有色金屬定義
編輯有色金屬,是鐵、錳、鉻以外的所有金屬的統稱。到20世紀90年代已發現的109種元素中,有84種被認為是金屬,9種為半金屬,其余16種為非金屬。(華誠有色金屬市場)目前中國已探明儲量的金屬礦產有54種,即:鐵礦、錳礦、鉻礦、鈦礦、釩礦、銅礦、鉛礦、鋅礦、鋁土礦、鎂礦、鎳礦、鈷礦、鎢礦、錫礦、鉍礦、鉬礦、汞礦、銻礦、鉑族金屬(鉑礦、鈀礦、銥礦、銠礦、鋨礦、釕礦)、金礦、銀礦、鈮礦、鉭礦、鈹礦、鋰礦、鋯礦、鍶礦、銣礦、銫礦、稀土元素(釔礦、釓礦、鋱礦、鏑礦、鈰礦、鑭礦、鐠礦、釹礦、釤礦、銪礦)、鍺礦、鎵礦、銦礦、鉈礦、鉿礦、錸礦、鎘礦、鈧礦、硒礦、蹄礦等。鐵以外的其余83種金屬和9種半金屬,統稱為有色金屬。廣義的有色金屬還包括有色合金。有色合金是以一種有色金屬為基體(通常大于50%),加入一種或幾種其他元素而構成的合金。有色金屬可分為重金屬(如銅、鉛、鋅)、輕金屬(如鋁、鎂)、貴金屬(如金、銀、鉑)及稀有金屬(如如鎢、鉬、鍺、鋰、鑭、鈾)。
有色金屬元素只有80余種,但有色合金種類繁多,性能各異。有色合金的強度和硬度一般比純金屬高,電阻比純金屬大、電阻溫度系數小,具有良好的綜合機械性能。常用的有色合金有鋁合金、銅合金、鎂合金、鎳合金、錫合金、鉭合金、鈦合金、鋅合金、鉬合金、鋯合金等。有色金屬中的銅是人類最早使用的金屬材料之一。現代,有色金屬及其合金已成為機械制造業、建筑業、電子工業、航空航天、核能利用等領域不可缺少的結構材料和功能材料。
有色金屬分類
編輯在有色金屬分類上,全世界還沒有統一的標準,各國分類方法不盡相同,而且在分類中某些金屬的歸屬存在交叉的情況。
工程材料,按原子或分子結構、物理或化學性能的不同分為金屬、非金屬、復合材料三大類。在金屬材料中,除以鐵、鉻、錳三種元素為基的黑色金屬材料外,其余元素構成的材料均被稱作有色金屬材料(在國外,通常把黑色金屬稱作含鐵金屬,而把有色金屬稱作非鐵金屬)。
有色金屬材料的分類方法很多,目前通用的分類方法有:一般分類;按化學成分分類;按用途分類;按組成合金的元素數目分類等。
一般分類
有色金屬按其密度、價格、礦源的儲量和分布情況等分為五大類,即重有色金屬、輕有色金屬、貴金屬、半金屬與稀有金屬。
重有色金屬
重有色金屬一般指密度在4.5以上的有色金屬,包括銅、鎳、鉛、鋅、鈷、錫、銻、汞、鎘、鉍等。依據其特性不同,這些重有色金屬都具有特殊的應用范圍與用途。
輕有色金屬
輕有色金屬一般指密度在4.5以下的有色金屬,包括鋁、鎂、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇等。這些金屬不僅密度小,而且化學活性大,與氧、硫、碳及鹵素化合物接觸相當穩定。
貴金屬
貴金屬一般指礦源少、開采和提取比較困難、價格比一般金屬貴的金屬,如金、銀及鉑族元素(鉑、銥、鋨、釘、鈀、銠等)。這些金屬的特點是密度大(10.4~22.4),熔點高(916~3000℃),化學性質穩定,難于被腐蝕。貴金屬廣泛應用于電氣、電子、宇航工業。
半金屬
半金屬一般指物理化學性質介于金屬與非金屬之間的硅、硒、碲、砷、硼等。此類金屬,根據各自特性,具有不同的用途。硅是半導體主要材料之一;高純碲、硒、砷則是制造化合物半導體的原料;硼是合金的重要添加元素。
稀有金屬
稀有金屬一般指在自然中含量很少、分布稀散或難于從原料中提取的金屬。依其物理化學性質、原料的共生關系、生產流程等特點,稀有金屬又可劃分為以下五種。
(1)稀有輕金屬包括鋰、鈹、銣、銫、鈦等。除密度小之外,這些金屬化學活性都很強。其氧化物、氯化物都具有很高的化學穩定性,不易還原。
(2)稀有高熔點金屬包括鎢、鉬、鉭、鈮、鋯、釩、錸等。其共同特點是熔點高,自1830℃(鋯)至3400℃(鎢),硬度大,抗腐蝕性強,可與一些非金屬生成高硬度、高熔點的穩定化合物(碳化物、氮化物、硅化物、硼化物),是生產硬質合金的重要材料。
(3)稀有分散金屬包括鎵、銦、鉈、鍺等。其特點是在地殼中儲量很分散,大多數沒有單獨形成礦物與礦床。
(4)稀土金屬包括鑭系以及與鑭系元素性質相近的鈧與釔。在元素周期表中,從鑭到銪稱為輕稀土,從釓到镥包括鈧、釔稱為重稀土。這些金屬的原子結構相同、物理化學性質相近,在礦石中又總是伴生在一起,提取分離過程較繁雜。
(5)稀有放射性金屬簡稱為放射性金屬,包括釙、鐳、錒、釷、鏷、鈾以及鈁、锝、镎、钚、镅、鋦、锫、锎、锿、鐨、鍆、锘、鐒等。這些元素在原子能工業上起著極其重要的作用。
按化學成分分類
有色金屬材料按化學成分(即合金系統)分為:銅及銅合金;輕金屬及其合金;其它有色金屬及其合金。
銅及銅合金
銅及銅合金包括:純銅(紫銅)、銅鋅合金(黃銅)、銅錫合金(錫青鋼等)、無錫青銅(鋁青銅)、銅鎳合金(白銅)。
輕金屬及輕合金
輕金屬及輕合金包括:鎂及鎂合金、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金。
其它有色金屬及其合金
其它有色金屬及其合金包括:鉛及其合金、錫及其合金、鋅鎘及其合金、鎳鈷及其合金、貴金屬及其合金、稀有金屬及其合金等。
按用途分類
按組成合金的元素數目分類
有色金屬合金按其組成合金的元素數目可分為:
二元合金由兩個主要元素組成的有色金屬合金,如以銅、鋅為主要元素組成的黃銅合金。
三元合金由三個主要元素組成的有色金屬合金,如以鋅、鋁、銅為主要元素組成的鋅合金。
四元合金由四個主要元素組成的有色金屬合金,如以鎂、鋁、錳、鋅為主要元素組成的鎂合金。
多元合金由四個以上主要元素組成的有色金屬合金,如以鈦、鋁、鉻、錳、鐵、鉬、釩為主要元素組成的鈦合金。
有色金屬分布
編輯鐵礦:全國已探明的鐵礦區有1834處。大型和超大型鐵礦區主要有:遼寧鞍山一本溪鐵礦區、冀東一北京鐵礦區、河北邯鄲一刑臺鐵礦區、山西靈丘平型關鐵礦、山西五臺一嵐縣鐵礦區、內蒙古包頭一白云鄂博鐵銹稀土礦、山東魯中鐵礦區、寧蕪一廬縱鐵礦區、安徽霍丘鐵礦、湖北鄂東鐵礦區、江西新余一吉安鐵礦區、福建閩南鐵礦區、海南石碌鐵礦、四川攀枝花一西昌釩鈦磁鐵礦、云南滇中鐵礦區、云南大勐龍鐵礦、陜西略陽魚洞子鐵礦、甘肅紅山鐵礦、甘肅鏡鐵山鐵礦、新疆哈密天湖鐵礦,等等。
錳礦:全國已探明的錳礦區共有213處,主要有:遼寧瓦房子錳礦;福建連城錳礦;湖南湘潭、民樂、瑪瑙山、響濤園等錳礦;廣東有小帶、新椿等錳礦;廣西八一、下雷、荔浦等錳礦;四川高燕和轎頂山錳礦;貴州遵義錳礦。
鉻鐵礦:有56處產地,主要是新疆薩爾托海、西藏羅布莎、內蒙古賀根山、甘肅大道爾吉等鉻礦。
銅礦:已探明礦區910處,主要為:黑龍江省多寶山;內蒙古自治區烏奴格吐山、霍各氣;遼寧省紅透山;安徽省銅陵銅礦集中區;江西省德興、城門山、武山、水平;湖北省大冶一陽新銅礦集中區;廣東省石菉;山西省中條山地區;云南省東川、易門、大紅山;西藏自治區玉龍、馬拉松多、多霞松多;新疆維吾爾自治區阿舍勒等銅礦。
鋁土礦:有310處產地,主要為:山西省的克俄、石公、相王、西河底、太湖石、郭偏梁一雷家蘇、寬草坪;河南省的曹窯、馬行溝、賈溝、石寺、竹林溝、夾溝、支建;山東省的淄博;廣西壯族自治區的平果那豆;貴州省的遵義(團溪)、林歹、小山壩等鋁土礦區。
鉛鋅礦:有產地700多處,主要為:黑龍江省的西林;遼寧省的紅透山、青城子;河北省的蔡家營子;內蒙古自治區的白音諾、東升廟、甲生盤、炭窯口;甘肅省的西成(廠壩);陜西省鉛硐山;青海省的錫鐵山;湖南省的水口山、黃沙坪;廣東省的凡口;浙江省的五部;江西省的冷水坑;江蘇省的棲霞山;廣西壯族自治區的大廠;云南省的蘭坪、會澤、都龍;四川省的大梁子、呷村等鉛鋅礦。
鎳礦:有產地近百處。主要是吉林省的紅旗嶺、赤柏松;甘肅省的金川;新疆維吾爾自治區的喀拉通克、黃山;四川省的冷水菁、楊坪;云南省的白馬寨、墨江等鎳礦。
鉬礦:有產地222處,主要是吉林大黑山;遼寧省楊家杖子、蘭家溝;陜西省金堆城;河南省欒川等鉬礦。
鎢礦:探明產地252處,主要是江西省西華山、漂塘、大吉山、盤古山、畫眉坳、滸坑、下桐嶺、巋美山;福建省行洛坑;湖南省柿竹園、新田嶺、瑤崗仙;廣東省鋸板坑、蓮花山;廣西壯族自治區大明山、珊瑚;甘肅省塔兒溝等鎢礦。
錫礦:探明產地293處,主要是廣西壯族自治區大廠、珊瑚、水巖壩;云南省東川;湖南省香花嶺、紅旗嶺、野雞尾等錫礦。
汞、銻礦:探明汞產地103處、銻產地111處。主要是貴州萬山、務川、丹寨、銅仁;湖南省新晃等汞礦,湖南省錫礦山、板溪;廣西壯族自治區大廠;甘肅省崖灣等銻礦。陜西省旬陽汞銻礦。
金礦:探明礦區1265處,主要有黑龍江省烏拉嘎、大安河、老柞山、呼瑪;吉林省夾皮溝、琿春;遼寧省五龍;河北省張家口、遷西;山東省玲瓏、焦家、新城、三家島、尹格莊;河南省文峪、桐溝、金渠、秦嶺、上宮;廣東省河臺;湖南省湘西;云南省墨江;四川省東北寨;青海省斑瑪;新疆維吾爾自治區阿希、哈密等金礦。
銀礦:探明產地569處,主要有陜西省銀硐子;河南省破山;湖北省銀洞溝、白果園;四川省砷村;江西省貴溪;吉林省山門;廣東省龐西洞等銀礦。
稀土、稀有金屬:主要分布在內蒙古自治區(白云鄂博、801)、山東省(微山)、江西省(贛南、宜春)、廣東省(粵北)、新疆維吾爾自治區(富蘊)等地。
有色金屬用途
編輯A:有色金屬中的銅是人類最早使用的金屬材料之一。現代,有色金屬及其合金已成為機械制造業、建筑業、電子工業、航空航天、核能利用等領域不可缺少的結構材料和功能材料。
B:實際應用中,通常將有色金屬分為5類:
1.輕金屬。密度小于4500千克/立方米,如鋁、鎂、鉀、鈉、鈣、鍶、鋇等。
2.重金屬。密度大于4500千克/米3,如銅、鎳、鈷、鉛、鋅、錫、銻、鉍、鎘、汞等。
3.貴金屬。價格比一般常用金屬昂貴,地殼豐度低,提純困難,如金、銀及鉑族金屬。
4.半金屬。性質價于金屬和非金屬之間,如硅、硒、碲、砷、硼等。
5.稀有金屬。
包括稀有輕金屬,如鋰、銣、銫等;
稀有難熔金屬,如鈦、鋯、鉬、鎢等;
稀有分散金屬,如鎵、銦、鍺、鉈等;
稀土金屬,如鈧、釔、鑭系金屬;
放射性金屬,如鐳、鈁、釙及阿系元素中的鈾、釷等。
有色金屬通常指除去鐵(有時也除去錳和鉻)和鐵基合金以外的所有金屬。有色金屬可分為四類:
實際應用中,通常將有色金屬分為5類:
①輕金屬。密度小于4500千克/立方米,如鋁、鎂、鉀、鈉、鈣、鍶、鋇等。
②重金屬。密度大于4500千克/米3,如銅、鎳、鈷、鉛、鋅、錫、銻、鉍、鎘、汞等。
③貴金屬。價格比一般常用金屬昂貴,地殼豐度低,提純困難,如金、銀及鉑族金屬。
④半金屬。性質價于金屬和非金屬之間,如硅、硒、碲、砷、硼等。
⑤稀有金屬。包括稀有輕金屬,如鋰、銣、銫等;稀有難熔金屬,如鈦、鋯、鉬、鎢等;稀有分散金屬,如鎵、銦、鍺、鉈等;稀土金屬,如鈧、釔、鑭系金屬;放射性金屬,如鐳、鈁、釙及阿系元素中的鈾、釷等。
資源狀況
編輯中國有色金屬資源的一個特點是復合礦多,而且有的品位較低,不但多種有色金屬常共生在一起,而且有些鐵礦中也含有大量的有色金屬,如攀枝花鐵礦中含有大量的釩、鈦;包頭鐵礦中含有大量的稀土和鈮,因此研究適合中國資源特點的新技術、新工藝、新設備和新材料,逐步建立適合中國情況的有色金屬材料體系是今后一個十分重要的任務。
中國有色金屬資源豐富,品種比較齊全。就目前所知,鎢和稀土等7種金屬的儲量居世界xxx位;鉛、鎳、汞、鉬、鈮5種金屬的儲量也相當豐富。在礦產資源中,有色金屬是中國的一大優勢。中華人民共和國成立以前,中國有色金屬工業十分落后,無論礦山或工廠,其設備規模都很小,只能生產金、銀、錫、銻、銅、鉛、鋅、汞等,許多有色金屬都不能生產。自1949年以來,中國有色金屬工業發展很快,已經形成了從常用有色金屬到稀有金屬,品種比較齊全,工藝比較完善的生產體系。中國各種有色金屬的采礦、選礦、冶煉、加工工廠都具有相當規模,但與世界先進水平相比較,還有一定的差距。為此,在進行有色金屬新礦山、工廠建設的同時,還面臨現有礦山、工廠的技術改造任務,以充分發揮中國有色金屬資源優勢,滿足國民經濟發展的需要。
廢有色金屬現狀
編輯全球大部分金屬都能以再生金屬的形式循環利用。各工業發達國家再生金屬產業規模大,再生金屬循環使用比率比較高。中國雖然擁有品種較為齊全的有色金屬礦產資源,但儲量并不豐富,人均資源占有量低于世界平?均水平。特別是如果按照國際通行標準進行新一輪資源評價后,中國銅、鋁、鉛、鋅等主要有色金屬的礦產儲量就xxx縮水,可利用儲量大幅度減少,銅等金屬的儲量比原來公布的減少一半以上,鋁的可采儲量僅為原來公布儲量的四分之一左右,均不能保證中國經濟快速發展的需要。所以,由于中國內有色金屬礦產儲量的不足,無力支撐有色金屬產量持續增長的需要,因此我國有色金屬工業對進口礦山原料的需求就不斷增加。2007年,中國進口560萬噸廢金屬,超過全球廢金屬的70%。有色金屬廢料進口量每年以兩位數增長,進口量也位居全球xxx。2008年銅精礦的進口量超過220萬噸(實物量,以下同);氧化鋁的進口量達到335萬噸;鉛精礦的進口量為30萬噸;鋅精礦的進口量超過70萬噸。中國已成為世界上最主要的有色金屬礦山原料進口國。
同時,中國有色金屬產量連續三年位居全球首位,成為有著巨大產量和消費量的國家。中國銅和鋁的消費量位居全球首位,銅消費量占全球銅消費總量的22%,而鋁的這個比例為25%。2007年,中國再生金屬總產量達到530萬噸,比2006年增長16.9%。其中廢銅200萬噸、廢鋁275萬噸、廢鉛45萬噸、廢鋅9.7萬噸,與2006年相比,分別增長19%、17%、15.3%和減少11.8%。2008年,中國廢金屬產量520萬噸,同比減少1.8%。其中廢銅198萬噸、廢鋁270萬噸、廢鉛44萬噸、廢鋅8萬噸,與2007年相比分別減少1%、1.8%、2.2%和17%。
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