手機(jī)電池里藏著哪些神秘金屬？高鐵飛馳、大飛機(jī)翱翔背后靠什么材料支撐？醫(yī)院的心臟支架和人工關(guān)節(jié)為何能替代人體組織？

有色金屬就像工業(yè)的血脈，既支撐著大國重器的骨架，也滲透在生活的每個角落。

它們不是單一類別，而是除鐵、錳、鉻之外所有金屬的總稱，從輕巧的鋁到稀有的鉑族金屬，各自扮演著不可替代的角色。

 

一、有色金屬

1、最輕與最重的有色金屬

有色金屬家族里，鋰絕對是最輕的那個，密度不到水的一半，能浮在水面上。

這種輕盈的金屬是鋰電池的關(guān)鍵，手機(jī)、電動車能實現(xiàn)便攜和長續(xù)航，鋰功不可沒。

要說最重的有色金屬，那得是鋨，每立方厘米重達(dá)22.59克，比黃金還重一倍多，硬度極高且耐磨，常被制成筆尖和儀器軸承，哪怕長期使用也不易磨損。

2、在醫(yī)療中的救命金屬

很多有色金屬是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的隱形衛(wèi)士。

鈦合金不容易生銹，還能和人體組織很好地融合，常被用來做人工關(guān)節(jié)、骨釘和心臟支架，植入人體后能長期穩(wěn)定工作，甚至能伴隨患者一生。

鉑族金屬中的鉑和鈀是抗癌藥物的重要成分，可以精準(zhǔn)打擊癌細(xì)胞；

銥的合金還能做手術(shù)刀，鋒利度和耐用性遠(yuǎn)超普通鋼材。

3、金屬也能循環(huán)重生

有色金屬有個很大的特點，就是能循環(huán)利用，而且再生后性能幾乎不會下降。

一塊廢舊電池中的鋰、鈷、鎳，經(jīng)過處理能重新制成新電池；

報廢汽車的鋁合金車身，回收后能做成新的汽車零件或者建筑材料。

這種循環(huán)特點讓有色金屬成為可持續(xù)發(fā)展的重要支撐，也能讓資源用得更高效。

二、地質(zhì)勘探

1、勘探的主要任務(wù)

地質(zhì)勘探就像給地球做CT，主要是找到富含有色金屬的礦床，還要弄清楚礦床在哪里、有多大、礦石好不好、能不能開采。

這一步直接影響后面能不能采礦，沒有精準(zhǔn)的勘探，盲目開采只會造成資源浪費和成本損失。

勘探結(jié)果要寫成詳細(xì)報告，給礦山建設(shè)和生產(chǎn)提供科學(xué)參考。

2、找礦的三大技術(shù)手段

遙感勘探是最基礎(chǔ)的第一步，用衛(wèi)星或飛機(jī)拍的照片，分析地面的地形、植物和巖石特點，快速找到可能有礦床的地方。

物探技術(shù)是用物理方法，測量巖石的磁性、導(dǎo)電性、密度這些不同的地方，判斷地下有沒有礦體，就像用雷達(dá)查地下一樣。

鉆探勘探是最終確認(rèn)的一步，用鉆機(jī)往地下打孔，取出巖芯樣本化驗，準(zhǔn)確知道礦石的質(zhì)量和礦床延伸到哪里。

3、勘探的難點

有色金屬礦床大多埋在地下很深的地方，分布也散，找起來特別難。

我國地方大，不同地方的地質(zhì)條件差別很大，有些礦區(qū)在高原、沙漠這些偏遠(yuǎn)的地方，勘探工作要面對很差的環(huán)境。

最近幾年技術(shù)發(fā)展，AI智能分析、無人機(jī)勘探這些新技術(shù)慢慢開始用了，比如用大數(shù)據(jù)分析地質(zhì)數(shù)據(jù)，能大大提高找礦的速度；

用高精度的物探設(shè)備，連埋在地下幾百米的礦床都能準(zhǔn)確找到。

我國最近找到的亞洲最大的偉晶巖型單體鋰礦，就是勘探技術(shù)進(jìn)步的一個例子。

三、礦產(chǎn)開采

1、露天開采

露天開采是用得最多的辦法，適合那些埋得比較淺的礦床。

第一步是把地表的土和石頭挖掉，露出下面的礦石層，接著用大型挖掘機(jī)和礦用卡車把礦石運出來。

這種方法挖起來快，花錢少，也比較安全，像國內(nèi)不少大型的銅、鋁、鐵礦都這么干。

比如國內(nèi)一些大型鋁土礦，露天的采礦場大得看不到頭，巨型機(jī)器白天黑夜地干活，一天能挖好幾萬噸礦石。

2、地下開采

要是礦床埋得很深，就得往地下挖了。

先挖豎井和巷道通到地下的礦石層，再用爆破或者機(jī)械挖掘的辦法把礦石弄出來，然后用提升設(shè)備運到地面上。

地下開采技術(shù)要求更高，得解決通風(fēng)、排水、支撐礦井這些問題，保證工人安全。

金川集團(tuán)的鎳礦有些礦層埋在一千米以下，他們用地下巷道網(wǎng)絡(luò)和智能挖掘設(shè)備，做到了安全又高效地開采。

3、特殊礦產(chǎn)的開采方式

還有些有色金屬的開采辦法不太一樣。

像鹽湖里的鋰礦，不用挖礦石，而是抽湖里的鹵水，經(jīng)過蒸發(fā)、沉淀這些步驟提取鋰，這樣對環(huán)境影響小，花錢也少點。

海里的錳結(jié)核里有錳、鎳、鈷這些有色金屬，現(xiàn)在還沒大規(guī)模挖，但勘探和開采的技術(shù)一直在研究。

全球有色金屬生產(chǎn)市場規(guī)模預(yù)測

 

四、選礦處理

1、選礦目的

剛挖出來的礦石里有用的金屬含量不高，比如銅礦石里銅的含量常常只有百分之幾，甚至更少，直接拿去煉會浪費很多能源和錢。

選礦就是把礦石里有用的礦物和沒用的石頭分開，提高有用金屬的含量，得到精礦，還能去掉有害的雜質(zhì)，給后面的冶煉打基礎(chǔ)。

經(jīng)過選礦后，精礦里有用金屬的含量能提高幾十倍，冶煉的成本就降下來很多。

2、選礦步驟

第一步是破碎，用破碎機(jī)把大塊礦石砸成小塊，方便后面處理。

第二步是磨礦，把碎礦石放進(jìn)球磨機(jī)里，磨成細(xì)粉，讓有用礦物和石頭徹底分開。

第三步是分選，這是選礦的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)礦物的物理或者化學(xué)性質(zhì)不同，用不同的方法分開。

浮選法是利用礦物表面怕不怕水的區(qū)別，讓有用的礦物粘在氣泡上浮起來；

磁選法是用磁性的不同來分；重選法就是靠密度不一樣來選。

3、不同礦石的分選

不同有色金屬礦石的選礦方法差得遠(yuǎn)呢。

銅、鉛、鋅這些硫化礦常用浮選法，加些藥劑讓有用礦物浮出來；鐵礦、錳礦常用磁選法；

鎢礦、錫礦大多用重選法。要是遇到含有多種金屬的復(fù)雜礦石，還得把幾種方法結(jié)合起來用，才能分離開。

比如金川集團(tuán)的鎳銅礦石，就用浮選加磁選的辦法，分別把鎳、銅這些有用的礦物收回來。

中國及部分國家的廢鋼可用量

 

五、冶煉提純

1、火法冶煉

火法冶煉就是用高溫把礦石里的金屬取出來，有點像給礦石煉丹一樣。

先把精礦和助熔劑混在一起，放進(jìn)高爐或者轉(zhuǎn)爐里高溫熔煉，礦石里的石頭變成爐渣分出來，金屬就變成合金或者粗金屬。

這種方法適合熔點不太高、硫化礦多的金屬，像銅、鉛、鋅、鎳這些。

咱們國家自己研發(fā)的連續(xù)煉銅技術(shù)，能大大提高冶煉效率，減少能源消耗和污染物排放，已經(jīng)到了世界先進(jìn)水平。

2、濕法冶煉

濕法冶煉是在常溫或者低溫下，用化學(xué)溶劑把礦石里的金屬溶解出來，再通過沉淀、電解這些辦法提取金屬。

這種方法適合品位低的礦石、氧化礦或者難處理的礦石，像鋁土礦用拜耳法煉，氧化銅礦用浸出的辦法煉。

濕法煉鎳技術(shù)的突破，讓咱們國家能用好品位低的鎳礦，大大提高了鎳資源的利用率。

濕法冶煉能耗低、污染小，是以后冶煉技術(shù)的重要發(fā)展方向。

3、精煉提純

初步冶煉出來的粗金屬純度不夠，滿足不了后面加工和使用的要求，得再精煉提純一下。

精煉的辦法不少，比如電解精煉，用粗金屬做陽極，純金屬做陰極，通電后粗金屬里的雜質(zhì)留在陽極泥里，陰極上就會析出高純度的金屬。

銅、鋁、鎳這些金屬常用電解精煉的辦法，能把純度提到99.9%以上。

有些高端用途需要更純的金屬，還會用區(qū)域熔煉這些特殊的精煉技術(shù)。

原鋁及廢鋁價格走勢

 

六、加工成型

1、軋制加工

軋制是金屬加工里用得最多的辦法，用軋機(jī)的軋輥擠壓金屬坯料，讓它變形，變成板材、管材、型材這些東西。

你看鋁板、銅板、鋼筋，全是軋制做出來的。軋制分兩種，熱軋和冷軋。

熱軋在高溫下弄，金屬軟，好加工；冷軋在常溫下做，產(chǎn)品更準(zhǔn)，表面也更光滑。

寶鈦集團(tuán)有一條寬幅熱軋生產(chǎn)線，能做出大尺寸的鈦合金板材，用在飛機(jī)和火箭這些地方。

2、鍛造加工

鍛造是用鍛壓機(jī)給金屬坯料加壓，讓它在模具里變成想要的形狀，就像給金屬捏橡皮泥一樣。

鍛造能讓金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)變好，變得更結(jié)實、更有韌性，適合做那些要扛重物或者受沖擊的零件，比如飛機(jī)發(fā)動機(jī)的渦輪盤、汽車的曲軸。

C919大飛機(jī)上用的高性能鋁合金模鍛件，就是靠精密鍛造做出來的，能頂住飛行時各種復(fù)雜的力量。

3、擠壓與拉拔

擠壓是把金屬坯料放進(jìn)擠壓機(jī)的筒子里，用擠壓桿壓它，讓金屬從?？桌飻D出來，變成各種形狀的型材，像鋁門窗的框、空調(diào)里的銅管都是這么做的。

拉拔呢，是把金屬坯料穿過拉拔模的小孔，用拉力拉它變形，做成絲或者管子，比如電線里的銅絲、鋁絲，全是拉拔出來的。

4、特種加工技術(shù)

有些高端的有色金屬材料，得用特種加工技術(shù)才行。比如電解銅箔怎么做？

是用電解沉積的辦法，在陰極輥上形成一層薄薄的銅箔，最薄的只有4.5微米，比頭發(fā)絲還細(xì)呢！

這東西在新能源電池里特別重要。

金川集團(tuán)做的手撕鎳帶，用了精密軋制和熱處理技術(shù)，又薄又有韌性，用手就能撕開，在電子和新能源行業(yè)用得很多。

七、再生回收

1、回收來源

再生有色金屬的來源可多了，報廢汽車、舊家電、不用的電子產(chǎn)品、廢電池、建筑廢料都算。

現(xiàn)在“以舊換新”和設(shè)備更新的政策在推，報廢汽車和家電的回收量漲得很快——2025年上半年，報廢汽車回收量比去年同期多了65%，舊家電拆解量超700萬臺！

這些垃圾里藏著好多銅、鋁、鉛、鋅、鋰、鈷之類的有色金屬，就像一座座“城市礦山”。

2、回收流程

再生回收第一步是收集分揀，把廢舊東西分類，去掉雜質(zhì)，把不同的有色金屬分開。

第二步是破碎拆解，像廢電池、電子產(chǎn)品這種復(fù)雜的東西，得專門拆，把里面的金屬部件取出來。

第三步是冶煉再生，把分好的廢舊金屬放進(jìn)冶煉爐，用火或者水的辦法提純，得到再生金屬。

至于廢舊新能源電池，還得用專門的回收技術(shù)，把鋰、鈷、鎳這些金屬都收回來。

2019-2030年再生銅需求量（千噸）

 

3、回收技術(shù)

最近幾年，再生有色金屬的回收技術(shù)一直在進(jìn)步。

AI廢料智能識別系統(tǒng)能自己認(rèn)出不同的金屬，分揀更快更準(zhǔn)；激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)能快速測出金屬的成分和好壞；熔煉時用的有害元素深度脫除技術(shù)，讓再生金屬的質(zhì)量越來越好。

有些企業(yè)還試出了閉環(huán)回收的辦法，比如易拉罐“罐到罐”回收——收來的易拉罐直接做成新的，最多85%都能再利用呢！

4、再生回收

我國再生有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展得很快，2024年的產(chǎn)量有1915萬噸，估計2025年能超過2000萬噸。

再生銅的產(chǎn)量占精煉銅總產(chǎn)量的33%，再生鋁占電解鋁的24%；廢舊新能源電池里回收的鈷和碳酸鋰，也分別占了對應(yīng)產(chǎn)量的14%和10%。

再生回收好處可不少：既能省礦產(chǎn)資源，又能大大減少能耗和污染物排放——你知道嗎？

再生鋁的能耗只有原生鋁的5%左右！這對綠色低碳發(fā)展幫助很大。

全球廢鋼消費量與電弧爐生產(chǎn)占比

 

八、規(guī)模和競爭

1、全球產(chǎn)能分布

全球有色金屬的產(chǎn)能主要集中在亞洲、美洲和歐洲。

我國是世界上最大的有色金屬生產(chǎn)國，十種常用有色金屬的產(chǎn)量已經(jīng)超過7000萬噸，2025年估計能到8000萬噸，占全球總產(chǎn)量的一半還多呢！

銅、鋁、鉛、鋅這些主要金屬的產(chǎn)量，我國都是世界第一；鋰、鈷、鎳這些新能源用的金屬，產(chǎn)能也在快速增加。

除了我國，智利、澳大利亞、秘魯這些國家是重要的礦產(chǎn)供應(yīng)地，在銅、鋰、鋁土礦這些方面占了很重要的位置。

2、營收與利潤

有色金屬行業(yè)規(guī)模很大，2025年前三季度，我國規(guī)模以上有色金屬工業(yè)企業(yè)的營業(yè)收入有73980.1億元，比去年同期增長14.6%；利潤有3451.5億元，增長18.7%。

價格上漲是利潤增加的重要原因——前三季度國內(nèi)銅價平均漲了4.8%，鋁價漲了3.7%，黃金價更是漲了41.0%！

新能源這些新興領(lǐng)域的需求在漲，所以做鋰、鈷、鎳這些金屬的企業(yè)，利潤漲得特別明顯。

2020-2029年全球陰極銅產(chǎn)量與消費量預(yù)測

 

3、主要企業(yè)

我國有色金屬行業(yè)出了一批龍頭企業(yè)，競爭力很強(qiáng)。

中鋁集團(tuán)是世界最大的鋁業(yè)公司，從鋁土礦開采、氧化鋁冶煉到電解鋁生產(chǎn)，整個產(chǎn)業(yè)鏈都有布局，還推出了行業(yè)里第一個人工智能大模型坤安。

江西銅業(yè)、金川集團(tuán)在銅、鎳、鈷這些領(lǐng)域?qū)嵙軓?qiáng)，金川集團(tuán)的鎳產(chǎn)量在世界上排前面，他們研發(fā)的高端鎳合金材料，填補(bǔ)了國內(nèi)不少空白。

除了大型國企，一些民營骨干企業(yè)也在細(xì)分領(lǐng)域做起來了，國企和民企一起發(fā)展得挺好。

4、進(jìn)出口貿(mào)易

我國是有色金屬進(jìn)出口大國，2025年前三季度進(jìn)出口總額有3056.6億美元，比去年同期增長13.4%。

進(jìn)口的話，我國需要買很多銅精礦、鋁土礦、鋰輝石這些原材料，來滿足國內(nèi)生產(chǎn)的需求；

出口的話，主要賣鋁材、銅材這些深加工產(chǎn)品和黃金產(chǎn)品，其中黃金產(chǎn)品是出口增長的主要動力。

最近幾年，我國有色金屬深加工產(chǎn)品的出口競爭力一直在提高，高端產(chǎn)品出口的比例也慢慢變多了。

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