工業(yè)中金屬的來(lái)源有兩個(gè):一是金屬礦石,二是廢金屬。前者是天然資源,后者是回收的再生資源。如果工業(yè)中多用廢金屬,少用金屬礦石,那么,將不僅有利于保存金屬礦產(chǎn)資源,而且還有利于減少?gòu)U金屬的環(huán)境排放,起到改善環(huán)境的作用 。
近些年來(lái),在歐洲各國(guó),掀起了廢金屬資源利用的熱潮 ,并收到了很好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在中國(guó),伴隨循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的實(shí)施 ,廢金屬物質(zhì)的循環(huán)利用也將成為工業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容。但是,要做到這一點(diǎn),首先需要有充足的廢金屬資源。
目前,世界各國(guó)的廢金屬資源的實(shí)際情況差別很大,有的國(guó)家,比如美國(guó),廢金屬資源較充足,可以大力發(fā)展再生金屬業(yè);而有的國(guó)家,比如中國(guó),廢金屬資源不足,再生金屬業(yè)難以為繼。由此可見(jiàn),廢金屬資源還決定著一個(gè)國(guó)家冶煉業(yè)的總體結(jié)構(gòu) 。
兩大廢銅來(lái)源
一類是新廢銅,它是銅工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢料。冶金廠的叫"本廠廢銅"("home scrap")或"周轉(zhuǎn)廢銅"("runaround")。銅加工廠產(chǎn)生的廢銅屑及直接返回供應(yīng)廠的叫做"工業(yè)廢雜銅"、"現(xiàn)貨廢雜銅"("prompt")或新廢雜銅。
化學(xué)性質(zhì)
鐵是工業(yè)部門不可缺少的一種金屬。鐵與少量的碳制成合金——鋼,磁化之后不易去磁,是優(yōu)良的硬磁材料,同時(shí)也是重要的工業(yè)材料,并且也作為人造磁的主要原料。鐵有多種同素異形體。
鐵是比較活潑的金屬,在金屬活動(dòng)順序表里排在氫的前面,化學(xué)性質(zhì)比較活潑,是一種良好的還原劑。鐵在空氣中不能燃燒,在氧氣中卻可以劇烈燃燒。
鐵是變價(jià)元素,0價(jià)只有還原性,+6價(jià)只有氧化性,+2,+3價(jià)既有還原性又有氧化性。在置換反應(yīng)中一般顯+2價(jià),但有少數(shù)顯+3價(jià),如溴化亞鐵和過(guò)量氯氣反應(yīng):
常溫時(shí),鐵在干燥的空氣里不易與氧、硫、氯等非金屬單質(zhì)起反應(yīng),若有雜質(zhì),在潮濕的空氣中易銹蝕;在有酸、堿或鹽的溶液存在的濕空氣中生銹更快。在高溫時(shí),則劇烈反應(yīng),如鐵在氧氣中燃燒,生成Fe3O4,赤熱的鐵和水蒸氣起反應(yīng)也生成Fe3O4。加熱時(shí)均能同鹵素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3價(jià)氧化物外,還有復(fù)合氧化物Fe3O4(磁鐵的主要成分)生成。
稀有金屬,通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬,它們難于從原料中提取,在工業(yè)上制備和應(yīng)用較晚。但在現(xiàn)代工業(yè)中有廣泛的用途。稀有金屬礦產(chǎn)包括鋰、銣、銫、鈮、鉭、鈹、鋯、鉿等礦種,這部分礦產(chǎn)資源的共性是在地殼中的豐度低,各具不同的理化性質(zhì),銣無(wú)獨(dú)立礦物存在,多與銫共生或在鉀礦物的晶格中,鉿除形成鉿石外,多分散在鋯礦物中。它們的分布也很分散,從礦石中提取的難度較大。
稀有金屬礦產(chǎn)資源用途廣泛,尤其是在宇航、原子能、電子、國(guó)防工業(yè)等高科技技術(shù)方面應(yīng)用廣泛。鋰的同位素6Li是制造氫彈不可缺少的原料,在核反應(yīng)堆中鋰作控制棒冷卻劑和傳熱介質(zhì),常用作飛機(jī)、火箭、潛艇的燃料等;金屬鈹被用作原子能反應(yīng)堆的防護(hù)材料和制備中子源、高能燃料的添加劑等;鈮、鉭用于制造電子計(jì)算機(jī)記憶裝置、超導(dǎo)合金制造大功率磁鐵等。