馬駿|文
本文對有色金屬品種和總量統計的歷史進行回溯,并從中得到啟示。我國有色金屬工業必將繼承和發揚老一輩黨和國家領導人的光榮傳統和優良作風,為早日建成有色金屬工業強國,為實現第二個百年奮斗目標,為推動構建人類命運共同體,貢獻有色力量。
有色金屬是指元素周期表中除鐵、鉻、錳三種金屬以外的所有金屬元素的統稱。
“10 種有色金屬”產量統計,則用于反映有色金屬產業整體生產與規模情況。隨著元素周期表7個周期118個元素[金屬元素共99個(含準金屬)]的填滿,以及我國成為世界有色金屬生產第一大國,有色金屬種類和“10種有色金屬”統計也隨之發生變化。經國家統計局批準,自2023年起,10種有色金屬產量統計中增列工業硅,取消汞。新“10種有色金屬”包括:銅、鋁、鉛、鋅、鎳、錫、銻、鎂、鈦、硅,標志著我國有色金屬工業在高質量轉型發展新征程上又邁進了一步。
我國64 種有色金屬正式被提出是在1958年3月15日。
時任冶金工業部部長王鶴壽在給毛澤東主席和黨中央的題為《爭取有色金屬產量的飛躍占領有色金屬的全部領域》報告中指出,“在自然界中,當前已知的金屬元素共67種(關于金屬元素的數目,計算方法不一,因為有時把半金屬和人造放射性金屬元素也包括在內。這里沒有把以上兩類元素包括進去),其中除鐵、錳、鉻三種元素統稱為黑色金屬外,其余64 種元素概稱為有色金屬。”該報告上報后,毛澤東主席批示:“64種有色金屬沒有它不行。”極大鼓舞了我國64種有色金屬科技攻堅戰的斗志,也讓64種有色金屬的觀念深入人心。
在這份報告中,64 種有色金屬被分為普通金屬和稀有金屬兩大類,不包含準金屬(半金屬)和人造放射性金屬,被嚴格定義為自然金屬。然而,隨著人類對化學元素的探索和認識的不斷深入,2016 年11 月28 日,國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)正式確 認113 號、115 號、117 號、118 號4個新發現元素的英文名稱及符號分別為Nihonium(Nh)、Moscovium(Mc)、Tennessine(Ts)、Oganesson(Og)。2017年5月9日,中國科學院、國家語言文字工作委員會、全國科技名詞委員會聯合發布四個新元素中文命名。最新版元素周期表包含118 個元素,已全部填滿7個周期。聯合國也正式將2019年定為國際化學元素周期表年。
回頭看,仍以天然金屬元素為界,43 號元素锝(Tc)、61 號元素钷(Pm)、87號元素鈁(Fr)等至少3種以上有色金屬,雖然半衰期極其短暫,且其同位素也不能穩定存在,但卻均已在自然界中發現,不再是人造金屬元素。由此可見,現階段即便仍以1958年的標準劃分有色金屬,也至少達到67 種,若再計入準金屬,則將超過72種。
因此,根據“有色金屬”的定義,人造放射性金屬也應屬有色金屬。在此基礎上再納入“硅、硼、硒、碲、砷”5種準金屬(半金屬),現階段有色金屬共有96種。
“有色金屬總產量”概念的第一次使用,是在1962 年2 月時任冶金工業部副部長呂東代表冶金工業部黨組在北京中南海向中共中央書記處書記彭真作的《關于有色金屬礦山匯報提綱》之中。
在這份報告中,“有色金屬”是指:“在國民經濟中用途最廣、需要量最大的銅、鋁、鉛、鋅、鎳、鎂、鈦和鎢(精礦)、錫、鉬(精礦)、銻、汞、金、銀14種有色金屬。”
據曾任冶金工業部計劃司副司長朱定軍和《有色今昔》總編章伯垠回憶,從20世紀50年代初期起,有色金屬工業管理部門在工作中經常碰到由于有色金屬品種繁多,逐個向領導匯報,既費功費時,又抓不住重點,形不成完整概念的困難。因為有色金屬工業生產沒有“代表產品”,一個品種就是一個產業,缺少標志。
于是,1961年1月,時任冶金工業部計劃司副司長陳雷按照呂東部長要求,請朱定軍和章伯垠同志著手解決這一問題,以便更好地向彭真書記匯報。
實際上,解決這一問題的難點在于:“64 種有色金屬性質各異,用途不一,工藝復雜,不易找到它們的共性。因此,長期以來從客觀上造成管理工作諸多不便,尤其是向部黨組和國家計委匯報工作時,談了銅,又說鋁,接著還有鉛、鋅、鎢、錫、鉬、銻、汞、金、銀……像一盤散沙,都是單打一,材料一大堆,串聯不起來,光念就得幾天幾夜,形不成綜合概念,有如墮入五里霧中,難于決策。搞第一個五年計劃時,向部黨組匯報,就很傷腦筋。不僅匯報的人怕去匯報,聽匯報的人也怕聽匯報,連參加匯報的人也常‘溜號’。不像鋼鐵工業那樣,可以拿鋼或生鐵作為代表,提綱挈領,牽牛鼻子。”
在研究解決這一問題過程中,受曾任國家計委綜合局局長徐禮章提供的國外銅、鋁、鉛、鋅等與鋼產量成正比例資料的啟發,朱定軍和章伯垠同志結合我國有色金屬工業情況,提出用銅、鋁、鉛、鋅等常用有色金屬產量之和形成“有色金屬總產量”的概念,并于1961年5月上報了《關于使用“有色金屬總產量”概念的建議》,經陳雷同志審閱后報冶金工業部黨組,得到呂東同志的肯定、支持和采納,并在給彭真等中央領導的報告中采用,解決了有色金屬按單個金屬匯報曠日費時形不成概念,不得要領的老問題。
1960 年我國14 種有色金屬總產量47.2萬噸(呂東同志報告時使用數據),比1949 年增長28 倍,年均增長速度36%。其中,銅、鋁、鉛、鋅、鎳、鎂、鈦為國內需要的產品,鎢(精礦)、錫、鉬(精礦)、銻、汞、金、銀是出口和國內都很需要的產品。鋁、銅、鉛、鋅、錫、銻合計產量46.4萬噸,占14種有色金屬總產量的98.3%。
有色金屬種類繁多,不同品種間產業規模及應用領域千差萬別。“有色金屬總產量”概念的提出,就在于采用單一、簡化的指標,概括性地反映有色金屬產業整體發展情況。因而,不論總產量指標含有多少個金屬品種,只要能充分體現有色金屬產業生產與發展概貌,滿足“有色金屬總產量”概念提出的初衷即可。也正是因為如此,“14種有色金屬總產量”的概念自1962年正式使用后,又經歷了多次調整。
曾任中國有色金屬工業協會副秘書長兼信息統計部主任的王華俊介紹,我國還使用過“銅、鋁、鉛、鋅、鎳、錫、銻、汞”8種有色金屬概念。而“銅、鋁、鉛、鋅、鎳、錫、銻、鎂、鈦、汞”10 種有色金屬概念正式形成于1978 年。至1986 年,10 種有色金屬概念主要在行業內部的計劃與統計中使用。從1986年起至2022 年,在全國計劃與統計部門中廣泛使用。

圖1 1960年我國14種有色金屬產量結構圖

圖2 1960年我國14種有色金屬產量占總產量比例圖

圖3 2022年我國14種有色金屬產量較1960年產量增長情況圖
2022年,我國14種有色金屬(1960年統計口徑)總產量6793.5 萬噸,較1960年增長14293.2%。其中,除金屬汞產量同比下降75.5%以外,其余13種有色金屬產量均有不同程度的大幅增長。
經過62 年的發展,我國有色金屬汞產量由1960年的2603噸下降至2022年的637噸,總產量未增反降,與我國于2017年8月16日簽署《關于汞的水俁公約》,成為全球128個締約國之一直接相關。《公約》要求:自2017年8月16日起,禁止開采新的原生汞礦,各地國土資源主管部門停止頒發新的汞礦勘查許可證和采礦許可證。2032年8月16日起,全面禁止原生汞礦開采。
以調整前“10 種有色金屬產量”計,2022 年我國10 種有色金屬總產量6774.3萬噸,占原“14種有色金屬總產量”6793.5萬噸的99.7%;占49種現有統計數據的全部有色金屬總產量的比例超過99.5%,仍可有效反映我國有色金屬產業整體生產與發展情況。金屬汞產量的變化,對有色金屬總產量的影響可忽略不計。
此外,1952年我國僅能生產銅、鉛、鋅、錫、銻、金、銀、汞8種有色金屬,但到2022年我國不但早已實現全部工業用有色金屬的生產,且早已躍升為世界有色金屬生產第一大國,準金屬工業硅產量更是達到325萬噸,占世界工業硅總產量的比例接近80%,是2022年我國金屬鎂總產量84.9萬噸的3.8倍,成為我國產量第五大有色金屬。
因此,將原有“10種有色金屬總產量”中的汞去掉增列工業硅十分必要;也是反映我國有色金屬工業高速發展成績的客觀必然。
一是我國有色金屬工業發展成績斐然。新中國成立,特別是黨的十八大以來,我國有色金屬工業奮發拼搏,自立自強,把握發展機遇,貫徹新發展理念,產業綜合實力顯著增強,牢固確立了世界第一大有色金屬生產國、消費國、貿易國地位。一批有色金屬行業重大技術突破,引領支撐了我國高質量發展。我國有色金屬企業先后為我國第一顆人造衛星、第一座核反應堆、第一艘核潛艇以及“長征”系列火箭、“神舟”系列飛船、“嫦娥”系列衛星、“天宮”系列空間站、世界最大射電望遠鏡、航母和艦艇等國防軍工和航空航天國家戰略工程提供了大量高品質的關鍵型材,也為C919大飛機、高鐵列車、全鋁新能源汽車等交通工具的輕量化作出了積極貢獻。多年來,我國有色金屬工業深入參與全球產業分工體系,通過不斷的科技創新,已形成了集勘探、采礦、選礦、冶煉、加工為一體化的設計、施工、生產完整產業鏈,逐步形成了國際領先的工藝技術裝備體系、完整齊備的供應鏈體系,并不斷擴大國際影響力和市場競爭力,為我國經濟高質量發展和世界有色金屬工業進步做出了積極貢獻。
二是人類對有色金屬及自然的認識是一個漸進的過程。兩千年前,古希臘哲學家恩培多克勒提出了“元素”的概念,他指出世界上的每一種物質,都可以分解為“水、土、氣、火”四種元素。同樣在2000年前中國提出世界是由“金、木、水、火、土”5種物質構成的“五行”體系。此后,直到17世紀中期,培根、開普勒、笛卡爾等科學家才代表近代科學向傳統觀念發起了挑戰。1661年,英國科學家羅伯特·波義耳發表《懷疑的化學家》對“四元素說”提出了質疑:元素應該是一種沒有摻雜物的物體,元素不能由其他物體造成,也不能彼此相互造成。此后,又過了100多年,直到拉瓦錫對氧的研究不斷深入,提出“元素是任何方法都不能分解的物質”之后,“四元素”說才被徹底否定。進入19世紀,道爾頓在1803 年提出了化學界革命性的理論“原子論”。此后,一種又一種元素被科學家們相繼發現,化學作為一個學科不斷發展。至門捷列夫于1869年提出元素周期律,人類已經確定了63種元素。而門捷列夫在發布的第一張元素周期表中,不顧當時已經公認的原子量,堅持改變了一些元素的排列位置;為了將元素放至認為正確的位置,修訂了一些元素的原子量;又在表中留出了4個空位,留給他認為應該存在而未發現的元素。再之后,隨著門捷列夫預測元素的相繼發現以及化學界科學家研究的不斷深入,元素周期表又得到不斷的填補和完善。
中文化學元素名稱由我國近代啟蒙家徐壽于1868年以后,用音譯法命名。即把化學元素的英文讀音中的第一音節譯成漢字,作為這個元素的漢字名稱。鐳、鈀、钚等中文元素名稱則取自明朝皇族姓氏(明太祖朱元璋規定皇族起名要按金木水火土之序,名字中一定要有相應的偏旁部首。300多年間,皇族人口不斷增長,已有漢字已不能滿足需要,于是開始用既有的偏旁部首造字,如朱慎鐳、朱徽钚、朱成鈀)。
新中國成立后,我國于1958 年第一次提出64種有色金屬時未列入“人造放射性金屬元素”。而人工合成元素又稱為人造元素,在化學中是指自然界中不存在、只有通過人工方法才能制造出來的化學元素。至今,已有24 種人工合成元素被合成出來,它們均是不穩定的放射性元素,但彼此間衰變的速率差異很大,半衰期從幾千萬年到僅僅只有數百微秒。其中,锝、钷、砹、镎和钚5種元素最初是通過人工合成的方式發現,但后來在自然界中也發現有痕跡量的存在。1962 年,從比利時屬剛果的瀝青鈾礦中分離出了锝-99。其含量極低,每公斤鈾礦僅含有0.2納克锝,是鈾-238自發裂變的產物。也有證據表明,加蓬奧克洛天然核反應堆曾產生大量的锝-99,但在過去億萬年中已經幾乎全部衰變為釕-99。1963年,橡樹嶺國家實驗室使用離子交換法從核反應堆的核燃料加工廢料中分離出了大約10克的钷。目前,钷的主要來源依然是作為鈾裂變生成的副產品之一被提取出。由此可見,人類對自然與科學的認識始終是一個漸進的過程,自然與科學間也始終保持著相輔相成的密切關系。因而,不論有色金屬以何種定義被劃分為多少種,有色金屬總產量概念包含哪些具體品種,對有色金屬及其材料的不斷研究,并將相關研究成果轉化為推動我國乃至世界經濟發展以及人類文明進步的動力,才是根本目的。
三是有色金屬行業在加快應用攻關的同時,也應加強對理論知識的梳理和普及。有色金屬行業是指生產與加工銅、鋁、鋅、鉛、鎳、錫等有色金屬的企業和相關產業鏈。隨著社會經濟的發展和技術水平的提高,有色金屬行業越來越受到重視。然而,對于有色金屬行業而言,應用攻關與理論知識的梳理普及同樣重要。實現和擴大有色金屬的應用與消費,需要行業企業強化應用攻關以不斷創新和開拓市場,才能保持行業企業的競爭力,從而獲得更多的市場份額。相應地,有色金屬行業企業在生產經營過程中,注重自身所處行業知識的理論梳理,不僅可以幫助企業更好地應用技術,還可以幫助企業預測市場變化和趨勢。而向大眾普及和介紹自身產業知識與研發背景,可以在宣傳自己的同時加強外界對行業的了解,甚至能激發青年、學者等從事行業研究者的熱情,從而建立未來廣闊的發展空間。然而,目前我國網絡及書籍中關于部分有色金屬及其化合物性質、發現歷史、自然賦存狀態等系統性、權威性的概述內容還不夠準確、全面。國內官方權威機構發布的,對化學元素性質、劃分有準確標注的包含118個元素的化學元素周期表尚屬空白。因而,除有色金屬行業企業外,國家政府有關部門、科研院所、高等院校等,也應注重和加強對有色金屬行業科研與理論學習的投入,加快知識折舊與更新,通過基礎性、系統性、戰略性的綜合產學研用體系建設,來推動行業高質量轉型升級發展。這也是我國有色金屬行業提高核心競爭力和市場競爭力的必要途徑。
四是未來還將產生更好的有色金屬產業規模及運行情況總括性指標。有色金屬品種繁多,96 個有色金屬就是96個行業。現代有色金屬工業作為全球流通性產業,其應用涉及機械、建筑、電子、航空、核能、醫藥等民用軍用科研全部領域,是現代工業和未來工業發展不可或缺的重要原材料。不同有色金屬品種性質不同、應用領域不同、消費規模不同,導致各品種間差異巨大。2022年我國電解鋁產量已突破4000 萬噸,占有色金屬總產量的比例接近60%。而元素周期表中原子序數≥99(锿以后)的人工合成元素由于半衰期都極短,非常不穩定,還無法大量生產,更多仍處于科學研究階段。再如,到1957 年年底,我國還只能生產20種常見有色金屬,只相當于蘇聯1917 年的水平。而進入21世紀,我國早已成為世界第一大有色金屬生產、消費國。又如,我國曾因加工能力大于冶煉、礦山能力而限制銅、鋁產業擴大生產;因國內外市場需求發生變化,而決定優先發展鋁;現階段,光伏產業快速發展,又推動我國成為世界第一大工業硅生產國。由此可見,有色金屬工業在不同時期發展的金屬品種不同,產量規模也不同。因而,簡單將10種有色金屬產量相加,也不能準確反映有色金屬產業內各品種間的發展形勢。所以,隨著有色金屬行業的高質量轉型發展以及研究的不斷深入,未來一定還會有更好的總括性指標出現。這也是當代有色行業人,應當解決與回答的問題。
我國有色金屬工業必將繼承和發揚老一輩黨和國家領導人的光榮傳統和優良作風,以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,堅決貫徹落實黨中央、國務院有關決策部署,完整準確全面貫徹新發展理念,推動行業高質量轉型發展,為早日建成有色金屬工業強國,為實現第二個百年奮斗目標,為推動構建人類命運共同體,貢獻有色力量。