
约莫过了十几分钟,终于,刘星海教授的声音穿透了杂音,清晰地传来。
“喂?我是刘星海。”
“刘教授,我是吕辰。”吕辰身体不自觉前倾,“我们现在在昆明,省工业厅招待所。”
“昆明?你们到春城了。路上还顺利吗?弄弄坪那边情况如何?”刘教授的话语简洁,直奔主题,透着关切。
“教授,弄弄坪的调研已经结束,收获超出预期。”吕辰用最凝练的语言,汇报了弄弄坪基地在钒钛磁铁矿综合利用上的困境与决心,以及双方达成的建立现场材料分析实验室、合作研发精密控制系统、将基地纳入特种材料预备供应体系的三大合作意向。
刘教授赞许道:“很好!弄弄坪是战略资源宝库,他们的困难是共性的,你们的切入点和合作模式很务实,既解决了他们的急需,也为‘星河计划’锁定了未来的材料源头。相关材料和意向书,要收好。”
“是,教授,我们正在整理。”吕辰顿了顿,“教授,除了弄弄坪,我们在昆明还有一个意外发现,可能需要您的指示。”
“哦?什么发现?”刘教授捕捉到吕辰的语气不一般。
“今天,我们探访西南联大旧址,遇到一位联大老校友,现在是云南师大的地理系教授。他根据矿床学经验推断,并提供了一块标本,认为云南会泽地区一个老铜矿,很可能伴生有工业品位的锗矿,可能还有铟等其他稀有金属。”
“锗?”电话那头,刘星海的声音明显凝重起来。
“是的,锗。标本我们已经拿到,准备明天就送交贵研所化验分析。”吕辰语速加快,“教授,如果化验结果证实老先生判断,确有开采价值,我们该如何处理?这超出了我们此行的调研范围,也涉及地方矿产资源的勘探与开发权限。”
电话线两端都沉默了几秒,只有电流声细微地嘶响。
吴国华和钱兰也停下笔,屏息凝神地等待着北京方向的决断。
刘星海教授的声音再次响起:“吕辰,你们这个发现非常重要。锗是电子工业的重要粮食,如果我国能有自己的稳定锗矿来源,意义非同小可。”
他略作沉吟,继续道:“我现在授权你们,在昆明见机行事。第一,立即与贵研所取得联系,请他们以最快速度、最高保密级别对矿石标本进行化验,我们需要确凿的定性和初步定量数据。第二,如果化验结果积极,你们可以以‘星河计划’前期调研的名义,与贵研所、云南省相关工业部门进行初步接触,探明进一步勘探的可能性与合作意向。但记住,只接触,不承诺,不越权。第三,所有进展,随时向我汇报。我会在北京同步协调地质部、冶金部和云南省方面。一旦证实有重大价值,‘星河计划’指挥部将正式介入,申请组织专项勘探。”
“明白!”吕辰心中一定,“我们一定谨慎处理,随时汇报。”
“好。你们也注意休息,这一路辛苦了。”刘教授的语气缓和下来,“按计划继续你们的工作。会泽的事,有了确切消息再说。”
“是,教授。您也保重身体。”
挂断电话,听筒放回机座,房间内一时安静,只余窗外隐约的夜虫鸣叫。
吕辰转过身,看着吴国华和钱兰。
三人的眼中,都跳动着同样的光芒,那是一种发现新大陆般的兴奋,混合着沉甸甸的责任感。
“刘教授授权了。”吕辰沉声道,“明天一早,我们就去贵研所。这块石头,说不定真能敲开一扇新的大门。”
第二天上午,他们按照计划,前往昆明贵金属研究所。
贵研所背靠长虫山,环境清幽。
经过门卫严格的登记和电话核实,一位姓杨的研究员出来迎接。
他约莫三十五六岁,戴着深度眼镜,脸色有些苍白,是长期在实验室里不见阳光的那种白,但眼神很亮,透着知识分子的专注。
“三位同志路上辛苦了。”杨研究员语速很快,带着明显的江浙口音,“我是杨文斌,搞分析化学,接到部里通知,说你们要来调研,我们已经准备了几天。”
吕辰与他握手:“杨工你好,我是吕辰,这位是吴国华,这位是钱兰。这次来主要是想了解贵所在贵金属和稀有金属材料方面的研究情况,特别是高纯度材料的制备工艺。”
“明白,明白。”杨文斌点头,“我们所长和几位老专家都在会议室等着了,这边请。”
研究所的院子不小,但建筑很朴素,大多是青砖灰瓦的平房,只有一栋三层的主楼算是气派。
院子里种着不少柏树和竹子,还有些不知名的花草,打理得很整齐。
空气中弥漫着一股淡淡的化学试剂气味,混合着植物的清香,形成一种独特的研究所味道。
会议室在主楼二层,不大,约能坐二十来人。
墙上挂着元素周期表和几张工艺流程图,长条会议桌上铺着绿色的绒布,已经有些褪色。
房间里坐着七八个人,大多是四五十岁年纪,有几位头发已经花白。
主位上是位六十岁左右的老者,面容清癯,目光锐利,穿着洗得发白的中山装,但熨烫得笔挺。
杨文斌介绍:“这位是我们所的张德文所长,我国贵金属冶金领域的专家。”
张所长起身,与吕辰三人一一握手:“欢迎三位同志,没想到你们‘星河计划’会来到我们这西南边陲。”
他的声音带着浓重的云南口音,但每个字都咬得很清楚。
“张所长客气了,”吕辰说,“贵所在特种金属材料方面的研究全国知名,我们对高纯度半导体材料和贵金属靶材有迫切需求,这次是专程来学习的。”
众人落座,张所长开门见山:“那咱们就直接进入正题,小杨,你先介绍一下我们所的基本情况。”
杨文斌走到墙边,拿起一根细长的竹竿,指着元素周期表上的几个位置:“我们所主要研究方向集中在铂族金属,铂、钯、铑、铱、锇、钌,以及金、银等传统贵金属。同时,也涉及一些稀有金属和稀散金属,比如锗、铟、镓等。”
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(99999)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(999)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03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。显示,铜含量23,铅41,锌58……”杨文斌快速念着数据,最后深吸一口气,“锗含量0017。”
“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。过浮选把锌精矿品位提高到50,那锗的品位就能达到01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。
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。