有色金屬冶金材料能源發展途徑探析

楊意紅

摘要：有色金屬冶金材料行業是我國金屬工業中的重要組成部分，其未來發展的可持續性對我國工業以及經濟發展又有著重要的作用，而我國經濟發展過程中的能源與資源困境也應當是有色金屬冶金材料行業的工作核心。而有色金屬冶金材料行業也應該依照社會和環境、環境可持續發展為戰略核心進行技術上的突破，從而減少環境的污染以實現“再利用、再循環、減量化”的循環經濟目標。本文對有色金屬冶金材料能源發展問題進行探究，以實現有色金屬冶金材料行業的可持續性發展。

關鍵詞：有色金屬冶金；材料能源；發展途徑

前言：

我國地大物博，資源種類眾多，但是因為人口數量的巨大以及社會經濟發展的需要對銅、鋅、鉛、鋁等資源大量使用，因此造成我國國內這些資源的開采率以及存在量跟不上需求從而成為世界上最大的礦產資源進口國，極其依賴國外的資源。因此加快有色金屬冶金材料產業的發展是我們當下面臨的嚴峻問題。

一、改變升級傳統的生產技術和設備

我國傳統的并使用時間超過幾十年甚至上百年的金屬冶煉技術以及設備主要包括Al、Mg、Zn、Pb、Cu等，因此如何進行現有新原料的冶煉必須的得到高度重視，因此金屬冶金行業的科研人員經過不斷的摸索探求，已經開發出了能夠滿足當前新原料冶煉要求的新型冶金技術。例如用濕法來代替取耳法，很好的能夠將氧化鋁和白炭黑從粉煤灰中提取出來；在錫渣冶煉領域中提出用風煤吹爐法進行錫的冶煉，可以再不產生硬頭的情況下是錫渣含量大幅度降低、用歧化法進行炭還原鋁土礦提鋁、利用冶金法進行多晶硅的制作以及火法進行AI-Si合金的煉制[1]。除此之外還有更多其他的冶金技術例如高溫、電子、萃取等等加入到冶金過程中，在復雜并且難以進行選取的礦料資源發面充分發揮了其自身價值。同時有色金屬冶金材料產業的發展趨勢以及技術進步目標必然是在冶金過程中的信息自動化。

二、對產品深層次加工、多方面開發

我國經濟的騰飛離不開進出口貿易行業的發展，據有關部門調查顯示，2018年我國有色金屬進出口貿易高達2092億美元，與2017年同比增長9.7%，其中進口1354億美元，出口總額738億美金，高達616億美金的逆差值主要體現在高性能材料以及高端產品的進口與能夠進行部分加工的金屬例如稀土、Ti、Mg、Ge等等國內用量較小所以進行出口，再進行深加工的產品種類少[2]。因此，在重點推進大量出口高端產品的同時也應著重加強國內的市場需求和深加工金屬的應用。

國內電池行業隨著發展已經開始大量的需要鐵、錳、鎳、鈷、鉛等金屬的應用，并且電池的市場需求不斷提高；年產100多萬噸的工業硅產量之中60%出口到了世界各個國家，價格在1.2K/t；多晶硅的幾口也是每年我國金屬進口中的項，因為中國市場中大量需要多晶硅在太陽能電池中應用；以及更高利用價值的高科技產品例如芯片以及硅片。

在產品多元化、深入化發展的實際過程中會遇到很多現實存在的問題。例如如何將太陽能電池的轉化效率提高并且進行更加普及的廣泛使用；電動車電池能最大效率充電且跑起來更快；用什么材料可以使太陽能電池趕上火電、水電甚至造價更加低廉；如何將柔性石墨、石墨化、碳微球、碳纖維、石墨烯等大量出現的碳材料生產出來并埃及伊應用。

用途十分廣泛的柔性石墨密封材料，例如可以再200～3600℃中使用的汽車密封材料，并且達到了上千噸的使用量。柔性石墨密封材料中細顆粒進口價格在3.5～4.0萬元每噸、細顆粒在1.8～4.0萬元每噸、高純度的柔性石墨密封材料在2.0～5.0萬元每噸，以此可以看出價格上的差異主要是因為加工程度的不同[3]。

每種金屬材料都具備其自身的優點，應當突破以往傳統產品的局限性。例如將單晶化轉換為單晶體、金屬材料向高純金屬的高純化制作，對它們本身的應用價值與特性進行深入開發加工研究。AI2O2制作為藍寶石、SiO2進行光纜制作加工，這些深層次的加工會對它們自身的用途以及價值進行指的升華。

三、回收再生金屬冶煉

隨著經濟的發展與科技的進步，人們所使用的電子產品以及交通工具都在不斷的更新換代，更換后的廢棄物品量也明顯增加，這既是可再生金屬資源且數量相當龐大，與此同時每年我國進口金屬資源中廢舊金屬也占了相當量的比重。這兩個原因為我國可再生金屬的資源儲備進行了擴充金屬行業的發展對我國有有色金屬資源稀缺的狀況進行緩解，并最大程度地降低了能源消耗，從而減少環境污染中廢金屬材料的占比。每一噸的再生銅的生產相當于節省了734噸的水資源以及標準煤炭3.3噸、顯著的減少了廢棄固體金屬物4205噸的排放。再生金屬資源最所以會被稱為“城市礦山”是因其百分之九十六的金屬都可以回收再利用加工為新的金屬資源，這也是變廢為寶的善舉，對經濟效益、環境保護都有很大作用。

四、冶煉三廢的再利用

在世界目前造成環境污染的最嚴重的有色金屬材料就是工業廢水、工業氣體污染以及工業固體廢物，統稱為冶金三廢。大氣、土地、水源、生產發展甚至生活都深受冶金三廢的影響，對于有色金屬冶煉之后留下的廢棄渣物，有的在偏遠山溝堆積，有的進行入地掩埋，而這些有色金屬廢棄渣物在經過雨水的沖刷之后有害物會沉入地下從而對水資源造成不可估量的污染。2015年有色金屬生產廢渣高達1136萬噸之多，尾礦戶數量更是驚人的12718座，成分相當復雜并且數量及其巨大[4]。

有的金屬材料的冶煉產生的廢棄渣物品類繁多，并且其中有價值含量的元素也很多，如果不對其進行廢物回收再加工，不僅是資源上的浪費，對環境的污染將更嚴重。所以對尾礦資源以及有色金屬材料廢棄渣物的回收再利用是很有必要的，做到廢水不外排，循環再利用，保證達標排放，工廠利用廢棄渣物變成花園，這是有色金屬材料冶煉以礦山資源再利用的重要手段，具有極大的時代意義。

結語：

有色金屬冶金材料行業的發展應當以緩解我國資源匱乏為基礎目標，對環境污染的降低起到模范作用，促進國家經濟的的發展與工業的進步。通過對有色金屬資源的深度開發，打造出更具有利用價值的高端產品，將有色金屬材料冶煉過程產生的廢水棄渣回收再利用，以此來保證有色金屬冶金材料產業的可持續化發展，確保我國工業健康、科學的進步，為我國經濟事業作出自身最大的貢獻。

參考文獻

[1]張瓊. 礦冶所：永恒的探索 不懈地追求——北京有色金屬研究總院礦物資源與冶金材料研究所所長車小奎[J]. 海峽科技與產業，2012（z1）：116-118.

[2]張瓊. 礦冶所：永恒的探索 不懈地追求——北京有色金屬研究總院礦物資源與冶金材料研究所所長車小奎[J]. 海峽科技與產業，2012（z1）：116-118.

[3]左鐵鏞. 有色金屬材料可持續發展與循環經濟[C]// 中國有色金屬學會學術年會. 2008.

[4]康義. 把節能減排作為有色金屬可持續發展方式轉變的主攻方向——在2008年重有色金屬冶煉企業污水處理現場經驗交流會上的講話[J]. 有色冶金節能，2008，24（4）：12-15.

（作者單位：開曼鋁業（三門峽）有限公司）