矿物专家---王淀佐-第2节

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否则你是造不出来各种器具的。那么这里我们要指出来，就是表面上看是一百比五，那就是有色金属没有钢铁重要，可是实际上呢，我们用高炉炼铁，它的原料铁矿石，含铁总在六十五以上，甚至到七十，换句话说说，炼一吨铁，大概不要两吨矿就炼出来了，那有色金属呢，就没有那么好的事情了，铜的矿石，通常当时的都是富矿也不过是百分之几，铅锌矿富余一点，也不过是百分之十几，现在更加不行了，现在铜矿，像我们国家最大的铜矿，江西铜业公司已经是百分之零点五了，一吨矿只有一百分之零点五的铜，所以说，炼一吨有色金属，比炼一吨钢要多五十倍的原料，所以因此说，要满足工业规模的有色金属的用量，有色冶金、有色矿的工业规模，实际上跟钢铁是同一个等级的规模，这也是非常大的一个产业，要支撑一个国家的发展，工业化的建设。那么，并且呢，有色金属它不像钢铁，品种是非常多，当然钢铁的品种也很多，脚钢、钢管、钢筋呢、钢板呢，各种型号的钢，基本上都是本质上是一个东西，是铁了，主要是铁，里面加各种元素，炭的含量不一样，有色金属就不同了，每种不一样，六十多种，所以呢，它这个性质是不一样的，它所用的原料也是不一样的，制造这些金属，它所用的技术也是各种各样的。比如大家知道的火法冶金，英文叫做“P　”，比如说湿法冶金，就是“H　”，也是拉丁文，就是湿的意思，比如说我们真空冶金，比如我们的粉末冶金，比如我们萃取分离，比如我们的膜分离，比如我们各种表面的喷涂等等等等，这些有色金属、稀有金属的冶金方法是各种各样的，品种是非常多的。那么最近我们又在……我本人也在做生物冶金，后面我还要提到，所以有色金属工业它是一个包含了很多高科技，它是一个技术十分复杂的一个工业领域。这是我讲的第一次的产业革命。　

　　　　下面呢，我就讲第二次的产业革命，第二次产业革命呢，是十九世纪，十九世纪的末期，有的学者把它定为1880年的前后。那么这个，大概到二十世纪初，世界上许多国家就先先后后的实现了电气化，用电，所以第二次产业革命呢，它代表性的成就，从科学上来说就是玛斯维尔的电磁的理论，你们学物理，大家都学到电磁的理论，电和磁，那么在工程技术上，就是发明了早先是发电，发电报，直流电、静电。那么后来就有了发电机，电动机，马达。那么，代表性的。包括远距离的输电技术，一开始他可能不能送到远处输电，实验室里做个试验，离几十米，打个电话，打个电报，那么后来远距离的输电，然后就是内燃机，内燃机的产生，有了内燃机，那么汽车也就出来了，这些个技术，就是代表性的技术。　

　　　　那么第二次产业革命的实现，电气化时代的到来，它又显著地提升了我们有色金属的地位。拿铜来做代表，铜在青铜时代做了巨大贡献，到了电气化时代又一次做了巨大的贡献。因为发电机、马达，它的心脏它的核心就是铜，这是一个小马达，这是铜，没有铜，就做不出马达，没有铜就做不了发电机，它做导体。如果没有电的话，我们很多有色金属是造不出来的，尽管地壳里有。比如说铝，在地壳的储量里头，铝比铜要大得多，那么铝这个金属呢，它很难造出来，氧化铝，也很难把它还原成金属，用炭还原，是非常困难，大概据计算，得二千多度，二千多度很难达到，工业上的应用是不可能了。有了电以后，我们通过电解的方法，可以把氧化铝变成金属，那么这个金属铝的价格，可以工业应用，它比铜更便宜，它来源更广泛，所以很多情况下是用铝代替铜了，所以铝也是另一个非常重要的有色金属。　

　　　　那么，第二次产业革命的后期，到第三次产业革命的酝酿阶段，就是到二十世纪初，那么，如果我们说第一次产业革命是叫做蒸汽机的时代，第二次的产业革命是电气化的时代，那么第三次产业革命我们就说我们进入了信息时代，那么，信息时代的到来，就是晶体管和集成电路的出现，第一个晶体管，大家知道，是在美国的贝尔实验室，在那里放着，我也去看过，很土啊，做得并不是很洋的，但是它是第一个。那么各种半导体的材料，特别是由半金属组成的，比如硅、锗、钾、荥、锑、生、锡、铬，这些个金属，组成的半导体材料，以及稀散金属，半金属和稀散金属。那么，半导体材料制成的器件和用途，它有一个表，这是两个集成电路，我这也有，集成电路，集成电路里面，那个底板是硅，硅的钢筋，我现在工作的有色金属研究院，他们做这个东西，然后上面有很多各种各样的稀有金属，电镀的材料，然后最上面呢有铜，这个是铜嘛，这也是铜，也有锂，所以传统的有色金属在高科技里面也还离不开，当然核心部分是各种各样的半导体材料和稀有金属了。　

　　　　这是一个表，说明各种金属元素的用途。像晶体管和集成电路，这个都是刚才说的用各种稀有金属、半导体材料做的，它用通讯、雷达、广播电视、自动控制、计算机是离不开的，比如说晶杂管（？？）它可以做整流、做直流输配电、做电机车、做自控、做超声波的振荡器；比如太阳能电池，当然太阳能发电了；比如微波管，可以做雷达、做微波通信、做电视；比如红外发光管，做红外光源；比如激光调试器，可以用于激光通讯。整流器大家都知道，射线的探测器可以用于科学研究的测量，比如红外透镜、探测器，可以用于分离，用于探矿，用于武器的瞄准、追踪；激光，激光测距、光纤通讯、做武器，现在不是有激光武器嘛，或者原件可以做磁场的控制，用途是非常的广泛。　那么，另一类呢就是稀土，稀土元素，稀土元素在信息技术发展当中，也是有丰功伟绩的，我们国家稀土的资源是得天独厚，它的储量是全世界首位，稀土它因为结构很特殊，17个稀土元素，就是第F层电子，离原子核很远了，这个第F层它可以基础力不强，原子核跟它勾结得不厉害，它可以跳来跳去，由于这个原因呢，就产生一系列的特殊性能，我列了一个单子，比如说稀土的发光的性能，电子跳来跳去，能量有变化就可以出来光。　然后稀土有催化的功能，它可以化工合成、炼油，都要用到稀土，长链的分子变成短的，短的变成长的，再催化，催化要用稀土。还有汽车尾气的净化，尾气净化过去是用白金，白金太贵，稀土可以代替。那么，超导的性能，现在不是超导，特别是高温超导，上海搞磁悬浮列车，超导的用途很广泛，在医疗器械里也适用。超导的材料，最重要的一个超导体系就是铱钡铜氧嘛，第一个元素就是稀土，还有光纤的材料，光纤通讯，光是玻璃不行，里面得加稀土，加稀土才能达到今天光纤的性能。这是讲的稀土。　

　　　　那么，最后一个问题呢，我就想说一下有色金属工业它的科学技术面临的挑战和展望，那么我们说有色金属和稀有金属的科学技术和开发应用已经是经过了一个很长的历史，辉煌的成就，一直到今天还是非常重要。但是有一个什么问题呢？就是人类大量的使用有色金属，大量的使用钢铁，那么，因为这样一来，矿产资源的开发就太过度了，宋朝已经是泱泱大国，才一千吨铜，现在一千万吨铜，比它增长了一万倍，矿产资源开发得太厉害。　

　　　　那么我们传统的有色金属冶炼的技术我刚才说了，从加速木材燃烧到炉子里头炼，到现在今天为止，主要是火法冶炼，炼有色金属，那么就是能耗很高，因为要炉火熊熊、要热火朝天、要一千多度，炼钢要差不多两千度，一千八百度，能耗是很高的。炼铜、炼铅、炼镍都要排放二氧化硫，污染是很厉害的，地球已经承受不了了。　

　　　　所以，因此挑战之一就是我们要开发新的、绿色的、环保的、低能耗的、可以处理贫矿的这样的冶金技术。那么另一方面呢，我们还是需要各种各样的优异性能的、高科技的、有色稀有金属材料，现在说了，已经是五光十色，已经是各显神通，但是由于工业技术的发展，它还要求更多的新材料，一会儿我要说。那么，作为结构材料，就是它本身没有功能，它只是支撑，这个玻璃是个结构材料，它只能水放在里头它不跑下去，它没有别的功能，它不能使水提高温度，它也不能使水净化，结构材料。作为结构材料来说呢，我们希望性能更高，这个玻璃杯大概也有三四两半斤重，如果它的性能更高的话，做得更薄，象纸一样的薄，同样结实，那我就省了，省得开矿，也省得炼玻璃的温度，也省得排放，什么都省了，那么作为功能材料，功能材料大家知道，就是有特殊功能的，我这个按纽一按，那边就红，红颜色出来，有功能。那么功能材料来说呢，要发展新的材料，比如说先进的能源材料、先进的医药生物材料、先进的纳米材料、先进的生态环境材料等等，这些个都是我们的任务，你们大家的任务，要开发新材料，结构材料和功能材料。　

　　　　我举两个例子，举一个冶金的例子，再举一点材料的例子。有色金属，特别是铜和镍，还有锌，它提取有一个新技术出来，叫做生物提取，用生物的方法来制取金属，一提到金属的熔炼，我们就想到烧炉子，火花飞溅、炉火熊熊，熔炼这两个字都是火字边，跟火离不开。但是，现在从上个世纪的后半段，人们就发现一个现象，就是一些个微生物，叫细菌也可以，细菌不是全部微生物，微生物范围更宽，细菌它有一个能力，用通俗的话来说，比如说铜矿是硫化铜，在地里头，细菌它有本事把硫化铜吃了，吃了以后它代谢出来的东西是什么呢？就是铜离子了，就是硫酸铜了，有了硫酸铜我就好办，因为汉朝就有，硫酸铜加铁粉就变成铜了，我今天不用铁粉，我电击，我一加电解铜就出来了，这是一个发展的方向。它也不盖厂房，它也不污染，这是一个发展的方向。　

　　　　那么，另一个例子就是开发新材料，这个石油、煤炭，包括核能都是矿物资源，是不可再生的，你用了一段时间以后，就没有了。所以，能源消耗巨大的新世纪里面，新的能源材料是非常重要的，　

　　　　最后我想说呢，就是我们展望新的世纪，有色金属、稀有金属的科学技术它是会要日新月异的发展，有人说有色金属，有人说冶金企业是夕阳企业，过去美国人有这么多，但这几年他也不说了，为什么呢？因为它那个朝阳企业，电子信息、计算机企业下滑得很厉害，股票也不值钱了，大量裁员，它又想起来钢铁、有色又有用了，水泥。展望未来的发展，我们认为冶金企业、有色金属企业不但不是夕阳的企业，如果我们用高新科技武装它，它仍然是朝阳企业。既然这个产业是朝阳产业，那么人才呢也就是非常需要，特别是高新科技的人才，那么对于实现科教兴国的战略，对于实现国家的现代化是有非常重要的作用。　

　　　　那么我祝愿在座的你们都是年轻一代的，那么作为这个学校的一个成员，好好的学习，今后你们为有色金属、稀有金属的科学发展，不仅仅单单是冶金专业和材料专业，因为各个专业都要用这些东西，你学计算机也要用这些材料，希望你们、祝愿你们能够做出更大的贡献。　

　　　　主持人：好，接下来呢，我们就看一看网上网友对王院长的提问。　

　　　　这位网友叫“白云网上飘”，他说，我对您说的生物冶金非常感兴趣，但我不知道我们国家的火葬政策会不会大量减少硫酸铜的产量，所以我建议可以允许一些人，比如说数以亿计的农村人口允许他们埋葬自己，以储备我们的硫酸铜储量。人家本来就害怕火化，何必强迫他们提心吊胆的实行火化，而丧失宝贵的硫酸铜资源呢？我还有一个问题，您说再过一段时间，我们就再也找不到铜了，那但在月亮上呢？在其他星球上呢，也找不到了吗？您一定要打开思路，放眼宇宙，不要散布悲观思想。　

　　　　王淀佐：两个问题，第一个问题我想说人体含的铜是非常少的，因为是微量元素，相当少，当然我不是医学家，说不出准确的数量，相当的少，人要是火化的时候，因为有少量的硫，大家知道指甲和头发里面是含硫的蛋白，会放一点少量的二氧化硫，但我想那也是非常少的。　

　　　　主持人：都挥发了呀？　

　　　　王淀佐：对，非常少，跟我们今天二氧化硫污染主要是来自于燃煤、燃油，和有色金属的冶炼相比是微乎其微，所以说，人类的