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矿用过滤机 2024-09-30 18:31:45

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二、什么是有色金属它们有特点

在目前已知的107种元素,对于其中的金属元素,各国有不同的分类方法。有的分为铁金属(ferrous meta-ls)和非铁金属(non-ferrous metals)两大类:铁金属系指铁及铁合金;非铁金属则指铁及铁合金以外的金属元素。有的分为黑色金属(чёрныеметаллы)和有色金属(цветныеметаллы)两大类。有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外所有的金属。中国在1958年,将铁、铬、锰列入黑色金属;并将铁、铬、锰以外的64种金属列入有色金属。这64种有色金属包括:铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、砷、钍。

在历史上,生产工具所用的材料不断改进,它与人类社会发展的关系十分密切。因此历史学家曾用器物的材质来标志历史时期,如石器时代、青铜器时代、铁器时代等。到17世纪末被人类明确认识和应用的有色金属共 8种。中华民族在这些有色金属的发现和生产方面有过重大的贡献(见冶金史)。进入18世纪后,科学技术的迅速发展,促进了许多新的有色金属元素的发现。上述的64种有色金属除在17世纪前已被认识应用的 8种外,在18世纪共发现13种。19世纪发现39种,进入20世纪,又发现4种。

能源、信息技术和材料被称为当代文明的三大支柱。有色金属及其合金是现代材料的重要组成部分,与能源及信息技术的关系十分密切。按1981年世界资料统计,铜、铝、铅、锌、镍、锡、金、银 8种有色金属的产量虽仅为钢产量(7亿吨)的5.4%,但其产值则达到钢产值的50%以上。有色金属和黑色金属相辅相成,共同构成现代金属材料体系。

有色金属是国民经济、人民日常生活及国防工业、科学技术发展必不可少的基础材料和重要的战略物资。农业现代化、工业现代化、国防和科学技术现代化都离不开有色金属。例如飞机、导弹、火箭、卫星、核潜艇等尖端武器以及原子能、电视、通讯、雷达、电子计算机等尖端技术所需的构件或部件大都是由有色金属中的轻金属和烯有金属制成的;此外,没有镍、钴、钨、钼、钒、铌等有色金属也就没有合金钢的生产。有色金属在某些用途(如电力工业等)上,使用量也是相当可观的。现在世界上许多国家,尤其是工业发达国家,竞相发展有色金属工业,增加有色金属的战略储备。

有色金属工业包括地质勘探、采矿、选矿、冶炼和加工等部门。矿石中有色金属含量一般都较低,为了得到1吨有色金属,往往要开采成百吨以至万吨以上的矿石。因此矿山是发展有色金属工业的重要基础。有色金属矿石中常是多种金属共生,因此必须合理提取和回收有用组分,做好综合利用,以便合理利用自然资源。许多种稀有金属、贵金属以及硫酸等化工产品,都是在处理有色金属矿石或中间产品以及矿渣、烟尘的过程中回收得到的。有色金属生产过程中通常产生大量废气、废水和废渣,其中含有多种有用组分,有时含有有毒物质,一些有色金属也具有毒性。因此,在生产有色金属的过程中,必须注意综合利用与环境保护。此外,与钢铁的生产相比,一般说来,有色金属生产需要的能量是比较多的。据统计,如从矿石生产每吨钢能耗以100计,镁为 1127,铝为767,镍为455,铜为352,锌为206。因此,在有色金属工业中,降低能耗问题非常突出。

在有色金属的开采、选矿、冶炼、加工及再生回收过程中,有多种提取方法可资选用。就冶炼过程而言,通常分为火法冶金、湿法冶金和电冶金。火法冶金一般具有处理精矿能力大,能够利用硫化矿中硫的燃烧热,可以经济地回收贵金属、稀有金属等优点;但往往难以达到良好的环境保护。湿法冶金常用于处理多金属矿、低品位矿和难选矿;电冶金则适用于铝、镁、钠等活性较大的金属的生产。这些方法要针对所处理的矿物组成选择使用或组合使用。为了强化有色金属的冶炼加工过程,发展了一系列新技术、新方法和新设备,如高压浸取、流态化焙烧、有机溶剂萃取、离子交换、金属热还原、区域熔炼、真空冶金、喷射冶金、等离子冶金、氯化冶金以及连续铸轧、等静压加工、扩散焊接、超塑成型等,大大丰富了冶金学的理论和工艺,不断推动了有色金属生产的发展。

有色金属大多是加工成材后使用,因此如何合理有效地生产性能良好、物美价廉的有色金属材料以取得最大的社会经济效益,是个十分重要的问题。随着科学技术的进步与国民经济的发展,对于有色金属材料在数量、品种、质量及成本等方面不断提出新的要求;不仅要求提供更好性能的结构材料、功能材料;而且对其化学成分、物理性能、组织结构、晶体状态、加工状态、表面与尺寸精度以及产品的可靠性、稳定性等方面的要求也越来越高。总的说来,有色金属材料的生产正向大型化、连续化、自动化、标准化方向发展,这就需要高精度、高可靠性的工艺、装备、控制技术与成品检测技术。一些新材料,如半导体材料、复合材料、超导材料,新技术如粉末冶金、表面处理等已经形成或者正在发展成为一个新的技术领域。

中国有色金属资源的一个特点是复合矿多,而且有的品位较低,不但多种有色金属常共生在一起,而且有些铁矿中也含有大量的有色金属,如攀枝花铁矿中含有大量的钒、钛;包头铁矿中含有大量的稀土和铌,因此研究适合中国资源特点的新技术、新工艺、新设备和新材料,逐步建立适合中国情况的有色金属材料体系是今后一个十分重要的任务。

中国有色金属资源丰富,品种比较齐全。就目前所知,钨和稀土等 7种金属的储量居世界第一位;铅、镍、汞、钼、铌 5种金属的储量也相当丰富。在矿产资源中,有色金属是中国的一大优势。中华人民共和国成立以前,中国有色金属工业十分落后,无论矿山或工厂,其设备规模都很小,只能生产金、银、锡、锑、铜、铅、锌、汞等,许多有色金属都不能生产。自1949年以来,中国有色金属工业发展很快,已经形成了从常用有色金属到稀有金属,品种比较齐全,工艺比较完善的生产体系。中国各种有色金属的采矿、选矿、冶炼、加工工厂都具有相当规模,但与世界先进水平相比较,还有一定的差距。为此,在进行有色金属新矿山、工厂建设的同时,还面临现有矿山、工厂的技术改造任务,以充分发挥中国有色金属资源优势,满足国民经济发展的需要。

三、全球矿产品供需形势趋紧,价格持续上涨

近几年世界经济逐步复苏,矿产品需求强劲增长,矿产品价格普遍上涨。世界经济增长的地区继续扩大,美国经济稳健运行,日本经济复苏动力不减,特别是中国、印度等发展中国家经济增长势头强劲,明显地改善了世界经济增长的平衡性和稳定性。世界经济复苏,固定资产投资增加,加之受政治因素和投机资金炒作的共同影响,能源、原材料需求强劲增长,矿产品供不应求,加之美元继续疲软,使得以美元结算的大多数国际矿产品价格普遍攀升,许多矿产品价格创多年来最高纪录,这是近期世界矿业的一个明显特征。同时,尽管世界矿产品产量不断增加(表1.6),但由于需求增长在短期内释放过于强烈(表1.7),使得矿业生产和矿产品市场难以适应,表现为需求强劲,供应不足,供需形势趋紧,矿产品价格普遍上扬。但是,受金融危机不断蔓延的影响,矿产资源形势出现了一些新的变化,需求减缓、价格暴跌,很可能会影响未来一段时期矿产勘查开发。

2007年国际市场原油价格(纽约原油现货价格)年平均价为72.26美元/桶,比2006年上涨9.5%;2007年铁矿石长期供货价格上涨了9.5%,2008年从巴西铁矿石进口价格上涨65%,从澳大利亚铁矿石进口价格上涨96.5%;2007年世界精炼铜平均价7119美元/吨,同比上涨5.8%;精炼铝价格2638美元/吨,同比上涨2.8%。

表1.6世界主要矿产品产量

续表

表1.7世界部分矿产品消费量

1.4.1能源供需矛盾凸现,国际市场原油价格持续上涨

2007年是全球能源市场持续增长的第4个年头。世界经济的持续增长,导致了全球一次能源消费继续增长。2007年,尽管所有燃料的消费量继续增长,但增长速度已经明显慢了下来。随着公众对能源安全和气候变化的关注程度不断提高,能源工业成为全球的焦点。2007年,原油价格(大庆原油)持续波动上涨,12月上涨到了90.41美元/桶的高点。天然气价格被上升的油价拉高。面对需求的变化,美国Henry Hub2007年天然气平均价格为每百万英制热单位6.95美元,较2006年上涨2.7%。英国2007年Heren NBP价格则下跌23.7%,为每百万英制热单位6.01美元。生产能力紧张、气候条件恶劣、中东地区持续的冲突、世界许多国家的内乱以及投资基金大量进入能源领域,均为推动国际市场能源价格持续上涨的重要因素。虽然国际市场石油和天然气的价格大幅度上涨,但石油和天然气的供应均未出现短缺。能源供应安全受到了人们的普遍关注,地缘政治对世界石油市场的影响也逐渐加剧(表1.8)。

2007年世界石油产量为39.06亿吨,同比下降0.2%(表1.6),为自2002年以来首次下降;消费量为39.53亿吨,同比增长1.6%。2007年中国的石油消费量增长4.1%。美国的石油消费量连续第3年出现负增长,较2006年减少了0.1%,但在世界石油消费中所占比重仍达23.9%。从主要消费地区来看,北美地区、亚太地区和欧洲地区仍是石油的主要消费区,在世界消费总量中所占比例分别为28.7%、30.0%和24.0%。2007年全球石油日消费量的增长达到了99万桶,从而使日石油消费量达到了8522万桶。经济合作与发展组织的消费量约每日下降了38.5万桶。2007年,欧佩克石油产量日减产35.6万桶。2007年其他生产国的产量日减产25.6万桶。经济合作与发展组织的产量每日下降了28.7万桶,为连续第5年下降。期间,俄罗斯的产量达到了新的高峰,日增产0.9万桶。美国、巴西、委内瑞拉等国的产量也都有所增长。2007年布伦特原油价格平均每桶为71.82美元,比2006年的平均价上涨了10.3%,12月达到了每桶90.85美元的峰值(表1.8)。

表1.8 2002~2007年世界主要市场原油价格单位:美元/桶

2007年世界天然气产量为2.94万亿立方米,比2006年增长2.4%,略低于10年平均值。俄罗斯和美国是天然气生产最多的两个国家,其产量分别是6074亿立方米、5459亿立方米,分别占世界天然气总产量的20.6%和18.6%。中国的天然气产量增长18.4%,在世界产量中所占份额很低,仅为2.4%。2007年,世界天然气的消费量为2.925万亿立方米,比2006年增长了3.1%,高于2006年2.4%的增长率。美国和俄罗斯为世界两大天然气消费国,天然气消费量分别为6131亿立方米、4321亿立方米,分别占世界天然气消费量的22.6%和15.0%。2007年中国天然气消费量同比增幅为19.9%,为世界增长幅度最大的国家,但占世界天然气消费量的比例仅为2.3%。全球经济增长减速是世界天然气消费增长放缓的主要原因。

2007年,煤炭仍为全球增长最快的燃料。2007年煤产量为63.96亿吨,同比增长3.3%;消费量31.78亿吨油当量,同比增长4.5%,高于10年的平均值。其中拉丁美洲增速最快,拉丁美洲地区煤炭产量和消费量分别较上年增长了6.0%和7.3%。中国仍为世界最大煤消费国,2007年煤消费量增长有所放缓,但仍高于10年平均值。2007年中国消费量增长7.9%,占全球煤炭消费量的41.3%,占全球消费量增量的70%以上;油价和天然气价格的上涨是中国煤炭消费量增长的主要原因。美国为第二大煤消费国,2007年煤消费量为5.74亿吨油当量,占全球消费量的18.1%,出现了2002年以来的首次下降。在中国以外的其他地区,煤炭的增长平缓,增幅为2.0%,高于过去10年的年平均增长率。目前,国际煤炭的价格仍然相对较低,煤炭价格增幅小于石油和天然气。

2007年,核能消费量6.22亿吨油当量,同比下降2.0%。美国仍为世界最大核能生产国和消费国,2007年美国核能消费量为1.92亿吨油当量,占当年世界核能消费量的30.9%。经济合作与发展组织成员国消费量为5.27亿吨油当量,占全球消费量增量的84.7%。中国核消费量增长了14.6%,为1420万吨油当量。法国作为核电消费大国,2007年核电消费量9970万吨油当量,同比下降2.4%,占世界核电总消费量的16.0%。

1.4.2世界钢铁市场需求强劲,铁矿石供应偏紧价格大幅度上涨

2007年世界钢产量达到创纪录的13.22亿吨,比2006年增加了6.7%。这是世界钢产量连续第4年超过10亿吨大关。2007年世界钢产量比10年前增长了76.4%,比5年前增长了55.5%。中国是世界第一大产钢国,2007年的产量达到4.89亿吨。中国钢产量占世界产量的比例为37.0%。在5大产钢国中,日、美、俄、韩4国的钢产量总和仅为中国钢产量的69.6%。日本为第2大产钢国,产量为1.20亿吨。美国排世界第3,为9721万吨。其他重要产钢国有俄罗斯、韩国、德国、印度和乌克兰等。目前世界钢铁进出口大国主要有:中国、日本、韩国、美国、德国、加拿大和俄罗斯。这些国家的钢铁贸易在世界钢铁贸易中占有较大的份额。由于目前全球钢铁产能过剩,国际钢铁市场竞争激烈,国际市场占有率较高的国家是日本、德国和俄罗斯。

铁矿石需求的增长驱使铁矿生产公司加速扩能增产,从而使2006年世界铁矿石产量达到了16.90亿吨,比2005年增长了9.7%。由于国际市场铁矿石供不应求,世界主要铁矿生产公司在2006年度的价格谈判中再次提高了铁矿石价格。尽管中国作为铁矿石贸易大国直接参与了2006年度铁矿石价格谈判,但由于3大矿业巨头垄断了全球海运铁矿石贸易量的70%,中国在谈判中始终处于下风,最终不得不再次接受涨价9.5%的价格协议。

近年来,除钼外,全球多数铁合金矿产品,如精炼镍、锰矿、铬铁矿、钴矿、钨矿等都处于供不应求状态,价格普遍上涨。

1.4.3市场供不应求,大多数有色金属价格达到历史新高

进入21世纪以来,主要有色金属消费量快速上升,尽管产量也不断增长,但总体仍处于供不应求状态(表1.9),价格持续上涨(表1.10)。2007年,世界有色金属市场需求激增,许多有色金属矿产市场供应不足,加之一些产品库存下降,价格大幅走高。有色金属价格的总体水平也升达10年来的新高,2007年6种主要有色金属中,铅年平均价继2006年大幅上涨后再涨100.5%,高达2580美元/吨;锡、镍年平均价分别为14539美元/吨和37230美元/吨,同比分别增长65.9%、53.3%,均创17年来的新高;铜、铝的年平均价分别为7119美元/吨和2638美元/吨,同比分别增长5.8%和2.8%,由价格大幅上涨转入高位平稳;锌年平均价为3242美元/吨,同比下降0.9%,是6种有色金属中唯一下降的。世界主要有色金属的产量和消费量均有了不同幅度增长,但市场供应紧张状况日趋严重。2007年其他有色金属也大都呈现产消俱增、市场供需两旺的大好局面,锑、铋、镉、铟、钛、钴和硒等金属的价格都有较大涨幅。

表1.9 2007年世界主要有色金属供求状况单位:万吨

表1.10 2001~2007年主要金属现货价格(年平均价)

1.4.4贵金属市场供需两旺,大多数贵金属价格上扬

尽管近年来,世界黄金需求量变化不大,但黄金价格一路走高。2007年,与大多数矿产品一样,国际贵金属市场呈现出供需两旺的景象,全年金价大幅度波动,年均金价达696.39美元/盎司,比2006年上涨15.2%(表1.10),12月28日黄金价格涨到833.75美元/盎司,创下27年新高。从供给方面来看,2007年世界黄金的矿山产量为2200.7吨,同比下降1.3%,造成供应减少。尽管中国、印度尼西亚等国矿产金产量持续上升带动亚洲矿产金产量增长,但其他各洲产量均不同程度下降。从需求方面来看,2007年投资仍是黄金需求的主要领域,而且也是2007年黄金价格涨跌的主要驱动力。

随着全球经济格局的不断调整以及政治局势的变化,黄金的货币功能和战略保值功能愈来愈显重要。另外,传统上美元是亚洲各国外汇储备的主要部分,由于美元长期贬值以及其他主要货币汇率的波动,使得各国增加黄金储备以抵御贬值风险。目前中国的外汇储备已经超过1.7万亿美元,但是官方的黄金储备只有600多吨,调整战略储备结构以及增强汇率的灵活、主动性成为当务之急;加之俄罗斯、日本等国家官方储备中黄金的比例也是较少,因此增加黄金储备需求逐渐增大。

2006年世界白银制造业总需求量为26142吨,比2005年下降0.9%。从消费领域来看,工业应用为最大消费领域,占总需求量的51.2%,其次为首饰业,占19.7%,其他摄影业占17.3%,银器占7.0%,银币及证章占4.7%。此外投资需求约1500吨左右。2006年世界矿产白银供应量估计为28359吨,比2005年下降1.5%。其中70%为矿山产量,21%为废料回收,9%为政府抛售。整体来看,2006年国际白银市场供求基本平衡,只有少量供应缺口。从近几年的国际银市场来看,白银价格的走势与市场供求状况不存在必然联系。当国际市场白银价格超过6.00美元/盎司时,直接左右市场的就不是供需关系,而是投机、汇率等因素。近两年的国际白银市场就证明了这一点,目前的白银供需现状对市场产生的直接影响力很小。短期内经济形势、美元汇率变化、国际石油价格等仍然是决定银价的主要因素。同时,由于白银主要为铜、铅、锌和黄金等矿产的伴生矿产,因此白银相关金属行情的好坏,也影响着白银的市场。

汽车工业是铂族金属的主要终端用途,因此铂族金属市场对汽车工业的依赖度愈来愈大。2006年,全球铂需求量为678万盎司,比2005年增长1.2%。需求增长主要来自汽车等工业用途,珠宝加工业需求则有较大幅度下降。2006年铂的供应量增长超过了需求增长。全年总供应量为679万盎司,比2005年增长2.2%。供应量增长主要来自南非生产能力扩大到529万盎司,由此导致供应量大增。总体来看,2006年铂市场供需基本平衡,仅有1万盎司的过剩。2006年,全球钯需求量为664万盎司,比2005年下降10%。需求下降主要源于珠宝加工业需求下降30%,该领域需求已经不到1万盎司。汽车工业和电子工业消费量大增多少弥补了珠宝领域需求下降造成的损失。2006年钯的供应量为806万盎司,比2005年下降4.1%。总体来看市场供需也基本平衡。2006年全球铑需求量为83.7万盎司,比2005年增长1.2%。汽车催化器仍是铑的最大消费领域。尽管全年供应量增长速度超过了需求,但市场总体仍显供应不足,由此导致价格增长较大。

参考资料:自动化分析仪