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冶金百科 | 有色金屬冶金工業發展綜述

2023-02-16 09:13:43 來源:中冶有色技術網
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簡介:有色金屬與人類社會的文明史息息相關。物質世界的110種元素中,有色金屬占了一半以上,它是人類社會賴以存在和發展的重要物質基礎。隨著社會進步和生產力的發展,有色金屬應用的領域越來越廣,已成為國民經濟所必需的基礎材料,具有重要的戰略地位。
有色金屬與人類社會的文明史息息相關。物質世界的110種元素中,有色金屬占了一半以上,它是人類社會賴以存在和發展的重要物質基礎。隨著社會進步和生產力的發展,有色金屬應用的領域越來越廣,已成為國民經濟所必需的基礎材料,具有重要的戰略地位。有色金屬所包括的范圍,各個國家不盡相同。1985 年我國將64種元素(鋁、鎂、鉀、鈉、鈣、鋇、銅、鉛、鋅、錫、鈷、鎳、銻、汞、鎘、鉍、金、銀、鉑、釘、銠、鈀、餓、銥、鍍、鋰、銣、銫、鈦、鋯、鉛、釩、鈮、鉭、鎢、鉬、鎵、銦、鉈、鍺、錸、鑭、鈰、鐠、釹、飽、釤、銪、釓、鈦、鏑、鈥、鉺、鋸、鐿、鐠、阮、釔、硅、硼、硒、碲、砷和釷)劃歸有色金屬范疇。

從歷史上看,銅器早于鐵器進入人的生活,在人類社會的發展中起過重大作用。當今世界,從簡單的生產、生活用具到航天、核能、微電子等新技術,都離不開有色金屬。電力工業中,發電機、電動機、輸變電等都要用大量的銅、鋁金屬,每裝機1萬千瓦就需要銅、鋁約800t。交通工業中,飛機結構材料90%的重量是鋁鎂合金,火車、汽車、輪船制造業都需要大量的銅、鋁、鉛、鋅和其他有色金屬。冶金工業中,各種合金鋼、高溫合金、精密合金都不可缺少鎳、鈷、鎢、鉬、鈦、釩、鈮、稀土金屬等元素。機械工業中,有色金屬及其合金是各類機械制造必需的重要原材料。通訊工業中,通訊設備、電纜、電線使用大量銅、鋁、鉛、鋅、錫、金、銀等有色金屬。電子工業中,銅、鋁、錫、金、銀、鉑族金屬、高純硅、鍺、鎵、銦、砷、鈹、鉭、鈮等都是主要材料。以集成電路為基礎的微電子技術,主要依賴于半導體材料。航天工業、核工業中,大量使用鋁、鎂、鋯、鋯、鈹、鋰及其他有色金屬合金。鈦、鎢、鉭、鈮、鉬、釩及其合金是火箭、人造衛星、航天飛機的重要結構材料。在石油、化工、玻璃、陶瓷、皮革、紡織等工業中,稀土金屬已得到廣泛使用。在農業上,稀土金屬化合物微量肥料在中國已推廣使用??傊?,有色金屬在發展社會生產力中起著重要作用,有色金屬消費水平是社會進步的重要標志。

有色金屬是現代高新技術產業發展的關鍵支撐材料,也是提升國家綜合實力和保障國家安全的關鍵性戰略資源。有色金屬工業是我國以開發利用礦產資源為主的重要基礎原材料產業,產品種類多、關聯度廣、增值性強,也是能源資源消耗和污染物排放的重點行業。隨著我國經濟的迅猛發展,各行業對有色金屬生產的要求和消費水平不斷提高,對有色金屬的需求量逐步增加,促使以鋁、銅、鉛、鋅、鎂為代表的有色金屬工業產量也逐年增加。我國是有色金屬生產第一大國,2013年氧化鋁、原鋁產量分別為4438萬t、2196萬t,占世界總產量的41.6%、40.7%;精煉銅、精鉛、精鋅產量分別為684萬t、510萬t和530萬t,占世界總產量的33%、46%和40%;原鎂產量77萬t,占世界總產量的86%以上。2014年,我國十種有色金屬產量為4417萬t,同比增長7.2%,增速回落2.7%。其中,精煉銅、原鋁、鉛、鋅產量分別為796萬t、2438萬t、422萬t、583萬t。當前,我國有色金屬工業發展已經站在了一個新的歷史起點上,是拉動全球有色金屬產業增長的主導因素,也是推動世界有色金屬產業節能減排和技術進步的重要力量。


有色金屬冶金工業發展歷程

中國是世界上最早生產有色金屬的國家之一。銅冶煉可以追溯到公元前3000年左右。商周時代已大量冶鑄青銅,創造過燦爛的“青銅時代”文化。之后,在相當長的歷史時期,直至元、明乃至清初,銅、錫、鉛、鋅等有色金屬的生產和技術一直處于世界前列。但是,由于帝國主義的侵略掠奪和封建制度的束縛,近代中國有色金屬的生產停滯不前,設備簡陋,技術落后,只能生產銅、鉛、鋅、錫、銻、汞、金、銀、鋁、鎂等有色金屬和一些鎢砂。新中國建立前夕,有色金屬工業的基礎十分薄弱,生產廠礦有的瀕于崩潰邊緣,有的已淪為廢墟。

中華人民共和國成立后,中共中央和中央人民政府十分重視發展有色金屬工業。有色金屬工業不斷向深度和廣度發展,品種不斷增加,做到64種有色金屬都能生產,為尖端科學和國防現代化提供了新型材料。

我國有色金屬工業發展歷程可分為改革開放前30年和改革開放后30多年兩個階段和不同的發展時期。三年經濟恢復和第一個五年計劃時期(1949——1957)。三年恢復時期,我國東北地區的一批有色金屬企業首先恢復了生產;云南、湖南、安徽及江西的有色金屬礦山相繼恢復了生產。到1952年,我國十種有色金屬產量恢復到7.4萬t,是1949年的5.5倍。第一個五年計劃時期,我國有色金屬工業開始大規模建設,新建、擴建了一批有色金屬礦山、冶煉和加工企業,形成了獨立完整的有色金屬工業體系。1957年我國有色金屬工業已初具規模,十種有色金屬產量達21.5萬t?!按筌S進”和調整時期(1958—1965)。我國有色金屬工業雖然受到“大躍進”時期的影響,但在調整時期得到較快發展,一批骨干企業相繼建設投產,使有色金屬工業在起伏中發展。1961年我國十種有色金屬產量降到1957年的水平,僅21.5萬t,1965年恢復到46萬t?!拔幕蟾锩奔昂笃?1966——1977)?!拔幕蟾锩笔曛?,我國有色金屬工業在徘徊中前進,在曲折中發展。在當時“三線”建設的總體部署下,在西南、西北地區建設了一大批有色金屬企業,改善了產業布局,加快了有色金屬工業發展。1968年我國十種有色金屬產量降至34萬t,到1977年產量達82萬t。

改革開放30多年,我國有色金屬工業大體上經歷了三個發展階段。1983 年4月,經國務院批準中國有色金屬工業總公司成立,從此我國有色金屬工業步人了快速發展的軌道。制訂了“優先發展鋁,積極發展鉛鋅,有條件地發展銅,有選擇地發展其他有色金屬”的發展方針,加快建設了一批基建和技改項目,特別是從國外全套引進了大型預焙鋁電解槽和銅閃速熔煉技術,極大地提高了我國有色金屬工業技術裝備水平,并為改造傳統落后生產工藝提供了范例。這些項目建成投產后,迅速提高了我國有色金屬產量,十種有色金屬產品產量由1978年的99.6萬t,增加到1992年的299.2萬t。從黨的十四大到黨的十六大,我國有色金屬國有企業經歷了三年改革脫困階段。從1996年至1998年,有色企業出現了全行業虧損。國家及時采取了債轉股、資源枯竭礦山實行政策性關閉和貼息技術改造三項措施,使一批企業走出困境,步入快速發展之路。同時,有198戶企業先后實施政策性關閉破產,民營企業迅速發展,已成為有色金屬工業重要組成部分。煤炭、電力、紡織等領域的有些企業開始大規模投資有色金屬行業。我國有色金屬工業管理體制發生了重大變化,1998年,經國務院批準成立了國家有色金屬工業局;2000年,國務院決定將大部分中央所屬有色金屬企事業單位下放地方管理;2001年4月,中國有色金屬工業協會正式成立。2002年,我國十種有色金屬產量達到1012萬t,首次超過美國躍居世界第一。黨的十六大以來,一些大型國有企業實施戰略重組,圍繞做強做大主業,分離輔業,通過改制上市,形成了一批具有較強競爭力的大型有色企業集團。這一時期,是有色金屬工業發展最快、經濟效益最好、技術進步最明顯、綜合實力增強最為顯著的發展階段。

我國已建立了獨立完整的有色金屬工業體系,成功實現了由小到大的歷史性跨越;實現了從計劃經濟體制到社會主義市場經濟體制的轉變;從封閉、半封閉到全方位開放的轉變;從產品短缺到產量、消費量均居世界第一的轉變;從主要技術依賴進口到高附加值產品出口和電解鋁技術輸出國外的轉變。六十多年的歷史跨越鑄就了有色金屬工業發展的輝煌,主要表現在:最顯著的成就是快速發展。新中國成立60多年,特別是改革開放30多年來,我國有色金屬產量快速增長。我國十種有色金屬產量從1978年的99.6萬t,1983年的133萬t,迅速增加到2012年的3696萬t,2013年的4029萬t和2014年的4417萬t。無論在總體規模、發展水平,還是在科技進步、節能減排、人才培養、資源開發方面,有色金屬行業都取得了令人驕傲的成績,我國已成為當之無愧的世界有色金屬第一大國。最鮮明的標志是技術進步。有色金屬工業依靠技術進步,通過自主創新、集成創新和引進消化再創新,成功研發了一大批行業共性、關鍵性技術并用于生產,顯著提高了企業生產技術裝備水平,縮小了與發達國家的技術差距,增強了我國有色金屬工業的競爭力。我國鋁工業,特別是鋁冶煉技術進步最快,成功自主研發280 kA、320 kA、350 kA、400 kA具有自主知識產權的大型預焙槽技術,現已達到世界先進水平,且此項技術已輸出國外。銅、鉛閃速熔煉技術,銅、鉛富氧熔池熔煉新技術,自主研發的“氧氣底吹煉鉛、煉銅新工藝”,這些具有世界先進水平的新技術、新工藝在生產中的應用,大大提升了我國重金屬冶煉技術水平。銅、鋁、鉛、鋅重大裝備國產化取得了實質性突破。大型浮選設備、電解鋁多功能天車機組、氧化鋁的隔膜泵等重大關鍵設備基本上實現了國產化。我們首創了“白銀煉銅法”;自主研發成功一水硬鋁石燒結法生產氧化鋁的世界獨特生產工藝技術。最突出的變化是產業結構調整取得成效。改革開放以來,特別是新世紀以來,有色金屬工業結構調整取得了實質性進展。加大淘汰落后產能的力度,到2005年,全國基本淘汰了落后的鋁電解生產工藝。產品結構調整成效顯著。近幾年來,新建了一批由氧化鋁、電解鋁到鋁加工產業鏈完善的鋁聯合企業,電解鋁企業延長了產業鏈,形成了煤(水)、電、鋁及鋁加工一體化,提升了產業水平。銅冶煉企業普遍新建了銅材加工生產線,提高了產品附加值。產業布局更趨市場化,一些耗能高的企業向資源、能源比較豐富的中西部地區集聚,一些深加工企業向市場化程度高的東部地區集中。循環經濟和再生有色金屬產業發展迅速,現已成為有色金屬工業的重要組成部分。循環經濟和再生金屬產業對資源回收利用和節能減排將發揮越來越重要的作用。最主要的表現是企業實力明顯增強。目前,從企業規模上看已有7家公司進入了世界500強,我國成為世界上特大鋁廠最多的國家。⑤最重要的影響是在國際同行業中的地位明顯提高。我國有色金屬工業持續快速發展,整體實力不斷增強,在國際上的影響力、競爭力日益提高。

再生有色金屬工業是實現有色金屬工業資源循環與可持續發展的重要途徑。近年來,我國再生金屬生產工藝得到了很大的發展,主要表現在:再生銅領域,豎平爐和傾動爐的出現,使再生銅熔煉能源利用效率提高15%~30%。紫雜銅直接制桿項目的建設和投產,帶動雜銅制桿行業的技術裝備和環保水平迅速提升,產品質量大幅度提高。再生鋁領域,再生鋁組合式熔煉爐和節能潛力巨大的蓄熱式燃燒爐在行業內得到廣泛推廣和應用。同時,通過自動控制和燃燒系統的改進,合理控制鋁液溫度,節能效率提高15%~20%,使金屬熔煉率進一步提高。再生鉛領域,豫光金鉛2.5萬t液態高鉛渣直接還原新工藝通過專家鑒定并試產成功,攻克了國際鉛冶煉行業的技術瓶頸。廣東建航采用處方研發的再生鉛“原料預處理—密閉離解脫硫—濕法固相電解還原”工藝,建設廢舊鉛酸蓄電池的再生項目。富氧熔池鉛熔煉技術也應用于再生鉛領域,極大地提升了我國再生鉛冶煉工藝水平。

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