回到省工業廳招待所,呂辰三人立即投入工作。
錢蘭攤開厚厚的筆記本和在弄弄坪收集的資料,地質圖影印件、冶煉試驗資料、現場記錄、聯合實驗室的意向書草案……
呂辰揉了揉眉心:“先理清要點,聯合實驗室的框架、材料分析裝置的清單、特種冶金控制系統的合作意向,這是三項核心。我負責把技術需求部分再提煉一下,特別是對高純度釩、鈦、鈷靶材的階段性指標。”
錢蘭道:“我負責弄弄坪的現場資料和問題分析彙總,突出他們現有手段的侷限和我們能提供的提升路徑。”
吳國華道:“你們這些都做了,那我就把這一路,關於特種材料需求的觀察,做一個簡要的附錄吧,理清楚脈絡。”
分工完畢,三人就埋頭辦事了,紙頁翻動,筆尖在紙上沙沙作響……
一直做了一個多小時,總算整完畢。
呂辰拿起那塊來自會澤的礦石,看向兩位同伴:“這個東西……是關鍵,也是變數。老先生憑經驗推斷有鍺,但工業開採價值、儲量、伴生情況、提取難度,一切未知。”
吳國華介面道:“昆明貴研所是國內貴金屬和稀有金屬分析、提純的權威,他們應該有條件做定性和半定量分析。”
“對。”呂辰下定決心,“明天就帶去貴研所。但在那之前,必須向劉教授彙報。會澤若真有可觀的鍺礦,意義重大,這就不再僅僅是我們調研範圍能決定的事情了。”
呂辰深吸一口氣,用力搖動床頭櫃上的老式搖把電話。
“總機,請接北京,清華大學,轉紅星工業研究所,找劉星海教授。急事。”他的聲音帶著不容置疑的鄭重。
等待很漫長,聽筒裡傳來滋滋的電流聲、遙遠的接線員對話片段、以及無法辨明的噪音。
約莫過了十幾分鍾,終於,劉星海教授的聲音穿透了雜音,清晰地傳來。
“喂?我是劉星海。”
“劉教授,我是呂辰。”呂辰身體不自覺前傾,“我們現在在昆明,省工業廳招待所。”
“昆明?你們到春城了。路上還順利嗎?弄弄坪那邊情況如何?”劉教授的話語簡潔,直奔主題,透著關切。
“教授,弄弄坪的調研已經結束,收穫超出預期。”呂辰用最凝練的語言,彙報了弄弄坪基地在釩鈦磁鐵礦綜合利用上的困境與決心,以及雙方達成的建立現場材料分析實驗室、合作研發精密控制系統、將基地納入特種材料預備供應體系的三大合作意向。
劉教授讚許道:“很好!弄弄坪是戰略資源寶庫,他們的困難是共性的,你們的切入點和合作模式很務實,既解決了他們的急需,也為‘星河計劃’鎖定了未來的材料源頭。相關材料和意向書,要收好。”
“是,教授,我們正在整理。”呂辰頓了頓,“教授,除了弄弄坪,我們在昆明還有一個意外發現,可能需要您的指示。”
“哦?甚麼發現?”劉教授捕捉到呂辰的語氣不一般。
“今天,我們探訪西南聯大舊址,遇到一位聯大老校友,現在是雲南師大的地理系教授。他根據礦床學經驗推斷,並提供了一塊標本,認為雲南會澤地區一個老銅礦,很可能伴生有工業品位的鍺礦,可能還有銦等其他稀有金屬。”
“鍺?”電話那頭,劉星海的聲音明顯凝重起來。
“是的,鍺。標本我們已經拿到,準備明天就送交貴研所化驗分析。”呂辰語速加快,“教授,如果化驗結果證實老先生判斷,確有開採價值,我們該如何處理?這超出了我們此行的調研範圍,也涉及地方礦產資源的勘探與開發許可權。”
電話線兩端都沉默了幾秒,只有電流聲細微地嘶響。
吳國華和錢蘭也停下筆,屏息凝神地等待著北京方向的決斷。
劉星海教授的聲音再次響起:“呂辰,你們這個發現非常重要。鍺是電子工業的重要糧食,如果我國能有自己的穩定鍺礦來源,意義非同小可。”
他略作沉吟,繼續道:“我現在授權你們,在昆明見機行事。第一,立即與貴研所取得聯絡,請他們以最快速度、最高保密級別對礦石標本進行化驗,我們需要確鑿的定性和初步定量資料。第二,如果化驗結果積極,你們可以以‘星河計劃’前期調研的名義,與貴研所、雲南省相關工業部門進行初步接觸,探明進一步勘探的可能性與合作意向。但記住,只接觸,不承諾,不越權。第三,所有進展,隨時向我彙報。我會在北京同步協調地質部、冶金部和雲南省方面。一旦證實有重大價值,‘星河計劃’指揮部將正式介入,申請組織專項勘探。”
“明白!”呂辰心中一定,“我們一定謹慎處理,隨時彙報。”
“好。你們也注意休息,這一路辛苦了。”劉教授的語氣緩和下來,“按計劃繼續你們的工作。會澤的事,有了確切訊息再說。”
“是,教授。您也保重身體。”
結束通話電話,聽筒放回機座,房間內一時安靜,只餘窗外隱約的夜蟲鳴叫。
呂辰轉過身,看著吳國華和錢蘭。
三人的眼中,都跳動著同樣的光芒,那是一種發現新大陸般的興奮,混合著沉甸甸的責任感。
“劉教授授權了。”呂辰沉聲道,“明天一早,我們就去貴研所。這塊石頭,說不定真能敲開一扇新的大門。”
第二天上午,他們按照計劃,前往昆明貴金屬研究所。
貴研所背靠長蟲山,環境清幽。
經過門衛嚴格的登記和電話核實,一位姓楊的研究員出來迎接。
他約莫三十五六歲,戴著深度眼鏡,臉色有些蒼白,是長期在實驗室裡不見陽光的那種白,但眼神很亮,透著知識分子的專注。
“三位同志路上辛苦了。”楊研究員語速很快,帶著明顯的江浙口音,“我是楊文斌,搞分析化學,接到部裡通知,說你們要來調研,我們已經準備了幾天。”
呂辰與他握手:“楊工你好,我是呂辰,這位是吳國華,這位是錢蘭。這次來主要是想了解貴所在貴金屬和稀有金屬材料方面的研究情況,特別是高純度材料的製備工藝。”
“明白,明白。”楊文斌點頭,“我們所長和幾位老專家都在會議室等著了,這邊請。”
研究所的院子不小,但建築很樸素,大多是青磚灰瓦的平房,只有一棟三層的主樓算是氣派。
院子裡種著不少柏樹和竹子,還有些不知名的花草,打理得很整齊。
空氣中瀰漫著一股淡淡的化學試劑氣味,混合著植物的清香,形成一種獨特的研究所味道。
會議室在主樓二層,不大,約能坐二十來人。
牆上掛著元素週期表和幾張工藝流程圖,長條會議桌上鋪著綠色的絨布,已經有些褪色。
房間裡坐著七八個人,大多是四五十歲年紀,有幾位頭髮已經花白。
主位上是位六十歲左右的老者,面容清癯,目光銳利,穿著洗得發白的中山裝,但熨燙得筆挺。
楊文斌介紹:“這位是我們所的張德文所長,我國貴金屬冶金領域的專家。”
張所長起身,與呂辰三人一一握手:“歡迎三位同志,沒想到你們‘星河計劃’會來到我們這西南邊陲。”
他的聲音帶著濃重的雲南口音,但每個字都咬得很清楚。
“張所長客氣了,”呂辰說,“貴所在特種金屬材料方面的研究全國知名,我們對高純度半導體材料和貴金屬靶材有迫切需求,這次是專程來學習的。”
眾人落座,張所長開門見山:“那咱們就直接進入正題,小楊,你先介紹一下我們所的基本情況。”
楊文斌走到牆邊,拿起一根細長的竹竿,指著元素週期表上的幾個位置:“我們所主要研究方向集中在鉑族金屬,鉑、鈀、銠、銥、鋨、釕,以及金、銀等傳統貴金屬。同時,也涉及一些稀有金屬和稀散金屬,比如鍺、銦、鎵等。”
他頓了頓,繼續道:“我們的工作主要包括幾個方面:一是礦物中貴金屬的提取與分離工藝研究;二是高純度貴金屬材料的製備與提純;三是貴金屬在工業、國防、醫療等領域的應用開發;四是貴金屬廢料的回收與再生。”
錢蘭邊記錄邊問:“楊工,所裡現在能製備的最高純度是多少?”
“這要看具體材料。”楊文斌推了推眼鏡,“對於鉑、金這些,透過電解精煉和區域熔鍊,實驗室能做到五個九(%)的純度,小批次沒問題。但對於鍺、鎵這些稀散金屬,工藝還不成熟,能穩定做到三個九(99.9%)就不錯了。”
吳國華問:“那產能呢?如果我們需要公斤級的高純鍺,能不能提供?”
會議室裡安靜了一下。
張所長接過話頭:“吳工,實話實說,做不到。不是技術問題,是原料問題。雲南錫、銅、鉛鋅礦豐富,很多礦石裡伴生著鍺、銦、鎵這些稀散金屬。但問題在於,這些元素含量極低,通常每噸礦石只有幾克到幾十克,而且分佈極不均勻。”
他眼神嚴肅:“要獲得公斤級的高純鍺,首先得有百噸級的含鍺精礦。而目前國內,還沒有一個真正意義上的、可供工業化開採的獨立鍺礦。我們所用的鍺原料,都是從鉛鋅冶煉廠的煙塵、廢渣裡一點點回收的,來源不穩定,成分複雜,提純難度極大。”
這話說得實在,但也點出了問題的核心,材料來源。
呂辰從包裡取出那個小布袋,放在會議桌上,解開布袋,露出那塊灰黑色的礦石標本。
“張所長,各位專家,我們偶然得到一個線索。這是從會澤者海附近一個老銅礦坑採集的,給我們的人是研究地理礦床的,他推測,這可能是一個多金屬伴生礦,除了銅,可能富含鉛、鋅,還有——鍺。”
礦石在會議桌的綠色絨布上顯得格外醒目,一位頭髮全白的周姓老專家,是所裡資深的礦物學家,他拿起礦石,對著窗戶的光線仔細觀察。
又用小錘輕輕敲下一小塊,在白色瓷板上劃出一道痕跡。
“灰黑色,金屬光澤,條痕灰黑……,確實有黃銅礦,也有方鉛礦的特徵。”周老喃喃自語,又拿起放大鏡仔細觀察那些銀色的小斑點,“這些……可能是輝銻礦,但顏色偏銀灰,也可能是含鍺的礦物。”
他抬頭看向呂辰:“呂同志,那位專家還說了甚麼?”
呂辰複述了老先生關於礦床產狀、圍巖蝕變以及“川滇黔多金屬成礦帶”的分析。
周老沉吟片刻,緩緩點頭:“分析得有理有據。會澤一帶,明清時期就是東川銅礦的重要組成部分,礦脈複雜,出現鉛鋅鍺伴生是完全有可能的。”
他指著礦石上一個灰白色的細脈:“這個可能是閃鋅礦,但顏色偏暗,這種型別的閃鋅礦,往往就是鍺的主要載體礦物之一。”
張所長眼睛亮了:“周老,您覺得有工業價值嗎?”
“光看一塊標本,誰也不敢打包票。”周老謹慎地說,“但值得去勘察。如果真如那位專家所說,是一個多金屬伴生礦體,而且鍺的賦存狀態有利於選礦分離,那就有開採價值。”
他看向呂辰:“這塊標本,可以留給我們做詳細分析嗎?我們需要做巖相分析、化學分析,甚至可能要做電子探針,才能確定各種元素的含量和微觀分佈。”
呂辰毫不猶豫:“當然可以,這也是我們帶來所裡的目的之一。而且,如果分析結果樂觀,我們願意與貴研所、還有昆明的冶金研究所聯合,對會澤這個礦點進行系統勘察。”
張所長點頭:“好!如果真能找到可靠的鍺礦來源,那對我們國家的電子工業,可是個重大利好!”
他轉向楊文斌:“小楊,你親自負責這塊標本的分析,所有裝置優先使用,儘快拿出初步結果。”
“是,所長!”楊文斌鄭重地接過礦石標本。
接下來,呂辰詳細介紹了“星河計劃”對高純度材料的需求清單,五個九以上的鍺單晶、高純度的金、鋁、鈦靶材,以及未來可能需要的砷化鎵、磷化銦等化合物半導體材料。
貴研所的專家們也展示了他們的技術家底,真空感應熔煉爐、區域熔鍊提純裝置、高溫擴散爐、精密化學分析實驗室。
雖然裝置大多陳舊,有些甚至是抗戰時期從內地遷來的老古董,但維護得很好,操作規範嚴謹。
最讓呂辰印象深刻的,是所裡自制的“石英舟區熔爐”。
用於鍺單晶提純的,核心部件是一個透明石英管,裡面放置著鍺錠,管外是用銅管繞制的加熱線圈,可以沿著石英管緩慢移動。
操作這臺裝置的老師傅五十多歲,手上佈滿燙傷留下的疤痕。
他一邊演示一邊解釋:“溫度要控制在937度,正好是鍺的熔點。加熱線圈移動速度每小時5厘米,快了純度不夠,慢了效率太低。一共要透過八次,才能把雜質‘趕’到兩端。”
他指著石英管兩端發黑的部分:“看,雜質都集中在這兒了,中間這段,能達到四個九的純度。”他小心翼翼地用金剛石切割刀切下中間最純淨的一段,約手指粗細,五厘米長,在燈光下泛著灰黑色的金屬光澤,“就這一小段,要煉一個星期。”
吳國華拿起那截鍺錠,入手沉甸甸的:“鄭師傅,這一段的成本大概多少?”
鄭師傅苦笑:“光電費、氬氣、石英管損耗,就得兩百多塊錢。這還不算人工和原料成本。要是算上原料鍺的獲取成本,更貴。所以我們現在只做研究用的小樣品,不敢想大規模生產。”
這話道出了現實的殘酷。
沒有穩定、廉價的原料來源,沒有成熟的規模化工藝,高純度半導體材料就只能停留在實驗室階段,無法支撐一個產業的發展。
下午,張所長帶他們參觀了貴金屬應用實驗室。
這裡的研究更接近實用,鉑銠熱電偶用於高溫測量,金絲鍵合用於半導體封裝,銀漿用於厚膜電路,鉑催化劑用於化工生產……
在一個工作臺前,一位年輕的女技術員正在用顯微鏡觀察一片指甲蓋大小的陶瓷片。
陶瓷片上用金漿印刷著精細的電路圖案,線條寬度只有零點幾毫米。
“這是我們在研的厚膜混合電路,”技術員介紹,“用於航空儀表的訊號調理。金漿是我們自己配的,金粉純度五個九,玻璃粉要調整到合適的膨脹係數,印刷後經過高溫燒結,導電性和附著力都要達標。”
錢蘭仔細觀察著那些細如髮絲的線條:“線條寬度能做到多少?”
“目前穩定在0.3毫米,再細就難了,印刷網版和漿料流變性都要重新設計。”技術員說,“與積體電路的微米級相比,差了三個數量級。”
呂辰點點頭:“確實,但原理是相通的,都是要把導電材料精確地佈置在絕緣基板上。你們的厚膜工藝經驗,對我們設計封裝和互連方案,很有參考價值。”
參觀結束,回到會議室時,已經是下午六點過。
楊文斌拿著幾頁剛剛寫好的分析報告,匆匆走進來,臉上帶著興奮的紅暈:“所長,初步結果出來了!”
所有人都站了起來。
“巖相分析確認,主要礦物是黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦,還有少量黃鐵礦。化學分析顯示,銅含量2.3%,鉛4.1%,鋅5.8%……”楊文斌快速念著資料,最後深吸一口氣,“鍺含量%。”
“%?”張所長重複了一遍,“也就是每噸礦石含170克鍺?”
“對!”楊文斌激動地說,“而且電子探針顯示,鍺主要賦存在閃鋅礦中,是以類質同象形式替代鋅,這種賦存狀態有利於選礦富集。如果能透過浮選把鋅精礦品位提高到50%,那鍺的品位就能達到0.1%以上,完全具備工業回收價值!”
會議室裡響起一陣低低的驚歎聲。
%的品位,在礦業上不算高,但對於鍺這種稀散金屬來說,已經相當可觀。
更重要的是,這是在一個已知的老礦坑裡發現的,說明礦體確實存在,而且規模可能不小。
呂辰三人對視一眼,都看到了彼此眼中的振奮。
西南聯大那位老先生,真的給了他們一個寶貴的線索。