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二、新疆的金属矿产
新疆金属矿产有黑色、有色、稀有和贵重金属4大类。
第一节黑色金属矿产
新疆黑色金属矿产矿种齐全，以铁、铬为主，并有锰、钒、钛矿。
一、铁矿
（一）资源及其开发利用现状
1.资源现状
新疆已发现铁矿产地1180处，经普查评价，探明具有一定控制资源储量的小型以上铁矿床为150处。据《2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，铁矿区65处，其中，大型矿床3处，中型矿床15处。截至2005年底，查明资源储量8.47亿吨。铁矿主要分布在吐鲁番、哈密和阿勒泰等地区。
2.开发利用现状
据《2005年新疆维吾尔自治矿产资源开发利用情况统计报表》，2005年共有铁矿生产矿山124个，其中，大型矿山1个，中型矿山 5个，小型矿山 118个，从业人数 5517人，矿石产量521.81万吨，实现矿业产值7.06亿元，销售收入6.37亿元，形成利润7714.64万元。其中，国有矿山23个，其他经济类型矿山101个。有24个矿山建有选矿厂，主要为湿法磁选。近几年来，钢铁工业发展很快，铁矿石需求量大，铁矿石价格上涨，并稳定于较高水平，矿山企业效益良好。
主要矿山生产情况：哈密雅满苏铁矿66.36万吨，哈密磁海铁矿38.99万吨，富蕴蒙库铁矿76.79万吨，鄯善红云滩铁矿20万吨，鄯善梧桐沟铁矿10.0万吨，鄯善百灵山铁矿15.0万吨，新源县式可布台铁矿12.7万吨，和静县莫托萨拉铁矿7.2万吨。
露天开采回采率80%～99%，地下开采回采率60%～75%。选矿回收率85%～95%。
（二）资源优势与潜力
（1）远景大。预测自治区铁矿资源总量77.8亿吨，已探明资源储量8.47亿吨，探明资源储量位居全国第14位。
（2）分布广。铁矿产地1180处，遍布全疆各地。
（3）富矿多。已探明的铁矿资源储量中，富铁矿占30%以上，远远超过全国富铁矿5%的比例。
（三）资源配置与供需平衡研究
1.“十一五”规划目标
根据新疆八一钢铁集团有限责任公司“十一五”发展规划，到2010年产钢500万吨，生铁410万吨。
2.资源保证程度
（1）八一钢铁公司直属矿山及联办矿山“十一五”末，保证矿石资源量310万吨。详见表5-2-1。
（2）其他类型矿山：到2010年可生产铁矿石400万吨。新疆金宝蒙库铁矿10～14号铁矿体资源储量1308万吨，设计生产规模60万吨/年；新疆金宝蒙库铁矿15～21号矿体储量1562万吨，设计生产规模30万吨/年；新疆金宝蒙库铁矿22号矿体储量1062万吨，设计生产规模10万吨；阿勒泰市阿巴宫铁矿储量594万吨，设计生产规模5万吨；和静县莫托萨拉铁矿设计生产规模10万吨/年；哈密地区有31个小型矿山，政府对这些矿山加强指导和扶持，2010年可生产铁矿石400万吨。
（3）新建矿山2010年可生产铁矿石150万吨。和静县查岗诺尔铁矿储量5312万吨，全铁品位40.75%；鄯善县帕尔岗铁矿储量6829.4万吨，全铁品位33.07%；两矿均属磁铁矿，选矿工艺简单。阿克陶县契列克其铁矿储量6558万吨，属菱铁矿，全铁品位41.84%，品位较高，加工工艺较简单，3个矿均属中型矿床，可建中型规模矿山。三矿山建成后，可生产铁矿石150万吨。
表5-2-1新疆八一钢铁（集团）公司直属矿山及联办矿山资源保证表
按新疆八一钢铁集团公司“十一五”规划，到2010年自治区生产钢 500万吨，生铁 410万吨，需铁矿石 820万吨（含TFe50%）。到2010年，自治区铁矿石产量可达到860万吨，满足炼铁需要。
（4）加强地质勘探工作。
①鼓励区内外地勘单位加大对铁矿成矿条件好的阿勒泰、哈密、吐鲁番、伊犁州、巴音郭楞州等地区开展地质勘查工作。
②建议国家增加对铁矿资源勘查的资金投入。
③吸引社会资金，加强对区内铁矿资源的勘查，坚持勘查单位优先取得采矿权的优惠政策。
④支持区内地勘单位到国外开展铁矿资源的地质普查工作，寻找新的铁矿资源。
新疆铁矿资源找矿潜力很大，只要重视铁矿资源的地质勘查工作，一定能找到大矿、富矿，满足自治区对铁矿资源的需求。
二、铬铁矿
（一）资源现状
新疆铬矿资源丰富，仅次于西藏，是全国最大的耐火材料原料产地。铬矿质优，含铝高、含铬低。经过大量地质工作，截至2005年末共查明铬矿资源15处，查明资源储量159.1万吨，其中，中型矿床1处，小型14处。主要分布在萨尔托海、鲸鱼、碱泉、唐巴勒等矿区。
（二）开发现状
据《2005年新疆维吾尔自治矿产资源开发利用情况统计报表》，2005年共有矿山8个，共生产铬矿3.07万吨，产值1512.79万元，从业人数248人。其中，新疆有色金铬有限责任公司铬矿1个，生产2.0万吨；其余均为小矿。开采回采率90%以上。采矿方法采用胶结充填法和干式充填法。矿石Cr2 O3品位达到30%，主要销往内地有关企业。
（三）“十一五”规划及资源配置
（1）“十一五”规划目标：到2010年，生产矿石4.5万吨。
（2）铬铁矿资源储量集中在萨尔托海铬铁矿区，储量159.13万吨。多年来矿山以销定产，产品销往河南、山东等省，出口日本、韩国等。2005年生产3.07万吨，近几年以销定产。2010年生产4.5万吨，很容易实现需要。
三、锰矿
（一）资源现状
据《截至2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，截至2005年底，锰矿床有10处，其中，中型矿床2处，查明资源储量 955.2万吨，约占全国锰矿总资源储量 5.7亿吨的1.5%，在全国已探明锰矿资源的22个省（区、市）中，排名第9位。在西北地区仅次于陕西省。锰矿资源主要分布在昭苏县加曼台、和静县莫托萨拉、库车县卡朗沟、哈密市大水。昭苏县加曼台锰矿和莫托萨拉锰矿属中型矿床。区内锰矿以贫矿多、富矿少，以菱锰矿为主，氧化锰少。库车县卡朗沟锰矿较富。
（二）开发利用现状
据《2005年矿产资源开发利用情况统计报表》，2005年自治区共有锰矿企业15个，均属小型矿山，从业人数328人，生产矿石1.94万吨，矿业总产值635.00万元，利润108.00万元。
（三）“十一五”规划及资源配置
1.“十一五”规划目标
“十一五”规划目标：到2010年，生产锰矿石3万吨。
2.资源配置
锰矿资源分布南北疆，锰矿资源储量较大。昭苏县加曼台锰矿资源储量238.0万吨，设计生产规模5万吨；哈密大水锰矿资源储量5.2万吨，设计生产规模0.2万吨；库车县建材矿化工业公司第一、二、三矿资源储量40.2万吨，设计生产规模0.9万吨；拜城县矿业开发公司卡尔果尔锰矿第一、二矿资源储量25.9万吨，设计生产规模0.4万吨。共计设计年生产规模6.5万吨。预计到2010年，生产3万吨锰矿石有资源保证。
第二节有色金属矿产
新疆有色金属矿产资源丰富，已发现有色金属矿产12种，有铜、镍、铅、锌、铝、镁、钴、钨、钼、铋、汞、锑，种类齐全。其中，主要矿产为铜、镍、铅、锌。
一、铜矿
（一）矿产资源及其开发利用现状
1.资源现状
新疆铜矿产资源较丰富。据《截至2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，截至2005年底，铜矿产地37处，其中，大型矿床1处，查明资源储量228.2万吨。据中国矿情资料，新疆铜矿资源属中等水平，在西北地区仅次于甘肃。
哈巴河县阿舍勒铜矿铜金属资源储量921932吨，平均含铜品位2.43%，是全国最大的富铜矿，矿体集中，易于开发。喀拉通克铜镍矿一、二、三号矿区保有资源储量26.6万吨。哈密市土屋铜矿金属资源量60余万吨，平均含铜品位0.65%。哈密市黄山东铜镍矿，保有铜金属资源储量19.0万吨。哈密市黄山铜镍矿金属铜保有资源量20.8万吨。富蕴县索库都克铜矿铜金属保有资源量32.57万吨。
新疆铜矿资源特点：①成矿类型多，可分7种类型，包括正岩浆晚期熔离型铜矿、岩浆热液型铜矿、夕卡岩型铜矿、斑岩型铜矿、火山岩型铜矿、层控型铜矿和沉积型铜矿；②分布广，全疆有20多个县（市）均有铜矿上储量表；③共生和伴生多种有益组分，如喀拉通克铜镍矿除含铜镍外，伴生金、银、铂、钯、钴、硫等多种矿产。
总的来说，新疆铜资源富矿多，易于选矿，开发潜力很大。
2.开发利用现状
据《2005年新疆维吾尔自治矿产资源开发利用情况统计报表》，2005年自治区共有生产矿山35个，其中中型矿山1个，小型矿山34个。从业人数1708人，开采矿石量78.45万吨，工业产值58450.95万元。其中喀拉通克铜镍矿设计采、选规模30万吨/年，2004年采矿32.2万吨，选矿28.1万吨。胶结充填法开采，采矿回采率98.51%。选矿回收率：铜90.06%，镍80.48%。矿产品由阜康冶炼厂加工。
小型铜矿精矿一般销售给内地有关企业，主要有喀什地区新鑫伽师铜矿、富蕴县乔夏哈拉金铜矿、鄯善县维权铜矿。采矿回采率65%～85%，铜选矿回收率85%～95%。
（二）自治区“十一五”规划目标及资源配置和供需平衡
1.自治区“十一五”规划目标
据自治区有色金属工业公司“十一五”规划，到2010年，生产金属铜5万吨。
2.资源配置与供需研究
阿舍勒铜锌矿铜金属储量921932吨，矿山设计生产规模132万吨/年，铜品位2.43%，年产铜精粉13万吨，金属铜2.975万吨；喀拉通克铜镍矿一、二号矿体特富矿、富矿矿石保有储量1721万吨，金属铜 26.6万吨，镍 15.6万吨，贫矿矿石储量约3000万吨。该矿三期工程于2005年开建，设计生产规模178万吨/年，年生产金属铜1.5万吨；哈密土屋铜矿金属储量60万吨，设计规模380万吨，年产金属铜1.5万吨。
“十一五”末，上述三矿区年产金属铜59750吨。
二、镍矿
（一）资源及其开发利用现状
1.资源现状
据《截至2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，截至2005年底，镍矿产地有7处，查明镍金属资源量96.2万吨，其中，大中型矿床3处，小型矿床4处。新疆镍资源储量次于甘肃省，位居全国第2位。主要矿山有喀拉通克铜镍矿、哈密市黄山东铜镍矿、哈密市黄山铜镍矿。
2001～2006年，新疆地矿局第四地质大队对喀拉通克铜镍矿2号矿体勘探，探明特富矿、富矿矿石资源储量1226万吨，金属铜17.9万吨，镍9.9万吨。一、二号矿体保有矿石资源储量1721万吨，金属铜26.6万吨，镍金属15.6万吨。贫矿约3000万吨。
2.开发现状
据《2005年新疆维吾尔自治矿产资源开发利用情况统计报表》，2005年有生产矿山14个，其中中型矿山2个，其余均为小型矿山。开采矿石 85.82万吨，产值 54814.07万元，利润20141.81万元。其中，喀拉通克铜镍矿已开采16年历史，2005年采出矿石量32.2万吨，选矿28.1万吨，回采率98.51%，选矿回收率80.48%。采用浮选法优选铜，混合浮选出铜镍混合精矿。
哈密地区内的小矿山矿石主要销往甘肃金川公司。
（二）自治区“十一五”规划及资源配置
1.自治区“十一五”规划目标
据新疆有色金属工业公司“十一五”目标，到2010年，实现生产1万吨金属镍。
2.资源配置
2001～2006年，新疆地矿局第四地质大队对喀拉通克铜镍矿二号矿体进行勘查，共提交特富矿、富矿矿石量1226万吨，铜金属17.9万吨，镍金属9.9万吨，一、二号矿体目前特富矿、富矿保有矿石储量1721万吨，铜金属26.6万吨，镍15.6万吨。贫矿矿石约3000万吨。矿山三期工程于2005年开建，设计采矿规模178万吨，达产后年产金属镍1.12万吨，可实现“十一五”规划生产金属镍1万吨的目标。
三、铅锌矿
（一）资源及其开发利用现状
1.资源现状
新疆铅锌矿资源主要分布在阿勒泰地区和克孜勒苏州。
据《截至2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，截至2005年底，铅锌矿产地34处，其中，大型1处，中型4处。铅查明资源储量65.9万吨，锌查明资源储量135.4万吨。新疆探明的铅锌资源储量在全国属偏少的省、自治区。
哈巴河县阿舍勒铜锌矿一号矿体探明锌金属资源储量40.9万吨，锌矿石品位2.78%；富蕴县可可塔勒铅锌矿铅金属保有资源储量27.9万吨，锌54.3万吨；阿图什市霍什布拉克铅锌矿铅保有资源储量7.1万吨，锌15.5万吨；阿克陶县塔木铅锌矿，铅保有资源储量4.0万吨，锌13.2万吨；阿克陶县卡兰古—托克拉克铅锌矿，铅保有资源储量17.6万吨，锌0.5万吨。
2.开发利用现状
据《2005年新疆维吾尔自治矿产资源开发利用情况统计报表》，2005年自治区共有铅锌矿18个，从业人数1203人，生产铅矿石23.66万吨，锌矿石19.28万吨，铅矿产值6670.40万元，锌矿产值2439.19万元。其中，富蕴县可可塔勒铅锌矿生产规模为年采矿石量15万吨，2005年生产铅精粉0.16万吨，锌精粉0.30万吨。
（二）自治区“十一五”规划目标及资源配置
1.铅矿
（1）“十一五”规划目标，到2010年，生产铅精粉2万吨。
（2）资源配置。可可塔勒铅锌矿属大型铅锌矿床，矿山正在技改，以扩大生产规模，2010年年产铅精粉1万吨；霍什布拉克、卡兰古—托克拉克、塔木铅锌矿等矿山扩大生产规模，达到年产铅精粉1万吨。“十一五”末，可实现生产铅精粉2万吨的目标。
2.锌矿
（1）自治区“十一五”规划目标，到2010年，生产锌粉6.5万吨。
（2）资源配置。哈巴河县阿舍勒铜锌矿探明锌金属资源储量40.8万吨，品位2.78%，矿山生产规模132万吨/年，年产品位50%的锌精粉5.58万吨；霍什布拉克铅锌矿等矿山年生产锌精粉1万吨以上。“十一五”末，可实现生产6.5万吨锌精粉的目标。
第三节贵重金属矿产
一、金矿资源及其开发利用现状
（一）资源现状
新疆黄金资源丰富，岩金主要分布在哈密地区、吐鲁番地区、阿勒泰地区、伊犁州、塔城地区。砂金主要分布在阿勒泰市、福海县、若羌县阿尔金山。全疆85个县（市）中有63个县（市）发现黄金，已有36个县（市）生产黄金。
据《截至2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，截至 2005年底，岩金矿产地 44处，查明资源储量92118.6千克，其中，大型矿床1处（阿希金矿），中型矿床2处，小型金矿床41处。阿希金矿矿石保有资源储量763.3万吨，金金属量37.6吨；哈图金矿矿石资源储量量320万吨，金金属量16.58吨；多纳拉萨依、托库孜巴依矿探明资源储量23吨。砂金上矿产资源储量表的矿产地10处，2005年查明资源储量18292千克。
全疆伴生金矿1处（喀拉通克铜镍矿），2005年查明资源储量2949千克。
（二）开发利用现状
1985～1995年是新疆黄金工业大发展时期，黄金产量迅速增加。1999年，黄金产量达21万两，居全国第6位。以后这些年当中，新矿产地发现少，矿山资源逐步枯竭，产量下降。
据《2005年新疆维吾尔自治矿产资源开发利用情况统计报表》，2005年黄金生产矿山102个，其中，大型矿山1个，中型矿山1个，小型矿山100个，生产黄金矿石187.29万吨，产值67181万元，利润5500万元。2005年黄金产量18.33万两，居全国第13位。其中，阿希金矿生产黄金29184两，哈密金矿生产黄金10006两，哈图金矿生产黄金8000两，哈巴河县多拉纳萨依金矿、托库孜巴依金矿生产黄金5928.86两。其余均为小矿山生产，这些小矿山年生产黄金3.8万两。
露天开采回采率90%～99%，地下开采回采率在61%～85%，贫化率 8%～20%。全泥氰化浸出率 90%～95%。浮选回收率85%。
（二）其他贵重金属资源现状
1.银资源现状
据《截至2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，截至2005年底，银矿产地7处，查明资源储量838.3千克，均属伴生银矿产，为小型矿床。
2.铂资源现状
据《截至2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，截至2005年底，铂矿产1处，查明资源储量2838千克，为喀拉通克铜镍矿伴生矿产，属小型矿床。
3.钯资源现状
据《截至2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，截至2005年底，钯矿产1处，查明资源储量1638千克，为喀拉通克铜镍矿伴生矿产，属小型矿床。
二、自治区“十一五”规划及资源配置
（一）自治区“十一五”黄金工业规划
根据自治区黄金工业“十一五”规划，到2010年，生产黄金10吨，即32万两。
（二）黄金资源配置
1.重点矿山资源保证程度
乌鲁木齐望峰金矿保有资源储量1441千克，品位6.62克/吨。哈密金窝子210金矿保有资源储量1083千克，品位5.08克/吨。青河县野马泉金矿，保有资源储量1978千克，品位4.2克/吨。托里县包古图金矿保有资源储量5738千克，品位6克/吨。4个矿山扩大规模后，可产黄金20000两。详见表5-2-2。
表5-2-2重点黄金矿山资源保证程度表
2.建设新矿山
鄯善县喜迎、梧桐南金矿区金金属保有资源量5980千克，品位4.3克/吨，生产规模9万吨/年，年可生产黄金9288两；鄯善县康古尔外围金金属保有资源量1957千克，品位5.28克/吨，生产规模9万吨/年，年可生产黄金11404两；昌吉市萨尔达拉金矿区金金属保有资源量3129千克，品位6.1克/吨，生产规模9万吨/年，年可生产黄金13176两；和丰县阔尔真阔蜡金矿区金金属保有资源量1855千克，品位9.2克/吨，年生产规模9万吨，年产黄金19872两。
以上4个矿山建成后，到2010年可生产黄金40000两。
3.积极发展和支持其他形式的企业开采黄金，2005年这类矿山企业70多个，到2010年黄金可产黄金150000两
综上所述，到2010年，自治区可生产黄金328304两。
第四节稀有金属
一、资源及其开发利用现状
（一）资源现状
新疆稀有金属矿产丰富，有铍、锂、钽、铌、铷、铯、锶、锆等8种。据《截至2005年底新疆维吾尔自治区矿产查明资源储量统计表》，铍探明资源储量居全国第一位，铯第五位，锂第6位，钽第9位，铌第10位。主要分布在阿勒泰市、富蕴县、福海县和青河县。阿勒泰地区锂矿资源储量63087吨，其中可可托海一矿保有资源储量16621吨。阿勒泰地区铍矿保有资源储量140288吨，其中，可可托海一矿71240吨。
（二）生产现状
据《2005年新疆维吾尔自治矿产资源开发利用情况统计报表》，2005年自治区共有稀有金属矿山10个，其中，国有矿山2个。新疆有色金属工业（集团）公司可可托海一矿，从业人数806人，生产锂精粉4000吨，产值1133.60万元；铍精矿800吨，钽铌矿19吨，产值398.00万元。该矿所选锂矿石为已闭坑3号脉采出堆放的矿石，矿石含氧化锂品位0.35%，氧化铍0.06%，选矿回收率分别为32.8%、25%，选矿难度大。
二、自治区“十一五”规划及资源配置
（一）锂矿
1.自治区“十一五”规划指标
据自治区有色金属工业公司“十一五”规划，到2010年，锂盐生产量1万吨。
2.资源配置
实践表明，每生产1万吨锂盐需8万吨锂精粉，2005年生产锂精粉4000吨，按照该水平计算，缺口7.6万吨锂精粉。可可托海一矿Li2 O保有资源储量16621吨，2005年仅生产0.4万吨Li2 O；富蕴县柯鲁木特112号矿山开采条件恶劣，难以开采；新建福海县库卡拉盖锂矿、柯鲁木特117号锂矿困难大。根据规划，2010年完成生产1万吨锂盐所需锂精粉只能靠进口及内地购进7.6万吨。
（二）铍矿
1.自治区“十一五”规划目标
到2010年，年生产铍精矿1000吨。
2.资源配置
2005年可可托海一矿选矿厂生产800吨铍精矿，可可托海一矿铍（BeO）资源储量71240吨，较丰富，有利于扩大选矿规模。“十一五”末，可实现年生产0.1万吨铍精矿的目标。
三、金属是怎样炼成的
（一）金属矿冶炼的历史沿革
金属冶炼作为一门生产技术，起源十分古老。人类从使用石器、陶器进入到使用金属，是文明的一次飞跃。人类使用天然金属（主要是自然铜）距今已 8000多年。但自然铜资源稀少，要使用更多的铜必须从矿石中提取。世界上最早炼铜的是美索不达米亚地区，时间大致在公元前 38世纪到前 36世纪。最早的青铜是在苏米尔地区出现的，大约在公元前 30世纪。在人类文明史中，大量使用青铜的时代称为青铜时代。铁器的使用是人类文明的又一大进步。最早炼铁的是在黑海南岸的山区，大约在公元前 14世纪。到公元前 13世纪，铁器的应用在埃及已占一定的比重，一般认为这是人类文明进入铁器时代的开端。在欧洲，公元前 11世纪中欧开始用铁，但向西欧传播则极其缓慢，直到公元前 55年，随着罗马人的入侵，铁才传入大不列颠。中世纪的一千多年内，冶金技术进展十分缓慢。直至 14～ 16世纪欧洲才发展为采用水力鼓风，加大、加高炼铁炉，生产出铸铁。15世纪的欧洲，尽管熟铁器已广泛应用，但铜和青铜仍是生产得最多的金属。16世纪欧洲出现资本主义的萌芽，冶金企业转移到资本家手中，资本家互相竞争，推动了生产技术的发展。另一方面，机器、造船等工业的发展又为冶金业开辟了市场和提供了技术装备。在 1640年以后的 250年中，主要发生在英国以高炉炼铁、炼钢为主的冶金生产和技术变革，尤其是 1700～ 1890年，一系列重要的技术发明创造使英国的炼铁、炼钢工业得到蓬勃发展。这些发明在炼铁方面有：1790年 A.达比用焦炭代替木炭炼铁成功，使冶铁业摆脱了木炭资源（森林）的限制；1828年 J.B.尼尔森采用热风使炼铁炼焦比降低，生产效率成倍提高。在炼钢方面有：1740年 B.亨茨曼首次采用坩埚炼钢法生产铸钢件；1856年 H.贝塞麦发明转炉炼钢法，开创了炼钢新纪元；1855年 K.W.西门子发明了蓄热室；1864年 P.E.马丁利用该原理创造平炉炼钢法，从而扩大了炼钢的原料来源；1879年 S.G.托马斯和 P.C.吉尔克里斯特发明碱性转炉炼钢法，成功地解决了高磷生铁炼优质钢的问题。在轧钢方面有：1697年J.汉伯里用平辊轧制出熟铁板，供生产镀锡铁板之用；1783年 H.科特用孔型轧制生产熟铁棒，这种方法后来用于生产型材。这些发明创造使英国炼铁、炼钢工业在 18～ 19世纪走在世界最前面。炼钢情况也是一样，铜资源并不充裕的英国，在 19世纪 60年代竟成了世界上产铜最多的国家。
中国古代冶炼技术比欧洲先进，尤其是铸铁技术比欧洲要早 2000年。从鉴定中国古代的铁器表明，中国汉代生产的有些铸铁件中的石墨呈球絮状，具有一定的柔韧性，与近代可锻铸铁颇为相似。中国古代生产的铸铁和热处理技术已能适应制造农具的要求，从汉代起铁产量就已超过了铜。中国在春秋战国之际即已掌握金、银、铜、铁、锡、铅、汞等七种常用金属。欧洲直到罗马帝国末期才全部掌握上述金属。中国在 15世纪已有金属锌，较欧洲早 300多年。综观古代世界冶金业的发展，金属制品，特别是青铜器和铁器，对人类社会生产力的发展起着巨大作用。
（二）不同金属矿的冶炼方法
金属冶炼是根据各种金属的矿石的不同特性，采用不同的生产工艺和设备，经济地从矿石或其他原料中提取金属或金属化合物。目前大多数金属都采用火法冶炼方法，通过各种冶炼熔炼，加入还原剂还原出金属。随着技术水平的提高和环境保护的要求，湿法冶金逐步被用于许多金属制取工艺。如锌的湿法冶炼，黄金的浸出电解工艺等。以下简单介绍钢铁、铜、镍、铅锌、金冶炼方法。
1.钢铁冶炼
现代炼铁绝大部分采用高炉炼铁，个别采用直接还原炼铁法和电炉炼铁法。高炉炼铁是将铁矿石在高炉中还原，熔化炼成生铁，此法操作简便，能耗低，成本低廉，可大量生产。生铁除部分用于铸件外，大部分用作炼钢原料。由于适应高炉冶炼的优质焦炭煤日益短缺，相继出现了不用焦炭而用其他能源的非高炉炼铁法。直接还原炼铁法，是将矿石在固态下用气体或固体还原剂还原，在低于矿石熔化温度下，炼成含有少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁，作为炼钢原料（也可作高炉炼铁或铸造的原料）。电炉炼铁法，多采用无炉身的还原电炉，可用强度较差的焦炭（或煤、木炭）作还原剂。电炉炼铁的电加热代替部分焦炭，并可用低级焦炭，但耗电量大，只能在电力充足、电价低廉的条件下使用。
炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料，用不同的方法炼成钢。主要的炼钢方法：有转炉炼钢法、平炉炼钢法、电弧炉炼钢法 3类。以上 3种炼钢工艺可满足一般用户对钢质量的要求。为了满足更高质量、更多品种的高级钢，便出现了多种钢水炉外处理（又称炉外精炼）的方法。如吹氩处理、真空脱气、炉外脱硫等，对转炉、平炉、电弧炉炼出的钢水进行附加处理之后，都可以生产高级的钢种。对某些特殊用途，要求特高质量的钢，用炉外处理仍达不到要求，则要用特殊炼钢法炼制。如电渣重熔，是把转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢，铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺。
2.铜的冶炼
铜的冶炼有两种方法，即火法炼铜及湿法炼铜。目前铜的冶炼是以火法炼铜为主，其产量约占世界铜总产量的 85%，但湿法冶金具有成本低、环保等优点，此技术正在逐步推广。
火法炼铜方式适于高含量的硫化铜矿，通过选矿方法将铜矿石富集到 12%以上，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉中进行造锍熔炼，产出的熔锍（冰铜）接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得含量高达 99.9%的电解铜。该法流程简短、适应性强，铜的回收率可达 95%，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。
湿法炼铜一般适于低含量的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧—浸出—电积，浸出—萃取—电积，细菌浸出等法，适于低含量复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出，酸浸应用较广，氨浸限于处理含钙镁较高的结合性氧化矿。处理硫化矿多用硫酸化焙烧—浸出或者直接用氨或氯盐溶液浸出等方法。
氧化铜矿酸浸法流程：氧化铜矿一般不易用选矿法富集，多用稀硫酸溶液直接浸出。所得含铜溶液，可用硫化沉淀、中和水解、铁屑置换以及溶剂萃取—电积等方法提取铜。
硫化铜精矿焙烧浸出法：硫化铜精矿经硫酸化焙烧后浸出，得到的含铜浸出液，经电积得电解铜。
3.铅的冶炼
目前从铅精矿中生产铅金属的方法都是火法，湿法炼铅还处在试验研究阶段，工业上还未采用。火法炼铅按冶炼原理不同可分为三种。
反应熔炼法：此法是将硫化铅精矿通过反射炉或膛式炉使一部分 PbS氧化成 PbO和PbSO4，然后使之与未氧化的 PbS相互反应而生产金属铅。该法适用于处理高含量的（含PbS65%～ 70%）的铅精矿。
沉淀熔炼法：此法是将铁屑或氧化铁及炭质还原剂与硫化铅混合加热至适当高的温度，使铅的硫化物大部分被铁置换产生金属铅。此法很少单独应用，如在鼓风炉还原焙烧时，经常加入铁屑以降低铅冰铜中的含铅量，提高金属铅的回收率。
焙烧还原熔炼法：此法又称为常规炼铅法或标准炼铅法。目前世界上生产的粗铅约有 90%是用该法生产的。铅精矿和溶剂加入焙烧炉焙烧，使部分 PbS氧化成 PbO烧结块，然后通过鼓风炉与焦炭熔炼成粗铅，粗铅通过精炼得到含量在 99%以上的铅锭。
4.锌的冶炼
冶炼锌的方法分为火法炼锌和湿法炼锌两大类，目前湿法炼锌发展非常迅速，世界上锌产量有 80%来源于湿法炼锌。
火法炼锌是将硫化锌矿煅烧生成氧化锌或氧化锌和硫化锌的混合物，然后加入炭质还原剂，使氧化锌在高温下被炭质还原剂还原，使锌挥发出来，形成锌蒸气，经冷凝成为液态金属锌。一般有平罐炼锌、竖罐炼锌、电法炼锌和密闭鼓风炉炼锌等火法炼锌方式。密闭鼓风炉是目前主要的火法冶炼方式。
湿法炼锌又叫电解沉积法炼锌，是将硫化锌氧化成氧化锌矿或氧化锌和硫酸锌的混合物溶于稀酸溶液与脉石分离，浸出液经过净化处理后进行电解作业。电解沉淀的结果是在阴极析出锌，在阳极上析出氧，并产生硫酸。沉淀在阴极上的锌，定期剥下，再进行溶化铸成锌锭。
5.镍的冶炼
生产镍的方法主要有火法和湿法两种。根据含镍的硫化矿和氧化矿的不同，冶炼处理方法各异。含镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。氧化矿主要是含镍红土矿，其含量低，适于湿法处理。主要方法有氨浸法和硫酸法两种。
火法冶炼：镍精矿经干燥脱硫后即送电炉（或鼓风炉）熔炼，目的是使铜镍的氧化物转变为硫化物，产出低冰镍（铜镍锍），同时脉石造渣。所得到的低冰镍中，镍和铜的总含量为8%～ 25%（一般为 13%～ 17%），含硫量为 25%。低冰镍的吹炼，吹炼的目的是为了除去铁和一部分硫，得到含铜和镍 70%～ 75%的高冰镍（镍含高硫），而不是金属镍。转炉熔炼温度高于 1230℃，由于低冰镍含量低，一般吹炼时间较长。高冰镍细磨、破碎后，用浮选和磁选分离，得到含镍 67%～ 68%的镍精矿，同时选出铜精矿和铜镍合金分别回收铜和铂族金属。镍精矿经反射炉熔化得到硫化镍，再送电解精炼或经电炉（或反射炉）还原熔炼得粗镍再电解精炼。粗镍中除含铜、钴外，还含有金、银和铂族元素，需电解精炼回收。与铜电解不同的是这里采用隔膜电解槽。用粗镍做阳极，阴极为镍始极片，电解液用硫酸盐溶液、硫酸盐和氯化盐混合溶液。通电后，阴极析出镍，铂族元素进入阳极泥中，另行回收。电镍的纯度可达到99%以上的“合质金”。
6.金的冶炼
自然界的金大多以自然金的形式存在，根据其在不同矿物中的赋存状态不同，先通过物理和化学选矿的方法将金富集，然后通过火法或湿法火法联合法得到纯度超过 99.5%以上的纯金。
一般砂金矿和岩金中的粗粒金通过重选和混汞法得到沙金和汞齐（一种汞和金的络合物），沙金和汞齐使用坩埚熔炼加入石英、等熔剂除杂后得到 99%以上的“合质金”。
岩金中一般氧化矿石可以直接通过氰化浸出得到氰化金的络合物溶液，原生金矿一般采用浮选法将金富集得到金精矿，金精矿，再磨后，通过氰化浸出得到氰化金的络合物溶液。氰化浸的络合物溶液可通过两种方式得到合质金。一是通过锌粉、锌丝置换出金金属，通过坩埚熔炼得到合质金。二是经过活性炭吸附、解析、电解、坩埚熔炼得到“合质金”。
（三）金属冶炼在新疆的发展概况
1.新疆钢铁冶金概况
新中国成立前，新疆没有现代钢铁工业。新中国成立后，驻疆人民解放军节衣缩食，艰苦奋斗，自筹资金，于 1951年兴建了新疆第一家钢铁企业——新疆八一钢铁厂。1952年，八一钢铁厂炼出了第一炉铁和钢，轧出了第一批合格钢材，结束了新疆没有钢铁工业的历史。1950～ 1957年，新疆钢铁工业总投资 2307万元（不包括更新改造资金），全部用于建设八一钢铁厂，形成固定资产 2096万元。至 1957年，生产生铁 5.15万吨、钢 4.23万吨、钢材 3.82万吨，收回全部基建投资。
1958～ 1965年，新疆钢铁工业基建投资累计 1.75亿元（不包括更新改造资金），其中生产性投资 1.59亿元。在全部基建投资中，八一钢铁厂为 7242万元，占总投资的 41.4%。期间在“大炼钢铁”的号召下，投资 4754万元建设了雅满苏铁矿、哈密钢铁厂、伊犁钢铁厂、乌鲁木齐第二钢铁厂、天龙钢铁厂、跃进钢铁厂以及库车、康苏等小钢铁厂和小矿山。1963年，这批小钢铁企业在国民经济调整中先后关停，没有形成生产能力。仅保留了天龙钢铁厂等企业，企业经济效益不佳，多处于亏损状态。
“文化大革命”时期，新疆钢铁工业投资重点不突出，一些建设项目时上时下，时建时停，建设周期长，经济效益差，多数未能达到基建投资的预期效果。1966～ 1980年，钢铁工业基建投资累计 3.5亿元。其中八一钢铁厂投资 1.84亿元，占总投资的 33.9%；矿山总投资 6060万元，占总投资的17.3%；地方小钢铁厂投资1.49亿元，占总投资的41.4%；其他投资 2186万元，占总投资的 6.3%。地方小钢铁企业如哈密钢铁厂、伊犁钢铁厂、伊犁铁矿、和静钢铁厂、托里铬矿等恢复建设，并形成了一定的生产规模。1978年，新疆钢产量达 8.46万吨、钢材产量6.83万吨。
党的十一届三中全会以后，新疆钢铁工业迅速发展。“六五”、“七五”、“八五”期间，新疆钢铁工业完成基建总投资 4.33亿元（不包括更新改造资金），投资的重点为八一钢铁厂扩建工程，占总投资的 76.9%，矿山占总投资的 11.1%，地方小钢铁企业占总投资的 8%，其他投资占总投资的 4%。 1980～ 1994年，八一钢铁厂钢产量由 9.28万吨增至 61.7万吨，增长 3.4倍；钢材产量由 7.8万吨增至 53万吨，增长 5.8倍。同期新疆钢产量增长 5倍、铁产量增长 3.1倍、钢材产量增长 5.5倍。1997年，新疆钢铁工业完成工业总产值 27.59亿元，工业增加值 7.39亿元；实现销售收入 25.96亿元，利税总额 1.22亿元。
目前，八一钢铁厂已成为全国实现全连铸和全一火成材的六家企业之一。许多技术指标达到国内先进水平，特别是两座 12吨转炉的成功改造，使生产能力达到 100万吨，创出了全国钢铁工业改造史上的奇迹。八一钢铁厂的技术、装备和效率均已达到了全国一流水平。其引进当代世界上最先进的工艺技术装备建成的连续式小型棒材轧机，不仅带动了产品结构和成本构成的深刻变化，而且提高了产品的质量和档次，增强了市场的竞争力。目前，加上从德国引进的电炉形成的生产能力，八一钢铁厂的炼钢生产能力已达 150万吨，轧钢能力已达 130万吨，分别占全区炼钢、轧钢生产能力的 80%和 77%以上。1999年的钢和钢材产量分别达到 105万吨和 117万吨。近年来，钢铁生产迅速发展，2006年，有铁矿山 125个，其中大型 1个，中型26个，年开采矿石 1095万吨；生产粗钢 362万吨，生铁 270万吨。2007年生产粗钢约 445万吨，钢材约 469万吨，生铁约 387万吨。
2.新疆有色及稀有冶金概况
据史料记载，在先秦时期，新疆的铜冶炼技术就已达到了较高的水平。20世纪 80年代考古工作者在新疆尼勒克县城南奴拉赛和圆头山发现了多处冶炼场遗迹。
新中国成立前，新疆主要以炼铜为主，其次是铅锌。但规模不大，没有形成工艺体系。
新中国成立后，新疆冶金局从 1958～ 1961年在乌鲁木齐先后建起了八一铜厂、电解铜厂、红旗冶炼厂（乌鲁木齐铝厂前身）等小型有色金属冶炼企业。由于当时新疆还没有发现大中型铜矿，铜资源没有保障，铝电解的成本又过高，致使这几家冶炼厂没能生存下来。
1978年中共十一届三中全会后，新疆的有色金属工业有了较大的发展。1981～ 1989年乌鲁木齐铝厂经过三期技术改造和扩建，形成 2万吨/年铝锭的生产能力，另外，可可托海矿务局利用其充沛的水电资源，在 1987年建成 2400吨的铝锭的可可托海选厂。1989年新疆有色公司和伊犁电力局合资的 5000吨铝锭厂投产。1990年新疆已形成 3万吨/年铝锭生产能力。
1989年，新疆有色金属公司新建的喀拉通克铜镍矿投产，形成 7285吨高冰镍生产能力，新疆现代铜镍工业开始起步。1993年底，建成阜康冶炼厂，采用先进的湿法精炼新工艺生产电解镍，形成了 2040吨/年的电解镍生产能力。
新中国成立后，新疆黄金的生产也有了长足的发展，新疆境内已建成中小型金矿 32个，其中阿希金矿、哈图金矿、哈巴河多拉纳萨依金矿、富蕴县萨尔布拉克金矿、鄯善康古尔金矿等岩金矿规模较大。尤其是阿希金矿采用国际先进的氰化树脂提金工艺，年产量达到 3万两以上。
新疆是全国最早从事稀有金属开发冶炼的省区，经过 40多年的努力，新疆已建成我国第一个，全国最大、产品质量最好、具有自主研发能力的稀有金属技术工业基地。目前能够提供30多种稀有金属产品，包括锂、铷、铯金属及其化合物。
（四）金属冶炼的发展方向
在冶炼过程中的生产自动化，将是今后金属冶炼发展的重要方向。20世纪下半叶以来，冶金生产工艺与自动化技术的结合日益紧密。氧气转炉炼钢、连续铸锭、轧钢高速化和连续化等新工艺，把钢冶金的生产效率不断推向新的高度，这在很大程度上，应归功于应用计算机的自动控制。倘若没有自动控制，氧气转炉就难以充分发挥它的快速炼钢能力，连续铸钢就难于保证质量并获得高效率，轧钢就难以实现高速化和连续化。
研究开发新的提取冶金技术也是今后冶金发展的一个方向。单纯从提取金属着眼，运用今天拥有的自然科学知识和技术手段，即使矿石含量再低，组成再复杂，都可以把金属提取出来，问题在于消耗的能源是否过大，花费的成本是否合算。因此，在提取冶金方面仍然有很多研究课题。例如：扩大资源范围，把在以往技术水平、经济条件下还不能利用的资源，通过新工艺、新装备变为可利用的资源；减少或消除生产过程对环境的污染，发展资源的综合利用，形成无公害工艺或无废料工艺；充分利用氧气等进一步强化冶炼过程，大大节约能源等。
图6-2-1磁铁矿照片（肖昱摄）
图6-3-1黄铜矿和孔雀石照片（肖昱摄）
图6-3-2方铅矿与闪锌矿照片（肖昱摄）
图6-3-3新疆尼勒克县阿吾拉勒环状铜矿带
图6-3-4新疆西昆仑铁克列克－库斯拉甫矿产分布图
图6-3-5环塔里木中新生代砂岩型铜铅锌矿带及矿产分布图
图6-4-1自然金照片（张素兰摄）
图6-4-2新疆民丰县南山巴西其其干河下游阶地砂金采坑（肖昱摄）
图6-4-3细脉状自然金（张素兰摄）
图6-4-4浸染状自然金（张素兰摄）
图6-5-1阿尔泰山花岗伟晶岩稀有金属矿集区与地质构造关系略图（据新疆有色地质研究所）
图6-5-2电气石和绿柱石
图6-5-3锰钽铁矿和铌钽铁矿聚晶
图6-5-4可可托海稀有金属矿3号脉露天采场（杨青山摄）
图6-5-5 3号脉立体示意图
图6-5-6可可托海3号矿脉结构单元分布图
图6-6-1清代察合奇铸币厂古铜币（杨青山摄）
图6-6-2平硐（刘增仁摄）
图6-6-3斜井（刘增仁摄）
图6-6-4竖井（杨青山摄）
图6-7-1选矿流程图
图6-7-2康苏选矿厂优选浮选工艺流程图
图6-7-3八一钢铁厂优选浮选工艺流程图
图6-7-4喀拉通克铜镍矿简易选矿工艺流程图
图6-7-5哈图金矿混汞浮选工艺流程图
图6-7-6可可托海“87-66”选厂工艺流程图
参考资料:搅拌浸出/高压浸出
