全面增强自主创新能力是我国有色金属工业科技课件.ppt
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1、1 我国有色金属工业科技创新我国有色金属工业科技创新 钮因健钮因健 中国有色金属工业协会中国有色金属工业协会 中国有色金属学会中国有色金属学会 2009年年5月月2一、什么是一、什么是 有色金属工业有色金属工业3 1、有色金属通常包括六十四有色金属通常包括六十四种金属元素,占周期表元素的种金属元素,占周期表元素的60%60%以上。以上。4 IA 碱 金 属 碱 土 金 属 过 渡 元 素 0 1 H IIA 主 族 金 属 非 金 属 稀 有 气 体 IIIA IVA VA VIA VIIA H e 2 Li Be B C N O F N e 3 N a M g IIIB IVB VB VIB
2、 VIIB V IIIB IB IIB Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr M n Fe Co N i Cu Zn G a G e As Se Br Kr 5 R b Sr Y Zr N b M o Tc R u R h Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La H f Ta W R e O s Ir Pt Au H g Tl Pb Bi Po At R n 7 Fr R a Ac R f D b Sg Bh H s M t Uun Uuu Uub 镧 系 La Ce Pr N d Pm Sm Eu G d Tb D y H o
3、Er Tm Yb Lu 锕 系 Ac Th Pa U N p Pu Am Cm Bk Cf Es Fm M d N o Lr 5 采矿采矿 选矿选矿 冶金冶金 加工加工 材料材料6 3 3、有色金属及其相关材料具有独特的优异的、有色金属及其相关材料具有独特的优异的物理和化学性能,如半导体、形状记忆、介电功物理和化学性能,如半导体、形状记忆、介电功能、光、电、磁、热、和核功能等,在材料领域能、光、电、磁、热、和核功能等,在材料领域里独树一帜,应用极广。现代国防和高技术的发里独树一帜,应用极广。现代国防和高技术的发展、工业技术进步和人民生活水平的提高都有赖展、工业技术进步和人民生活水平的提高都有赖
4、于有色金属材料的发展。因此,有色金属材料在于有色金属材料的发展。因此,有色金属材料在国民经济建设中起着独特的不可替代的突出的基国民经济建设中起着独特的不可替代的突出的基础作用。在国民经济约础作用。在国民经济约120120个行业中有个行业中有110110个以上个以上使用有色金属。使用有色金属。7有色金属材 料 航航 空空 航航 天天 兵兵 器器 电电 子子 核核 能能国防军工国防军工 电 力 机 械 冶 金 信 息 建 材 环 保家 电 体 育 首 饰文 教 农 用 包 装 交 通 海 洋 医 药 石 化 轻 纺民用工业民用工业日常生活日常生活有色金属有色金属舰舰 艇艇 医 疗 8 能源和电力工
5、业的发展离不开有色金属。铜和铝能源和电力工业的发展离不开有色金属。铜和铝是输电的支柱材料,发电机、电动机的线圈大量使用是输电的支柱材料,发电机、电动机的线圈大量使用铜材。铅酸、镍氢、镍镉、锂离子等二次电池则用铅、铜材。铅酸、镍氢、镍镉、锂离子等二次电池则用铅、镍、锂、钴等有色材料制成。太阳能电池主要用硅和镍、锂、钴等有色材料制成。太阳能电池主要用硅和砷化镓等半导体材料制作。砷化镓等半导体材料制作。当代信息技术主要靠半导体硅芯片来实现的。贵当代信息技术主要靠半导体硅芯片来实现的。贵金属和贱金属浆料是集成电路的基础材料。钽电容器金属和贱金属浆料是集成电路的基础材料。钽电容器和钽丝技术的不断进步,促
6、进了现代通讯工具向轻、和钽丝技术的不断进步,促进了现代通讯工具向轻、薄、小型化方向发展。铟锡靶材、稀土荧光粉等是电薄、小型化方向发展。铟锡靶材、稀土荧光粉等是电视机、计算机、手机等显示屏的基本材料。视机、计算机、手机等显示屏的基本材料。9 铝、钛及其合金是现代航空、航天工业的主要支铝、钛及其合金是现代航空、航天工业的主要支撑材料。撑材料。铝材是飞机的主要结构材料,一般占其重量比的铝材是飞机的主要结构材料,一般占其重量比的50%-80%50%-80%,民用飞机铝材料用量均在,民用飞机铝材料用量均在70%70%以上。以上。钛及其合金以其高的比强度特性在新型高速飞机钛及其合金以其高的比强度特性在新型
7、高速飞机上用作结构材料,而且飞机越先进,钛用量就越大。上用作结构材料,而且飞机越先进,钛用量就越大。导弹与火箭的构件基本上都采用铝合金、钛合金、导弹与火箭的构件基本上都采用铝合金、钛合金、镍基高温合金、镁合金和部分难熔金属合金镍基高温合金、镁合金和部分难熔金属合金。10 车辆轻量化依靠有色金属。如车体用铝合金可在车辆轻量化依靠有色金属。如车体用铝合金可在同样刚度下减重同样刚度下减重50%左右,可在同样牵引力下增加左右,可在同样牵引力下增加运载量运载量10%。镁比铝更轻,近年来镁合金的研究和。镁比铝更轻,近年来镁合金的研究和应用发展迅速,在轿车、摩托车中已达整车用材的应用发展迅速,在轿车、摩托车
8、中已达整车用材的6%-10%,甚至更高。,甚至更高。钛优良的耐蚀性使其在化工、海洋、冶金、能源钛优良的耐蚀性使其在化工、海洋、冶金、能源等部门得到特别的应用,如在氯碱行业用钛代替石等部门得到特别的应用,如在氯碱行业用钛代替石墨阳极寿命提高墨阳极寿命提高40倍;贵金属和稀土制成的催化剂倍;贵金属和稀土制成的催化剂对化学工业和保护环境起着特殊的作用。对化学工业和保护环境起着特殊的作用。11 钨、钼、钽、铌等难熔金属在电气、电子、玻璃等钨、钼、钽、铌等难熔金属在电气、电子、玻璃等行业中也应用广泛;稀有金属碳化物、氮化物如行业中也应用广泛;稀有金属碳化物、氮化物如WC、TiC、TaC、TiN等的超硬耐
9、磨特性使其成为机械、冶等的超硬耐磨特性使其成为机械、冶金工业中广泛使用的切削刀具、钻头、耐磨工件、模金工业中广泛使用的切削刀具、钻头、耐磨工件、模具和耐磨涂层的基本原料。具和耐磨涂层的基本原料。稀土元素的特殊电子层结构使其在光、电、磁、化稀土元素的特殊电子层结构使其在光、电、磁、化学方面表现出优异性能,已研制出大批功能材料,如:学方面表现出优异性能,已研制出大批功能材料,如:稀土磁性、发光、催化、储氢、高温超导等等材料已稀土磁性、发光、催化、储氢、高温超导等等材料已广泛应用。据预测,未来很多功能材料将会继续出自广泛应用。据预测,未来很多功能材料将会继续出自稀土,稀土,稀土将在功能材料中处于主体
10、地位。稀土将在功能材料中处于主体地位。12 超导材料是当今全球关注的材料。已实现了商品化超导材料是当今全球关注的材料。已实现了商品化的的以以NbTi、Nb3Sn 为代表的实用低温超导材料,为代表的实用低温超导材料,和和近近年间所发现的年间所发现的以以 Y-Ba-Cu-O、Bi-Sr-Ca-Cu-O等等为等等为代表的三十多种代表的三十多种陶瓷氧化物高温超导材料陶瓷氧化物高温超导材料,其最基本其最基本的的组元组元无不是无不是大量大量的的有色金属元素有色金属元素。涉及民众衣食的农业现代化涉及民众衣食的农业现代化和关系到人民健康医疗和关系到人民健康医疗器械也都器械也都离不开有色金属材料的支撑。离不开有
11、色金属材料的支撑。如:稀土农用如:稀土农用肥料,特别是钛关节、牙齿等新兴的生物材料已深入肥料,特别是钛关节、牙齿等新兴的生物材料已深入研究和广泛应用研究和广泛应用。13 有色金属材料有色金属材料与人与人民生活民生活密切相关密切相关。从日用的从日用的炊具、家具、装饰、食品包装等,到炊具、家具、装饰、食品包装等,到以金、银、铂以金、银、铂为基的贵金属饰品为基的贵金属饰品、日新月异的各种、日新月异的各种家用电家用电器,乃器,乃至人们体育休闲用的至人们体育休闲用的钛制自行车、滑雪板、登山和钛制自行车、滑雪板、登山和钓鱼工具钓鱼工具、高尔夫球杆、高尔夫球杆、球球头等等头等等均由均由有色金属材有色金属材料
12、料制成。制成。随着人民生活水平不断提高,人们对生活随着人民生活水平不断提高,人们对生活用品的高档化的追求越来越强烈,用品的高档化的追求越来越强烈,因而也因而也对有色金对有色金属提出了高质量、多品种和精加工的更高要求。属提出了高质量、多品种和精加工的更高要求。14三、我国已成为有色三、我国已成为有色金属大国金属大国15 1、2008年十种常用有色金属产量为年十种常用有色金属产量为 2519.19万吨万吨,同比增长同比增长6.72%。其中其中(万吨)万吨):铝铝 1317.66 铜铜 377.93 铅铅 320.64 锌锌 391.31 镍镍 12.87 锡锡 12.91 锑锑 18.36 镁镁
13、63.07 钛钛 4.43 铝材铝材 1427.41 铜材铜材 748.60 氧化铝氧化铝 2278.41 除镍第五、铝材可能第一外,其他均世界第一。除镍第五、铝材可能第一外,其他均世界第一。162 2、有色金属生产大国、有色金属生产大国,已连续,已连续6年年世世界第一。界第一。20072007年主要国家主要有色金属生产量(万吨)年主要国家主要有色金属生产量(万吨)铜铜 中国中国 智利智利 日本日本 美国美国 俄罗斯俄罗斯 349.9349.9 293.7 157.7 132.2 96.2 293.7 157.7 132.2 96.2 铝铝 中国中国 俄罗斯俄罗斯 加拿大加拿大 美国美国 澳大
14、利亚澳大利亚 1258.81258.8 395.5 308.3 226.0 195.9 395.5 308.3 226.0 195.9 铅铅 中国中国 美国美国 德国德国 日本日本 英国英国 278.8278.8 131.0 40.5 27.6 26.9 131.0 40.5 27.6 26.9 锌锌 中国中国 加拿大加拿大 韩国韩国 日本日本 西班牙西班牙 374.2374.2 80.2 67.4 59.8 50.2 80.2 67.4 59.8 50.2173 3、有色金属消费大国:、有色金属消费大国:2007年主要国家主要有色金属消费量(万吨年主要国家主要有色金属消费量(万吨)铝铝 中国
15、中国 美国美国 日本日本 德国德国 韩国韩国 1226.70 558.00 219.70 200.80 108.10 铜铜 中国中国 美国美国 德国德国 日本日本 韩国韩国 453.50 217.50 139.20 125.20 85.70 铅铅 中国中国 美国美国 德国德国 韩国韩国 日本日本 252.40 157.00 40.00 33.60 28.50 锌锌 中国中国 美国美国 日本日本 德国德国 韩国韩国 372.40 103.90 58.90 57.30 47.00 (摘自:中国有色金属改革开放30年)18四、影响有色金属工业四、影响有色金属工业可持续发展的瓶颈可持续发展的瓶颈19影
16、响有色金属可持续发展的瓶颈影响有色金属可持续发展的瓶颈:资资 源源 能能 源源 环环 境境201 1、矿产资源日趋危机,供需矛盾突出:、矿产资源日趋危机,供需矛盾突出:主要矿产资源短缺:主要矿产资源短缺:铜储量铜储量按现资源消耗量按现资源消耗量只保证只保证15年,储量基础也只能年,储量基础也只能25年。年。铜自给率铜自给率25%(65万吨)。万吨)。铅锌铅锌储量储量按现资源消耗量只保证按现资源消耗量只保证7 7年和年和8 8年,储量基础为年,储量基础为1111年和年和1212年。自给率:年。自给率:铅铅49%49%,锌锌75%75%。铝土矿资源质量差,一水硬铝石,高铝硅比好矿迅速减少。铝土矿资
17、源质量差,一水硬铝石,高铝硅比好矿迅速减少。优势资源钨、钼、锡、锑、稀土急需加强保护。除稀土保优势资源钨、钼、锡、锑、稀土急需加强保护。除稀土保证度高、钼有一定保证度外,其他难保优势,特别是锑。证度高、钼有一定保证度外,其他难保优势,特别是锑。对外依赖程度逐步加大对外依赖程度逐步加大。21主要有色金属资源储量及保证开采年限主要有色金属资源储量及保证开采年限品种品种单位单位储量储量储量基础储量基础资源量资源量保证开采年限保证开采年限储量储量储量基础储量基础铜铜万吨万吨16701670274527456218621815152525铝铝矿石亿吨矿石亿吨5.065.066.746.7417.9717
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