稀土在冶金工业的应用

第一篇：稀土在冶金工业的应用

稀土在冶金工业中的应用

摘要：稀土元素是元素周期表中15种镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc）和钇（Y）共17 种元素。稀土元素在冶金、石油、化工、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用。正因为稀土元素在工业中应用十分广泛，所以稀土享有“工业维生素”“工业味精”的美称。稀土曾经被作为廉价的物品出口；现如今，国家已把稀土作为重要战略物资储存，减少了出口，防止了国家重要资源的流失。

关键字：稀土元素；冶金；工业 1前言：稀土简介

1.1稀土元素：17个稀土元素分别是门捷列夫周期表中ⅢB族，第四周期原子序数21的钪（Sc）、第五周期原子序数39的钇（Y）、和位于周期表的第六周期的57~71的镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）。

1.2稀土史略：

1.2.1稀土发现史：1788 年盛夏，瑞典一位名叫卡尔·阿雷尼乌斯的军官在斯德哥尔摩附近的伊特比小镇上，找到一块不常见的黑色石头。1794 年，芬兰的著名化学家加多林研究了阿雷尼乌斯所得到的这块矿石，发现其中含有一种新的土性氧化物。这种氧化物难溶于水，于是发现了第一种稀土元素的氧化物“钇土”。1803年发现了硅铈石，1843年从钇土中分离出来了钇、铒、铽的氧化物。随后更多的稀土元素被陆续发现，最后在l947 年马林斯基等人发现了最后一个稀土元素钷，前后经历了l50 多年的时间，终于找到了全部的稀土元素。1.2.2稀土发展史：1787-1949被成为稀土发展的摇篮时代；1950-1969被成为稀土发展的启蒙时代；1970-被成为稀土发展的黄金时代。

1.3稀土在自然界的分布情况：整体稀土元素在地壳中的丰度比一些常见的元素要多，轻稀土比重稀土的丰度大，稀土元素在自然界分布不均匀，主要集中在岩石圈内，稀土元素主要以类质同晶，吸附矿的状态存在。

1.4我国的稀土资源：中国稀土资源占世界的50%左右，包头的稀土资源占中国的84%，包头矿为混合型稀土矿白云矿（氟碳铈矿）和鄂博矿（独居石矿）比值约为3：1。包头的稀土主要以轻稀土为主（La-Ga）其中Ce含量最多占50.07%。除了包头矿还有江西寻乌矿，重稀土（Tb-Lu）居多。主要是离子型吸附矿。我国稀土的应用领域

我国稀土的主要应用领域分为两大类: 一是在传统领域中的应用, 如冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷、农轻纺等;二是在高新技术领域中的应用, 如稀土永磁材料、稀土荧光粉、稀土储氢材料、稀土催化材料等,如图1所示是我国稀土消费领域及消费结构比例图

从图中可以看出来占比例最大的 部分是新材料领域，其次才是冶金 机械领域，出现这样的情况主要有 两方面的原因：一是国内稀土消费 量增长的速度加快;二是在其它领 域,特别是在高新技术领域中的应用 量增长的更快。稀土的消费趋势正 向着新材料领域发展。

2.1各种稀土元素在工业领域的应用

1.镧(la)镧的应用非常广泛，如应用于 压电材料、电热材料、热电材料、磁阻 材料、发光材料（兰粉）、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。2.铈(Ce)铈作为玻璃添加剂、汽车尾气 净化催化剂、硫化铈可以取代铅、镉等 对环境和人类有害的金属应用到颜料中，抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。3.镨(Pr)镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中;用于制造永磁体;用于石油催化裂化;镨还可用于磨料抛光。

4.钕(Nd)金属钕的最大用户是钕铁硼永磁材料；钕还应用于有色金属材料。在镁或铝合金中添加1.5～2.5%钕，可提高合金的高性能、气密性和耐腐蚀性，广泛用作航空航天材料；钕也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡胶制品的添加剂。5.钷(Pm)可作热源、X-射线仪、制备荧光粉、度量厚度以及航标灯中等。6.钐(Sm)钐钴磁体是最早得到工业应用的稀土磁体,还可以做屏敝材料和控制材料

7.铕(Eu)氧化铕大部分用于荧光粉。

8.钆(Gd)钆镓石榴石中的钆对于磁泡记忆存储器是理想的单基片；其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射线荧光屏的基质栅网等的应。

9.铽(Tb)荧光粉用于三基色荧光粉中的绿粉的激活剂；磁光贮存材料；磁光玻璃。

10.镝(Dy)作为钕铁硼系永磁体的添加剂;镝用作荧光粉激活剂是制备大磁致伸缩合金铽镝铁合金的必要的金属原料;镝金属可用做磁光存贮材料;用于镝灯的制备。

11.钬(Ho)用作金属卤素灯添加剂；钬可以用作钇铁或钇铝石榴石的添加剂；另外用掺钬的光纤可以制作光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等等光通讯器件在光纤通信迅猛的今天将发挥更重要的作用。

12.铒(Er)铒也可应用于眼镜片玻璃、结晶玻璃的脱色和着色等。

13.铥(Tm)铥用作医用轻便X光机射线源;铥元素还可以应用于临床诊断和治疗肿瘤;铥在X射线增感屏用荧光粉中做激活剂;加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料。

14.镱(Yb)作热屏蔽涂层材料, 作磁致伸缩材料, 用于测定压力的镱元件, 磨牙空洞的树脂基填料等。

15.镥(Lu)制造某些特殊合金;稳定的镥核素在石油裂化、烷基化、氢化和聚合反应中起催化作用;能源电池技术以及荧光粉的激活剂等。

16.钇(Y)钢铁及有色合金的添加剂;掺钇SrZrO3高质子传导材料;高喷涂材料、原子能反应堆燃料的稀释剂、永磁材料添加剂以及电子工业中作吸气剂等。17.钪(Sc)在冶金工业中，钪常用于制造合金（合金的添加剂），以改善合金的强度、硬度和耐热和性能。在电子工业中，钪可用作各种半导体器件，如钪的亚硫酸盐在半导体中的应用已引起了国内外的注意，含钪的铁氧体在计算机磁芯中也颇有前途3，在化学工业上，用钪化合物作酒精脱氢及脱水剂，生产乙烯和用废盐酸生产氯时的高效催化剂。4，在玻璃工业中，可以制造含钪的特种玻璃等。

3.稀土在钢铁冶金工业中的应用

将稀土元素运在钢铁冶金这个行业已经有很长一段历史了。早在第一次世界大战时期德国人已经把稀土金属成功地用于镁合金和铝合金, 1920年开始在生铁中试用;七十年代达到了高潮。近二十多年来美、日、西欧等国把稀土研究开发重点转向高新技术应用的新材料。现在国际上把稀土誉为新技术革命中的战略元素、高技术的生长点、新材料的宝库。3.1稀土元素在冶金工程中有什么作用 3.1.1降低金属材料中有害元素

(1)脱氧作用(2)脱硫作用(3)同时脱氧脱硫作用(4)降低金属材料中微量低熔点金属的危害作用(5)能稳定氢或吸住氢原子以降低氢的危害作用(6)去氮和降低氮的危害作用

3.1.2非金属夹杂物的变质以及降低和去除其残留在固态金属

稀土的基本作用与机理是控制稀土硫、氧等夹杂物的形态。当稀土加入量适宜时,稀土元素能减少夹杂数量,还能使之细化。由于夹杂的变质,能增加夹杂物与晶界之间及晶界抵抗裂纹形成与扩展的能力。

3.1.3 金属材料中的微合金化或合金化

(1)稀土在金属中有一定固溶量及强化作用,在固溶度小的铁、镍、钴等金属中有微合金化作用,在铝、镁、钛、铜合金中有明显的合金化作用。(2)稀土在金属中存在晶界偏聚,能强化晶界。

(3)稀土对金属的显微组织有影响。如稀土能抑制晶粒长大,使钢珠光体量减小,使铁素体量增加等。

(4)稀土对相变有影响。如影响钢的临界点,淬火钢回火以及马氏体和残余奥氏体分解热力学与动力学等。

(5)稀土降低碳、氮的活度,增加碳、氮的溶解度,降低其脱溶量,使它们不能脱溶进入内应力区或晶体缺陷中去,减小了钉扎位错的间隙原子数目;同时,稀土影响碳化物的形态、大小、分布、数量和结构,因而能提高金属和合金的机械等性能。(6)热力学研究说明在Fe、Ni、Cu、Al等金属中稀土元素与多数合金元素相互降低活度,相互增加溶解度,有利于合金化,只与少数合金元素相互增加活度,相互降低溶解度。

(7)稀土能提高铁基、镍基、钒基、铬基等合金的再结晶温度,降低钛基等合金的再结晶温度。

(8)稀土能改善合金氧化膜结构,增加氧化膜与基体粘附性,明显提高抗氧化能力,能有效防止铬的氮脆等。

(9)稀土对金属表面具有改性作用。因为稀土对表面扩散及渗层组织有明显影响,存在催渗作用和共渗作用,能增加工件表面处理的渗浸速度、渗层厚度、降低共渗温度,节约能源,提高表面渗层的抗磨性能、抗腐蚀性能等,并能延长使用寿命。(10)稀土在一些合金中可以节省Ni、Mn、贵金属等合金元素。

3.2稀土对钢组织和性能的影响

(1)稀土改善钢的疲劳性能；(2)改善易切削钢的切削加工性能；(3)提高不锈钢的耐点蚀能力；(4)改善高合金钢的热加工性；

(5)抑制钢的回火脆性、降低韧-脆转变温度；(6)稀土提高了含磷钢的耐大气腐蚀性；

(7)稀土提高高合金钢高温蠕变断裂强度和塑性；

(8)稀土元素改善高合金钢焊缝金属抗晶间裂纹形成能力；(9)稀土对钢淬透性的影响；(10)提高铸钢的强度和塑性、韧性；(11)提高铸钢的耐磨性；

(12)提高钢和合金的高温抗氧化性能；

(13)稀土对钢的室温强度、硬度和短时高温拉伸强度的影响；(14)通过改变钢的组织影响钢的性能；

(15)稀土元素可消除Fe-Cr-Al合金高温使用时的脆化倾向。

3.3简单介绍稀土在几种钢铁应用的效果

1在纯铁中确定稀土的主要作用是纯化作用，并有改善铸造组织、细化晶粒的作用，因而显著改善了塑性、韧性、耐腐触性能和收得率，对强度没有显著影响。2铸铁加0.2多左右的稀土(如FeCe)就能加倍地提高铁的机械性能，使复杂的铸件能得到良好的机械性能。

3工具钢、高速钢冶金工业部锢铁研究院等确定稀土可以改善热加工性能，若使用恰当能减小一些工具铜中炭化物相的偏折。

4不锈钢国外的一些文献都认为稀土能改善镍铬奥氏体型不锈锢的表面厦量、加工性能、塑性、韧性、抗氧化性，以及耐腐触性能。对铁素体铬不锈钢同样有好的影响。对铬锰氢铜来说，微量稀土也有好的影响。

3.4防止稀土加入方法不当和应用不当引起的不良作用

防止在金属液中保留大量局部聚集的非金属夹杂。稀土不宜作预脱氧、预脱硫剂,适宜脱氧、硫良好后再加入,有深度脱氧硫作用,并能很好控制氧、硫夹杂物形态,防止生成大块不均匀分布的脆性大的稀土金属间化合物,防止减弱或消除某些元素的合金化作用,防止浇注水口的结瘤等。

4稀土冶金工业的问题和展望 目前我国铁水预处理比、钢水精炼比较先进国家低，一大部分中小型钢厂低合金钢硫含量现状仍是钢铁强国20 世纪 70 年代末到80年代初的水平，硫含量 0.012%左右。这样的硫含量比国外现状高数倍，仅用钙处理是不够的，我国的国情需要再加一道稀土处理工艺来彻底地控制硫化物夹杂形态，才能保证生产优质低合金钢、合金钢，参与国际竞争。

4.1大力发展稀土处理钢还存在下述问题：

一是重点解决稀土加入方法问题。我国稀土在钢中应用虽然取得了较大成绩，但是钢中稀土的加入工艺和设备尚满足不了从国外引进的炼钢和炉外精炼设备高度自动化、连续化的要求。还有稀土加入方法必须与炼钢工艺相适应，这是解决稀土处理钢生产问题的重中之重。

4.2怎样解决上述问题

要认真的培养并集中优秀人才，发挥专家作用，科技人才战略是科技发展的三大战略之一，其核心是落实以人为本的发展观，牢固树立人才资源是第一资源的观念，稀土在钢铁中应用重大发展的问题，应当征求稀土在钢中应用的专家意见及建议，充分发挥他们的作用，只有这样才能更好的利用稀土资源并应用于冶金行业。

结语：无论是在冶金工业还是在其他的石油化工、农业医药、无机非金属材料或新型的材料领域，稀土都是必不可少的添加剂，国家应该重点开发和保护这部分宝贵的资源，使稀土的开发技术真正的掌握在自己的手里，这样才能生产出来高质量的产品，而不是半成品，稀土在前些年的低价出口非常严重，造成了很大的资源流失，近年来国家终于将稀土定为了重要的战略储备资源，希望将来可以更好的利用和还发稀土资源。

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第二篇：稀土在农业应用的利与弊

稀土在农业应用中的利与弊

稀土是周期系ⅢB族中镧系的15个元素，及与镧系元素性质极为相似的钪、钇共十七种元素组成，统称为稀土元素。我国稀土资源得天独厚，因而对稀土的应用也极为广泛，其中在农业中的应用已获得了一定的经济效益，稀土农用是我国首创并居于国际领先水平的一项重大成果；也是开发利用我国丰富稀土资源中的一项具有中国特色的重要成就。但与此同时，稀土农用的环境化学行为及生态、毒理效应，也给生态环境和人类健康带来了安全隐患。

一、稀土在农业应用中的利处

1.种子萌发和生根发芽

稀土拌种、浸种，可增加种子活力，促进作物种子萌发，提高种子的出苗率，是稀土使作物增效的一种重要作用。用一定浓度的稀土化合物浸种拌种可以增加种子的活力，这种作用已应用在小麦、水稻、玉米、大豆、白菜、油菜、麻类等大田作物上，其中小麦发芽提高幅度达8～19%，胡麻提高7%～12%。稀土的这种作用也用于牧草种植，其发芽率提高9.8～19%。在林业上苗圃基地也利用稀土的这个特性，也明显提高了种子的活力，用适量的稀土化合物溶液处理油松、柠条及华北落叶松种籽，可分别提高种籽活力指数8%～13%、25.9～57.2%和9%，发芽率分别提高4%～11%、2%～6%和3%～9%，比田间出苗高率要早2～4天。

另外，研究表明，适量的稀土元素可促进植物根系的生长发育，提高根系活力，促进根分化和代谢活动，提高根对营养元素的吸收能力。而植物根系是植物从其生活环境中获取水分和养分的重要器官，根系的生理活动直接影响着植物一生的生长发育。Wahid等对椰子树（Cocos nucifera）施用稀土元素发现，稀土元素在低浓度时促进椰子树根系生长，但在高浓度时抑制其根系生长并使根系对营养元素P和Ze的吸收明显减少。这说明适量的稀土元素可促进植物根系的生长发育，提高根系活力，促进根系分化和代谢活动，提高根系对营养元素的吸收能力，而高浓度稀土元素将抑制植物根系吸收养分的能力并影响根系生长。

稀土元素对木本植物插条生根也具有促进作用，特别是稀土微肥和生长刺激素及生长素配合效果更好，这一应用在杨树、月季、圆柏、落叶松做扦插时，其生根率达到60%～85%，龙眼、高山含笑、板栗等难生根树种插条根系生长也可达到35%～60%，比单用激素生根率提高30%。

稀土对种子活性的增强和发芽率的提高以及对木本植物扦插生根的促进作用能够保证作物出苗率和扦插成活率，不但打下了丰收基础，而且还节约了时间和成本。稀土微肥的这一使用改变了谚语常说“有钱买籽，无钱买苗”的状况。

2.促进叶绿素的增加、提高产量和改善品质

叶绿素是植物进行光合作用的物质基础。研究表明[9]，植物叶面施用稀土后，稀土离子将取代叶绿素中的Mg，形成夹心螯合物，使叶绿素能吸收波长较短能量较高的光子，传输到反应中心，增强叶绿体催化CO2转化为糖的还原性，而叶绿素含量越高，光合作用的强度就越大。多年试验结果表明，许多作物应用稀土后，叶绿素含量都有所提高。叶片喷施适量的稀土可明显提高光合速率、叶绿素含量、光量子通量密度等生理指标，稀土可促进黑穗醋栗生长就是这一作用的有力例证。长期定位试验结果也表明[3]，稀土具有促进林木种子生长发育，提高林产品产量，改善产品质量等应用。目前应用树种已达40个以上，以浸种、拌种、沾根、插条和叶面喷施等方式用于苗木培养，促进树木生长，防病抗逆，增加产量。果树施用稀土不仅可以增加产量，而且可改善苗木和果品质量，使果实含糖量、维生素含量及硬度指标等均有不同程度的提高，同时可以促进着色，提早成熟；苗木一级品率提高15%~25%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量，总糖含量，糖酸比均有所提高，促进果实着色和早熟，并可抑制贮藏过程中的呼吸强度，降低烂率。施用稀土复合肥还可减少蔬菜中硝酸盐的积累，而且降低幅度和趋势极为明显。

3.稀土元素对植物矿质营养代谢的影响

大量研究资料表明，施用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收，转化和利用，这已得到许多实验结果的证实。用富镧稀土对春小麦喷施或拌种，采用15N，32P示踪技术检测，实验结果显示春小麦生长发育得到促进，结实穗数和籽粒数也有所增加，表明使用稀土可提高春小麦对氮，磷肥的吸收，运转，利用，并减少土壤中氮素损失。聂呈荣发现，花生喷施稀土，对根瘤固氮活性和叶片硝酸还原酶活性均有显著的促进作用，从而提高了叶片氨态氮含量，降低了硝态氮含量，改善了植株的碳氮代谢，对改善品质，提高产量有利。常江发现镧(10mol/L)和钙(1mol/L)均可降低水稻根系对K+的亲和力，导致K+的吸收下降。镧可促进磷吸收，而钙则相反。廖铁军研究了稀土在氮，磷均衡营养供应的条件下，对几种作物的增产刺激作用。认为增产机理在于稀土可促进，协调作物对矿质养分的吸收，刺激酶活性。而且稀土是生理活性物质，必需与大量营养元素进行合理的配用，才能发挥效益。李元沅发现在灰泥田水稻分蘖始期和初穗期喷施稀土离子可使根际容积磁化率提高，并显著促进水稻对养分的吸收和生长发育。

4.稀土元素对植物抗逆性的影响

大田作物栽培常会遇到诸如干旱，高温，低温，盐渍，病虫害等逆境条件。使用稀土，可以增强作物对上述不良环境条件的抵抗能力。用300mg/Kg稀土溶液处理棉花种子，枯萎病发病率可降低18.96%--11.45%，病情指数降低25.6%--17.43%，相对防效分别为29.19%--39.3%。但高浓度稀土则效果不明显，甚至产生药害。其他作物施用稀土也都显示出不同程度的抗病性。对于稀土元素能增强作物的抗逆性和抗病性，宁加贲认为在于稀土离子能与细胞膜的磷脂结合，调节钙的代谢，并取代Ca+2离子，参与与Ca+2有关的许多生理过程，所以，稀土离子能维持细胞膜的通透性和稳定性，提高细胞膜的保护功能，增强作物对不良环境的抵抗能力。加强代谢过程中的氧化酶活性，有效地抑制病原体侵染，从而提高作物的抗病性。

5.稀土元素对植物光合作用的影响

光合作用对植物干物质的积累和作物产量均有决定性的作用。无论是大田实验，还是实验室实验都明确证明，稀土元素对植物的光合作用有明显的影响。显微学研究表明：稀土可增加叶肉组织中叶绿体的数量，提高微管束的排列密度，因此可提高光合作用效率。

稀土元素对糖用甜菜块根膨大期和糖分积累期光合产物分配的影响可利用CO2示踪法来检测。结果显示，喷施适当浓度稀土元素可提高甜菜同化CO2能力，提高根冠比，改善光合产物的分配，有利于光合产物向块根运输。用适当浓度稀土元素在苗期和花针期喷施花生时，可提高叶片叶绿素含量和净光合强度，因而增加花生荚果产量。刘洪章等用叶面喷施稀土方法，对黑穗醋栗生长进行了研究，发现低浓度(300-800ng/L)处理能显著增大叶面积，提高叶片叶绿素总量，对叶片光通量密度，气孔导度和蒸腾速率均有良好的影响，对提高座果率，单株产量等均有益处，而高浓度处理时则出现抑制作用。6.稀土转光膜

稀土离子独特的外层电子结构，使得它在形成有机或无机化合物后，容易吸收近紫外光而激发。而稀土转光膜，就是利用有机配体对紫外光的高吸收，稀土离子的高发光效率，并把稀土有机配合物分散到现有的多功能农膜中研制而成的具有荧光转换发光功能的农用高分子材料。稀土转光膜可以将太阳光中对作物生长不利的紫外光的绝大部分转变为植物光合作用能直接利用的红橙光，通过改进作物的光照质量，进而提高作物体内的叶绿素含量[1]。因此，与普通膜相比，能明显的提高农作物的光合作用强度、提高地温和棚温、降低作物病情指数和果实中硝酸盐含量、加快生育过程、提高作物产量7～48％、增加果实中Vc、胡萝卜素和可溶性糖的含量。7.稀土抗旱保水剂

保水剂是一种高吸水性树脂，这类物质含有大量的强吸水基团，结构特异，在树脂内不可产生高渗透缔合作用并通过其网孔结构吸水，它最大吸水可高达自身重量的1000倍。此项研究是吸纳国外的保水技术，采用独特的稀土催化剂和添加技术，研制而成的稀土高分子吸水材料。它能够调节土壤水和肥的综合功能，保持和提高水分、养分有效性。其使用方法简便，成本低廉，被农业专家重视并推广使用。

8.稀土改性磷肥

稀土磷肥不是在磷肥产品中机械混入稀土元素制备复混而成的稀土磷肥，而是在硫酸分解磷矿粉时，浓硫酸中预先引入稀土离子，在制备过程中稀土元素是反应体系中的一个组分，参与化学和物理反应的全过程。稀土元素起着活化、催化作用并影响反应过程和反应机制，从而优化反应体系状态、反应产物和产品指标。这时稀土元素同时均匀的分布在复杂产物晶格和固熔体中，制备了含稀土元素的磷肥。其特点为：有效磷含量高，比普通法生产的过磷酸钙为主导的磷肥的有效磷高20%~40%。植株吸收好、利用率高、土壤固定少，已被中科院地理所称为“绿色磷肥“；这项生产技术制备的磷肥含有5%左右的游离磷酸，能够中和土壤中的一部分碱，从而达到改善盐碱的目的。9.稀土植物生长调节剂

目前，存在花样繁多的植物生长调节剂。但从效果来看，“益植素”稀土调节剂的作用优于其它产品。虽然“益植素”稀土不是植物必需的营养元素，但研究表明，其离子半径与钙离子相似，植株缺钙时能够代替钙的功能，用来稳定细胞结构；同时稀土还能作为酶的辅基，增强植株的酶活性，增加对氮、磷、钾等养分的吸收，增强植株的抗逆性。其还有一个最重要的功能即增加叶片中叶绿素的含量，加速光合作用，提高产量。为此，稀土与多种无机营养元素和有机元素复合所制备的植物生长调节剂具有广泛的应用前景。具有代表性的产品如：精品稀土和益植素。10.有机稀土饲料添加剂

有机稀土饲料添加剂是一种应用效果极为明显的新型饲料添加剂，在畜禽使用稀土饲料添加剂后，能够完善饲料的营养性能、提高饲料利用率、促进畜禽的生长发育、防治疾病、缩短饲养期和改善品质。饲料中添加一定剂量的稀土后，畜禽健康活泼、食欲旺盛、生长正常和营养状态良好。多年的生产实践表明，有机稀土饲料添加剂的使用，能明显提高，尤其是对幼体肌体免疫能力效果更加显著，从而减少各种疾病发生率、保证幼体的成活和快速生长。

二、稀土在农业运用的弊端

我国农用稀土年用量在千吨以上，至今尚无稀土是生命必需元素的证据，那么，如此大规模地应用稀土，势必将原先在地壳中处于稳定态的稀土变成易被生物利用的形态大量进入环境，并且它们在环境中的迁移、转化和归趋，对生态环境的影响以及通过食物链对人体健康产生危害等稀土安全性问题应该受到我们的极大关注。近年来，我国科技工作者围绕稀土农用环境化学行为的生态效应等方面展开系统的研究。所获得的大量研究成果可为我国稀土农业的安全性评价提供基础数据，并从环境化学和土壤化学角度回答了稀土农用对环境、生态等方面的安全性问题。下面我们就具体来探讨这一问题。1.稀土农用对土壤产生的不良影响

稀土作为复合肥被施用，进入土壤后，它的残留以及发生的各种反应势必会对土壤产生不良影响。根据实验进行有关数据的测定，并将对流扩散方程确定弥散系数的方法应用于稀土元素在土壤中的迁移，在普通雨水（pH5.6）淋溶下，稀土元素大约每两年才迁移1cm，在酸雨（pH4.0、pH3.0）淋溶下，每年迁移2cm以内。在有机配体（EDTA）存在下，稀土元素较容易向下迁移。在pH5.6和pH4.0的雨淋溶下，Ce每年迁移28.8cm，5年左右即可迁移到地下水。在此条件下，其他稀土元素向下迁移速率均在7.2cm/a以上，说明不到20年稀土元素会迁移到地下水。因此，当土壤溶液中存在配合剂且其配合能力强时，需采取相关措施防止稀土元素向下迁移。

另外，应用生态毒理学方法研究外源稀土对作物早期伤害的敏感指标的研究过程中，通过测定生长在不同外源稀土浓度土壤中的农作物得出应依据初生根根长，建立剂量——效应关系。并且王晓荣课题组根据稀土元素在红壤植物系统的传输过程，土壤有机质、pH、Eh等环境因素对稀土释放、存在形态及生物可利用性的影响以及所建立的迁移模型，提出在我国南方红壤、高酸雨地区施用稀土具有较高的风险的警示，告知我们在南方红壤、高酸雨地区应慎用或不用稀土。2.稀土农用对农作物产生的不良影响

稀土对农作物的生物学效应已有很多研究报道。通过盆栽模拟实验表明[7]，如果施用量达到目前用量（即1560mg/亩），连续使用500次，对土壤理化性质及肥力供应不会造成显著影响，但施用量达到目前的50倍时，则会出现毒性反应。还通过土培试验发现，当稀土施用量增加为目前的300～500倍时，则会显著干扰土壤微生物群落的演变和功能，并提出稀土在红色土壤施用的临界值为30mg/kg左右。通过“剂量——效应关系研究”，对稀土元素进行危险性评价，首次得出了稀土对大鼠的最低毒作用剂量2mg/kg的定量结论，从而为日后制定稀土日允许摄入量提供了重要依据。普遍研究认为，低浓度稀土可以促进作物生长和改善作物品质，但高浓度稀土均对作物生长有抑制作用，同时还抑制其对矿物质营养的吸收。混合稀土对在红壤上生长的水稻和油菜以及黄潮土上生长的土豆生长量有明显的抑制作用。而在此过程中稀土对土壤活性的刺激作用是局部和短期的，而对生物活性抑制作用是普遍和长期的。

3.稀土农用在水生动物体内的富集作用

大自然就是一个庞大的食物链，我们将稀土应用于农业中，随着能量的流动和物质的交换，稀土必然会富集到动物体以及我们人体内。下面就以稀土元素在鱼体内（鳃、内脏、肌肉、骨骼）的生物富集为例加以说明，它们对稀土富集的动力学过程表明，鱼体各部分对重稀土的富集一个月后基本达到平衡，而轻稀土和中稀土在45天后其富集作用达到或接近平衡。不同稀土元素在鱼体内的富集能力存在明显差异。水中可溶性稀土在鲤鱼体内各部分的最大生物富集因子

由表可见，其富集能力的顺序为：内脏>鳃>骨骼>肌肉。鱼体中主要可食部分肌肉的富集量最少。结果也表明，鱼体各部分对重稀土的富集能力最弱，而对轻稀土和中稀土的富集能力差别不大。轻稀土在骨骼和鳃中的富集能力高于中稀土，而中稀土在内脏和肌肉中的富集能力高于轻稀土。由此可见，在鱼体的不同部位对稀土的富集作用也不同，而且同种稀土的富集量越大毒性也越大。长期以来，科学工作者从生态毒理学、生物化学、细胞学和环境化学角度，反映了外源稀土对水生生物无效应浓度和早期伤害。

4.稀土农用对动物的脑部蓄积性、毒性及对人群健康的潜在危害

众多研究表明，稀土元素类似于一般毒物，具有对生物体的刺激效应（hormesis效应，即低剂量时表现促进作用，高剂量时表现抑制作用，并介入生命体系的各个系统的效应）稀土元素的毒性研究亦从单一的急慢性效应向综合效应深入。近期对农用混合硝酸稀土化合物长期经口染毒后遗传、免疫、胚胎、细胞、神经、肝脏及内分泌等方面的毒性效应研究取得了显著成果。研究结果显示，稀土农业应用的安全性不容忽视。

众多研究表明，稀土元素经消化道、呼吸道、皮肤、注射等途径进入动物机体后，可以通过血液输导而滞留或蓄积于各脏器组织，且在各脏器、组织间呈不均匀分布，有的脏器、组织对稀土元素具有明显的选择性吸收和蓄积

稀土区的蔬菜、粮食及畜禽从环境（土壤和水）中吸收稀土，并通过食物链使该地区人群长期摄入低剂量稀土。对该区的自然人群流行病调查表明，该区人群因通过食物链长期摄入低剂量稀土，导致儿童智商和成人中枢神经传导速度显著下降，说明稀土对大脑功能有影响，其中重稀土区影响更加明显，表明重稀土较轻稀土更易在大脑中蓄积，而且稀土元素的毒性随原子序数的递增而递增，所以重稀土较轻稀土毒性也更大。按当地人群的食谱及稀土含量测算，成人每日摄入6.0～6.7mg即可致亚临床损害，据此建议成人日允许摄入稀土（按REO）的量为4.2mg。近期又有学者根据稀土对肝脏毒性的研究结果，按La经口摄入无作用剂量为2mg/kg，建议成人（按体重60kg计）日允许摄入量为0.12～1.2mg。

以上是稀土生物学效应的弊端，可见并不是施用稀土的量越大越好，也不是任何环境中施用稀土都能起到积极的作用。因此我们在大力开发稀土资源的同时，应看到它的弊端，加强稀土生物学效应的机理研究，从而做到真正的有效利用稀土元素。

综上所述，施用适量的稀土元素对提高作物的产量，品质是有益的，但还不能充分证明其对植物生长的必需性。稀土元素对植物体内的一些生理生化反应有一定的促进作用，但这些作用是植物体内各种影响因素共同作用的结果，而不是稀土元素的单独作用。而大量施用稀土所带来的一系列危害，应该值得我们关注，为了确保生态平衡和人类健康，我们应该科学的使用稀土，不能因为它的良好收益去一味的滥用，在我们经济不断发展的同时创造一个更加美好和谐的生存环境。

第三篇：稀土催化剂应用小结

稀土催化剂应用小结

作为稀土资源大国，我国正从稀土原材料的开发向稀土推广应用转变，不再是靠出口稀土矿产获取利润。随着稀土限售政策的发布，更是带动稀土深加工方面的发展，接下来浅谈稀土在催化剂方面的应用。

稀土元素具有特殊的电子结构，其内层的 4f 电子被外层的 5s及 5p 电子所屏蔽，在原子中定域。决定元素性质的最外层电子排布 4f 和 5d 形成导带，4f 电子的定域化和不完全填充使稀土具有独特的光学和磁学特性，这些性质使稀土在催化领域中得到广泛应用。目前稀土催化剂的应用包括以下几个方面：汽车尾气净化；工业废气和人居环境净化；催化燃烧；燃料电池；低值烷烃利用；石油化工等。

一、稀土在汽车尾气净化中的研究与应用

近几年来，我国汽车产业迅速发展，各地汽车尾气排放量已占大气污染源85％左右，汽车尾气排放已成为主要的大气污染源。CO、HC、NOx，这三者构成了汽车尾气对大气的主要污染成分，可导致酸雨和城市光化学烟雾，严重影响生态环境，危害人体健康。当前世界上控制汽车尾气排放的最有效的技术是电子控制燃油喷射系统加三效催化剂。其中以三效催化剂为核心，能同时催化净化汽车尾气中的 CO、HC 和 NOx三种有害气体，尽可能地降低尾气种有害气体的排放量。三效催化剂主要分为贵金属催化剂和稀土催化剂。由于贵金属资源短缺、价格昂贵，难以推广，稀土催化剂以其价格低、热稳定性好、活性较高、使用寿命长等特点备受青睐。

稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主，其中氧化铈是关键成份。由于氧化铈的氧化还原特性，有效地控制排放尾气的组分，能在还原气氛中供氧，或在氧化气氛中耗氧。同时将稀土成分加入催化剂活性组分中，能提高催化剂的抗铅、硫中毒性能、耐高温稳定性，并能改善催化剂的空燃比工作特性。终述，稀土催化剂主要具有如下特性： 1.提高催化剂的热稳定性和机械强度

2.提高催化剂的活性和储氧能力

3.提高催化剂的抗中毒能力

4.具有三效催化剂的效果

二、稀土在工业废气和人居环境净化中的研究与应用

目前利用稀土催化技术治理工业废气和人居环境净化的工作，主要集中在挥发性有机废气治理、烟气脱硫脱氮、光催化空气净化和焦化污水催化净化等方面。

1.对挥发性有机废气（VOCS）方面：研究表明，等离子----光催化净化技术在治理空气污染物方面具有较好的性能，比单一的等离子体技术或光催化技术都有明显的提高，是传统的空气净化技术无法比拟的。

2.烟气脱硫脱氮方面：NOx和SO2主要来源于钢铁、火力发电、燃煤锅炉等排出的废气和汽车尾气，形成酸雨和光化学烟雾。稀土催化材料在烟气脱硫脱氮中显现出独特的吸收和催化性能。含铈铝酸镁尖晶石，可以有效同时控制烟道气中的NOx和SO2的排放量但须处理反应放出的H2S。目前，联合脱硫脱氮技术是燃气治理技术的发展方向之一。

3.焦化污水催化净化方面：焦化废水主要来自炼焦和煤气净化过程及化工产品精制过程，是成分复杂、多变、毒性大且难处理的工业污水。催化湿式氧化是处理它的现代净化技术，即污水在高温高压下，保持液态通入空气，采用中国研制的新型高效双组份催化剂（贵金属与稀土元素），对污水进行彻底氧化分解，转化为无害物质。

4.光催化空气净化方面：空气净化主要涉及在室温条件下的光催化氧化和室温催化氧化技术的耦合。TiO2被认为是最有前景的光催化剂。但是TiO2对可见光响应低,只能利用部分太阳光,催化活性不够高。稀土元素具有丰富的能级,特殊的4f电子跃迁特性和光学性质,能够以离子掺杂或半导体复合的形式有效提升传统TiO2光催化剂的性能,并能构造出多种新型的光催化剂体系。光催化因能在室温下反应且可利用太阳光作为反应光源,并且反应无二次污染等独特性能而在环境污染的治理和洁净能源的生产中显示出较大的应用潜力。

三、稀土在催化燃烧中的研究与应用

催化燃烧是燃料在催化剂表面进行的完全氧化反应。在催化燃烧反应过程中，反应物在催化剂表面形成低能量的表面自由基，生成振动激发态产物，并以红外辐射方式释放出能量；反应完全进行的同时，通过催化剂的选择性来有效地抑制生成有毒有害物质的副反应发生，基本上不产生或很少产生NOx、CO和HC等污染物。

传统的燃烧方式燃烧温度高，超过1500℃，在这个温度下燃烧很容易产生NOx，增加全球温室效应。另外，燃烧效率低，噪音高，且一些廉价燃料不能广泛应用。利用催化燃烧技术可改变燃烧方式，提高燃烧效率，降低燃烧温度，减少NOx的形成，且燃烧过程中噪音低，廉价燃料也可大量应用，具有高效节能、环境友好等优点。催化燃烧技术可提高热效率64%，燃烧效率可达99.5%，节能效果达15%以上。稀土催化剂有稀土、碱土取代的钙钛矿型氧化物、六铝酸盐等催化剂，实验结果表明，稀土燃烧催化剂具有较高的热稳定性，但起燃活性相对较差。

四、稀土在燃料电池中的研究与应用

燃料电池能量转化效率高，污染物超低或零排放，是21世纪高效、低污染的绿色能源。稀土氧化物具有良好的离子和电子导电性，对改善固体氧化物燃料电池的性能有着无法取代的作用。通过选择合适的氧化物组成，可提高电极材料的离子导电率，降低氧还原的活化能。稀土在固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)和熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)等都有重要的应用。稀土在SOFC中的研究开发主要集中在以下几个方面：阴极材料的开发，阳极材料的开发，双极连接板材料，但更多的是应用在电解质材料上。

五、稀土在低碳烷烃利用中的研究与应用

低碳烷烃液化取代部分石油资源的关键之一是廉价合成气的制备，以降低液化产品成本。在合成气制备过程中，稀土添加剂能起到良好的抗Ni晶粒烧结作用和抑制积炭作用。低碳烷烃除了制备合成气的利用途径外，通过脱氢制烯烃是一条有效的利用途径。脱氢催化剂的致命弱点是易积炭失活、寿命短，催化剂每几分钟或十几分钟就要再生一次，烷烃的转化率不高。在催化剂中引入稀土后，在两小时内可保持活性和选择性，经反复再生几十次后，其性能基本如初。且催化剂的性能也有明显的改观，丙烷的转化率大于50%，丙烯选择性大于90%，这是目前报道的最好的催化剂。

六、稀土在石油化工中的研究与应用

1.在石油炼制方面：由于我国的原油偏重，用蒸馏的方法只能得到约30％的轻质油。剩下的重质油可通过二次加工，进一步获得汽油和柴油等轻质油品。催化裂化是我国重油轻质化的重要二次加工手段，我国70％以上的汽油和30％以上的柴油均来自催化裂化。

催化裂化是烃类分子在酸性固体催化剂存在下进行催化反应的过程。稀土在裂化催化剂中有很多作用。首先，稀土作为助催化材料可增强沸石催化剂活性和热稳定性。其次，催化剂用久失活后须经过高温水热处理而再生，以烧掉占据沸石有效孔隙中越积越多的碳，稀土具有较好的水热稳定性能，对此过程有重要作用。另外运用稀土沸石催化剂进行石油催化裂化，具有原油处理量大、轻质油收率高、质量好、活性高、生焦率低、催化剂损耗低、选择性好等诸多优点。也有将重油和废塑料混合裂解的方法，取得较高的裂解率。

2.在生物柴油方面：随着世界经济的发展，化石燃料已经不能满足世界经济发展的需要。据专家估测，未来的80-100年间，原油资源将会逐渐枯竭。以天然油脂、废弃动物油、地沟油为原料生产的生物柴油，作为一种可再生的清洁能源，可以作为柴油的替代品。生物柴油是以可再生资源如植物油、动物脂肪等为原料，通过化学、物理、生物等技术手段而制成的，在使用中可部分或全部替代柴油的一种燃料。从能源作物制取生物柴油不仅可以缓解石油供给不足，还可以保护生态环境，具有长远的发展意义。稀土氧化物(La2O3、Sm2O3、Y2O3和Eu2O3等)为载体，通过浸渍法负载上不同含量的KF来作为酯交换反应的催化剂。常压下，在醇/油摩尔比为12:

1、催化剂用量为油质量的3%、反应温度为338K、反应时间为1h的条件下，15%KF/La2O3催化剂催化菜籽油酯交换反应的转化率可达到94.3%，15%KF/sm2o3催化剂催化菜籽油酯交换反应的转化率可达到95.1%，15%KF/Eu203催化剂催化菜籽油酯交换反应的转化率可达到91.2%。

3.在塑料化工方面：塑料工业是重要的基础原材料工业，稀土化合物在塑料工业中主要被用作塑料助剂，并已在塑料加工中表现出良好的性能。塑料助剂不仅能显著地改善塑料的加工性能和使用性能，而且可以降低其生产成本、降低能耗、提高生产效率。目前稀土在塑料中主要作为稀土无毒热稳定剂、稀土改性剂、稀土光致发光剂、稀土磁性剂等。

4.在合成橡胶方面：工业合成橡胶是以石油为原料发展起来的新兴石油化学工业。稀土催化剂可以把石油提炼工业中的副产品，如乙烯、丙烯、丁烯和芳香烃等迅速聚合成各种性能的橡胶，并达到同天然橡胶相同的性能。我国在稀土催化合成橡胶方面的研究工作起步较早，不仅将稀土催化剂应用于丁二烯定向聚合，也首次公开报道了稀土催化剂定向聚合异戊二烯。

七、其他 城市生活垃圾总量迅速增多，对环境构成极大的威胁。但垃圾中含有大量制氢资源，具备热解制氢的可能性。在稀土催化条件下，使得垃圾热解产物进一步催化重整从而提高实验产气量和气态产品的产氢率以达到资源回用，循环经济的目的。同时也可以利用城市垃圾生产沼气，采用稀土催化剂，在一定的条件下可以获得更高的产气率。

在合成氨工业中采用稀土催化剂可以将反应过程中的一氧化碳和副产物二氧化碳迅速转化为甲烷；生产过程中，用少量的硝酸稀土为助催化剂，其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍。

氢能可能成为21世纪最理想的能源，开发优良的半导体光催化剂是半导体光催化制氢技术的核心。稀土掺杂使光催化制氢活性得到提高，La、Eu、Gd和Er掺杂后CdS-Pd/TiO2可见光分解水制氢活性分别提高了62.1%、40.4%、30.0%和34.7%。掺入稀土后，在TiO2晶体中产生晶格缺陷，引起晶格畸变，使TiO2费米能级升高，导致TiO2导带的平带电位负移，从而有利于光催化制氢活性的提高。

炼油碱渣是石油炼制工业进行油品碱洗精制时产生的废碱液，含有酚类物质和有机硫化物等大量有毒有机物，生物降解性差，常规处理效果不理想，给环境造成严重污染。催化湿式氧化法处理炼油碱渣废水，采用Mn 基催化剂掺杂 CeO2可提高 MnOx/γ-Al2O3催化剂催化活性及稳定性。

结语：我国稀土资源丰富,而且稀土材料性价比高,可重复使用,对环境无二次污染,是环境友好材料,其发展和应用对环境和经济可持续发展具有重要意义。同时,稀土作为独特的催化功能组分或重要的助催化剂,凭借其特有的催化性能和优秀的抗中毒能力,在多种催化材料中发挥着重要和不可替代的作用,也为多种催化剂向产业化的转化提供了条件。

第四篇：冶金工业工作计划

一、发展现状

到XX年，全省国有企业和年销售收入500万元及以上非国有企业（以下简称“规模以上企业”）有357家，其中钢铁企业132家、有色金属企业225家；XX年实现销售收入和利润总额分别为255亿元和11亿元，其中钢铁企业分别为123.6亿元和6.2亿元，有色金属企业分别为131.5亿元和4.8亿元。全省钢铁工业现有主要生产能力：铁精矿36万吨，炼钢近300万吨（其中转炉钢107万吨、电炉钢190万吨），炼铁107万吨，轧材265万吨，炼焦63万吨，铁合金15.4万吨，耐火材料40万吨。有色金属工业现有主要生产能力：有色金属矿山3400吨（日采选），有色金属冶炼约20万吨（其中铜14万吨、铝4万吨、锌2万吨），有色金属加工材生产能力约70万吨（其中铜14万吨、铝4万吨、锌2万吨），有色金属加工材生产能力约70万吨（其中铜加工材50万吨，铝加工材20万吨。）XX年全省产钢194.9万吨，铁108万吨，钢材292万吨，焦炭60万吨，十种有色金属11.9万吨，有色金属加工材68万吨（其中铜材51万吨、铝材17万吨）。全行业现有从业人员4.5万人。

“九五”时期，突出企业改革、结构调整和技术进步的主线，冶金工业快速发展。一方面，加大国有大中型企业改革脱困的力度。下大力解决了一批困扰多年的老大难企业，国有企业改革改组取得了重大突破。另一方面，以老企业挖潜改造为重点，加大淘汰落后工艺装备的力度。进一步优化产品结构和工艺结构，着力开发高技术含量、高附加值和短缺品种。冶金工业的市场竞争力明显增强，形成了一定的特色优势：一是钢铁工业形成以杭钢为龙头，众多中小企业以特色产品为支撑的生产格局。杭钢集团公司的生产能力占全省钢铁工业总能力的50%以上，产业集中度明显提高。一批特色产品在全国同行具有一定地位，轻轨产量居全国第一，不锈钢管、不锈钢带、镀锌钢管等产品的市场占有率均居全国前列。二是有色金属加工业尤其是铜加工业相对发达。铜加工材、裸铜线及铜电车线产量居全国第一，铜加工材的产量约占全国的30%，浙江已成为全国的铜加工大省；粉末冶金制品产量居全国第一，铝合金产量居全国第二。

冶金工业的结构调整取得积极进展，但深层次矛盾仍十分突出。产品结构方面，大多数钢铁企业以生产普通建筑用线材、螺纹钢为主，产品品种单一，质量档次不高；有色金属企业总体上处于以量取胜、以生产中低档产品为主的阶段，高档次、高附加值产品偏少。工艺技术结构方面，钢铁企业落后生产工艺装备还占有相当比重，产品物耗和能耗高，环保条件差；有色金属工业以粗加工为主，难以生产精加工、深加工产品。企业组织结构方面，企业普遍达不到最低经济规模，抗风险能力弱，还没有形成以优强企业为核心，带动众多中小型企业专业化生产的生产格局和开发机制。

二、发展战略

（一）“十五”发展指导思想坚持以“xxxx”的重要思想为指导，突出发展先进生产力，突出结构调整的主线，突出实施科技兴业的战略；加快运用高新技术和先进适用技术改造冶金工业；大力培育发展优势企业、优势行业和区域特色经济，促进增长方式转变和提高经济效益，全面增强冶金工业的市场竞争力。

（二）“十五”发展基本要求

1、坚持科技兴业的战略。大力推进技术创新，建立以企业为主体的技术创新体系和运行机制。加大企业技术改造力度，全面提高装备水平，优化工艺结构和产品结构。

2、坚持构筑区域产业优势的原则。从浙江冶金现状和资源条件出发，确立产业发展重点。大力发展冶金深加工产品，做专、做精、做强具有区域特色优势的不锈钢材、铜加工材、新型耐火材料等产业，鼓励和支持冶金新材料产业发展。

3、坚持总量调控的方针。认真贯彻落实国家产业政策，按照市场需求，切实做好冶金工业布局和总量调控工作，加快淘汰落后生产能力。

4、坚持可持续发展的道路。重视抓好节能降耗、资源综合利用，加大环境治理的力度。推广应用清洁生产工艺技术，全面采用余能、余热、余压回收利用技术，实现废物的资源化、无害化。

5、坚持以改革开放为动力。从企业改革入手，推进企业组织结构调整，加快建立现代企业制度，促使企业趋向大型化、集团化、股份化。抓住我国加入世贸组织的机遇，进一步发展开放型经济。

（三）“十五”发展主要目标

1、预期目标

--到XX年，实现工业增加值78亿元（其中钢铁工业40亿元，有色金属工业38亿元），年均增长10%；实现年均销售收入410亿元（其中钢铁工业200亿元，有色金属工业210亿元），实现年均利润18亿元（其中钢铁工业10亿元，有色金属工业8亿元）。

--到XX年，钢产量350万吨，钢材产量400万吨；十种有色金属产量22-23万吨，其中铜10万吨、铝7.3万吨、锌5万吨；有色金属加工材90万吨。

2、钢铁工业主要发展目标

--基本淘汰落后生产能力。按照国家产业政策要求，到“十五”末，淘汰10吨以下小电炉炼钢设备，3200千伏安以下小铁合金电炉；逐步淘汰叠轧薄板轧机，横列式线材、小型材轧机；关闭年产普碳钢30万吨以下的小炼钢厂和横列式小型材、线材轧机，年产量25万吨以下的小轧钢厂。

--重点企业的发展优势地位和作用更加突出。通过重点培育，杭钢集团公司成为“钢铁主业精、产业结构优、经营机制活、企业形象美、经营效益好”的现代化钢铁联合企业。力争主体生产设备50%以上达到国内一流水平，主要技术经济指标在国内领先，年人均产钢250吨以上，有较强的综合竞争力。

--优势行业进一步形成先进生产力。特色品种优势更加明显，不锈钢管、不锈钢板带、新型复合钢管、优质新型耐火材料等产品在全国市场享有声誉，保持较高的市场占有率。

--高技术含量的冶金深加工产品、冶金新材料产品开发和生产取得较大进展。

3、有色金属工业主要发展目标

--初步建成铜加工强省。铜加工产品保持全国1/3以上的市场份额，高附加值产品比重达到25%以上，铜带、铜管产品在全国市场享有声誉。

--优势企业、优势区域的地位更加突出。形成2至3家在全国同行有影响的龙头企业，产业集中度明显提高。

--有色金属新材料的开发和产业化有较大进展。有色金属新材料产品在全行业的比重稳步上升。

--有色金属冶炼业节能降耗、环境污染治理工作取得明显成效。

三、发展重点

（一）钢铁工业

按照国家实行“总量调控”的方针，着力抓好结构调整，加快淘汰落后生产工艺和设备。重点支持杭钢集团公司发展；在控制普通钢材增长的同时，增产不锈钢材、合金钢和优质钢。

3、铁矿、萤石矿。从资源条件出发，以市场为导向，提高综合开发利用水平和企业经济效益。加强地质探矿，稳定矿山生产。有利条件的铁矿山可与钢铁企业配套，直接生产钢铁企业需要的氧化球团矿。萤石矿山坚持科学规划，合理开采，变资源优势为经济优势。

（四）铜加工业

以建成铜加工强省为总体目标，做精做强铜加工业。一是支持优势企业技术改造，向大型、高速、连续、自动、精密、节能和环保为特征的先进技术装备水平迈进，淘汰落后的“二人传”轧机和黑铜杆生产线。二是重点支持电子引线框架铜带、水箱铜带、变压器用铜带、超长冷凝管、内螺纹高效节能管等高技术含量产品的开发生产，加快产品结构优化升级。三是推进企业组织结构调整。支持优势企业兼并弱势企业，发展企业间多种形式的联合，尽快形成行业龙头企业。鼓励中小企业向专业化方向发展，形成“小而专、专而精、精而特”的中小企业群体。四是进一步实施名牌战略。制定并实施名牌产品培育规划，争取铜带和铜管产品各有一个全国名牌。五是实施“走出去”战略，把铜加工产品推向国际市场。从铜加工产品推向国际市场。从铜资源缺乏的省情出发，鼓励铜加工企业向两头在外的出口加工型企业发展。六是实施人才战略。大力引进人才、培养人才和用好人才，全面提高职工特别是科技人员和管理人员的整体素质。七是加强企业技术中心建设，为产业发展提供技术支撑。

（五）其他有色金属工业

1、有色金属冶炼。以节能节耗为重点，强化冶炼工艺。控制电解铜冶炼能力增加；采用铜冶炼新技术，改造技术，改造扩大精铜生产能力，适当发展粗铜冶炼；采用预焙槽阳极电解技术，改造自焙阳极电解生产工艺，提高铝电解工艺技术水平；挖潜扩大锌冶炼能力，实现锌冶炼适度的经济规模。

2、铝加工材。鼓励发展工业用大断面和大规格薄壁宽幅型材、薄规格铝箔、各种复合材料、大型环保配套的铝型材表面处理线。控制小吨位挤压机和普通建筑铝型材生产能力的扩大。

3、有色金属新材料。完善新材料研究开发和产业化体系，采取企业自主开发和产学研联合开发的方式，大力发展有色金属新材料产业。重点发展高性能磁性材料，超细粉体，电子浆料，稀土应用材料，新型刹车材料，大规模集成电路引线框架材料，8英寸以上硅单晶材料，4-5英寸区熔硅单晶材料，2-3英寸化合物半导体材料，镍氢电池和锂电池用材料，高纯金属、高精度金属箔等有色金属新材料。力争“十五”期末，有色金属新材料产业化取得较大进展。

4、有色金属矿产及贵金属。

针对矿山资源状况，做好三级矿量平衡，稳定矿山生产；加大找矿力度，处长矿山服务年限。加快有色金属矿山企业的改革改制工作，尽快适应矿业市场化发展趋势。完善资源枯竭、环保不达标或不适应市场运作的矿山企业退出机制，以期平稳、有序退出。依托现有优势，发展以高新技术产业及工业用贵金属材为主的贵金属加工业。

四、发展措施

（一）认真贯彻落实国家产业政策

对钢铁工业实行总量调控，采取经济、法律和必要的行政措施，加快小钢铁、小轧钢的关停和落后生产能力的淘汰，实现钢铁工业工艺装备和产品结构整体优化。重点在冶金产品延伸加工上着力，大力开发高附加值产品，增加市场适销对路产品的品种和数量。严格限制长线产品生产，坚决杜绝低水平重复建设。加大打击假昌伪劣钢铁产品生产和销售的力度，依法取缔地条钢生产。坚持打击钢材走私行为，整顿钢铁市场。有色金属工业下决心淘汰“二人转”等落后生产工艺和设备。

（二）优化企业组织结构

立足于优势企业的壮大和特色产品的拓展，推进企业重组联合，提高行业集中度，形成合理的经济规模。加强对冶金行业区域特色经济的引导，推动组建以资产为纽带、以专业分工为基础的企业集团和股份公司，实现资源优化配置，提高区域特色经济的组织化程度。

（三）大力推进企业技术创新

加快运用高新技术和先进适用技术改造现有企业。围绕合金化、精细化、专业化的目标，调整有色金属加工业的产品结构。大力促进色金属新材料的开发和产业化，大力推动冶金新材料的发展。积极推广应用先进、成熟的工艺技术，加大节能降耗、资源综合利用的力度，推行清洁生产和控制环境污染，走可持续发展的道路。

（四）加快国有企业战略性调整和改组的步伐

深化企业改革，推进建立现代企业制度，健全企业法人治理结构。以国有大中企业改革脱困为重点，加大国有企业改革改组的力度。充分利用国家核销银行呆坏帐准备金的政策，对长期亏损、丧失竞争力的国有大中型企业实施兼并破产。进一步形成以国有经济为主导、多种经济成分共同发展的体制优势。

（五）积极发展开放型经济

抓住我国加入世贸组织带来的发展机遇，发挥我省的港口优势和市场优势，加大利用国内外两种资金、两种资源和两个市场的力度，加快冶金工业发展。积极扩大冶金产品出口，提高行业的外向程度。

（六）加强和改进行业管理

进一步转变政府职能，切实做好规划、协调、服务、监督工作。注重发挥产业政策的导向作用，积极引导社会投资。发展行业协会，加强行业自律，做好为企业服务工作。为中小企业营造更为宽松的政策环境，提供更为有效的社会化服务体系。

第五篇：冶金工业的介绍

1.1 冶金工业的介绍

1.1.1 冶金的定义

冶金，就是从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。

从石器时代到随后的青铜器时代，再到近代钢铁冶炼的大规模发展，人类发展的历史就融合了冶金的发展。

随着物理化学在冶金中成功应用，冶金从工艺走向科学，于是有了大学里的冶金工程专业。冶金是一项从金属矿中提炼金属、提纯与合成金属，以及用金属制造有用物质过程的技术。

1.1.2 冶金工业简介

冶金工业是指对金属矿物的勘探、开采、精选、冶炼、以及轧制成材的工业部门，包括黑色冶金工业（即钢铁工业）和有色冶金工业两大类，是重要的原材料工业部门，为国民经济各部门提供金属材料，也是经济发展的物质基础。

新中国成立60多年来，钢铁工业发展迅速。在大连、天津、上海等沿海城市发展钢铁工业的同时，在内地的包头、太原、武汉、重庆、攀枝花等地建设了一批大型钢铁和铁合金、耐火材料等辅助原料企业。在黑色冶金工业发展的同时，中国有色金属冶炼及加工业迅速发展起来，辽宁、黑龙江、山东、河南、四川、贵州、甘肃等地先后建设了一批大型氧化铝厂、电解铝厂和铝材加工厂。还在湖南、江西、贵州、广西等地建立了大型的有色金属生产基地。中国冶金工业科技水平正在走强，“大而弱”的声音已经降调。中国应当以提高竞争力为目标，进一步提高冶金工业科技水平。冶金行业安全问题要引起高度重视，解决安全问题要采用综合性措施，常抓不懈。完善中国冶金行业的标准从一定意义上来讲是解决冶金安全的关键，要构建安全标准体系保障行业健康发展。

1.1.3 冶金工业的分类

冶金工业可以分黑色冶金工业和有色冶金工业，黑色冶金主要指包括生铁、钢和铁合金（如铬铁、锰铁等）的生产，有色冶金指后者包括其余所有各种金属的生产。

另外冶金还有稀有金属冶金工业和粉末冶金工业。

1.1.4 冶金行业的特点

冶金企业一般规模较大，很多是集团性企业，组织架构复杂，员工数量多，运营过程中的物流、资金流和数据流巨大。

基本属于流程型行业，工艺环节多、连续性强，生产包含复杂的物理和化学过程，存在各种突变和不确定因素，原燃料成分和生产技术条件经常波动。为确保生产稳定顺行，需要根据物料、能量、质量要求制定最优的生产作业计划并进行动态的调度。

严格的冶金产品质量规范，需要根据销售合同确定生产工艺和技术要求，产品要进行全过程的质量跟踪和严格的质量追溯，并为客户开具质量保证书。

大宗原燃料在物流中占很大比重，物流过程中广泛使用各种大型计量器具，进行专门的计量检斤工作，并根据“优质优价”原则综合数量和质量情况确定最终价格。

产品品种多，工艺过程长，同时存在大量的副产品和联产品，成本构成复杂，成本核算难度大。

设备种类多、单位价值高，需要进行定期的设备大中修和经常性的设备保养以及点检定修，设备管理对于确保生产稳定顺行和安全生产具有重要意义。

1.1.5 冶金的技术

火法冶金

火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要捉取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能，通常是依

靠燃料燃烧来供给，也有依靠过程中的化学反应来供给的，比如，硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热；金属热还原过程也是自热进行的。冶金炉火法冶金包括：干燥、焙解、焙烧、熔炼，精炼，蒸馏等过程

湿法冶金

定义

湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。湿法冶金作为一项独立的技术是在第二次世界大战时期迅速发展起来的，在提取铀等一些矿物质的时候不能采用传统的火法冶金，而只能用化学溶剂把他们分离出来，这种提炼金属的方法就是湿法冶金。

原理

湿法冶金在我国古代就有。

在铜的硫酸盐溶液中加如铁，可以得到铜。其实就是用金属性强的物质，去置换比它弱的金属，如在硫酸铜溶液中加入金属锌或铁，可置换得到金属铜，这就是湿法炼铜的原理，主要反应为：

（1）CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4；

（2）CuSO4+Fe=Cu+FeSO4

我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换，从而发明了水法炼铜。它成为湿法冶金术的先驱，在世界化学史上占有光辉的一页。

提炼方法

现代的湿法冶金几乎涵盖了除钢铁以外的所有金属提炼，有的金属其全部冶炼工艺属于湿法冶金，但大多数是矿物分解、提取和除杂采用湿法工艺，最后还原成金属采用火法冶炼或粉末冶金完成。

典型的湿法冶金有钨、钼、钽、铌、钴、镍、稀土、铀、钍、铋、锡、铜、铅、锌、钛、锰、钒、金、银、铂、钯、铟、钌、锇、铱、锗、镓等。

湿法冶金步骤

湿法冶金包括下列步骤：

①将原料中有用成分转入溶液，即浸取；

②浸取溶液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子洗涤回收； ③浸取溶液的净化和富集，常采用离子交换和溶剂萃取技术或其他化学沉淀方法；

④从净化液提取金属或化合物。在生产中，常用电解提取法从净化液制取金、银、铜、锌、镍、钴等纯金属。铝、钨、钼、钒等多数以含氧酸的形式存在于水溶液中，一般先以氧化物析出，然后还原得到金属。20世纪50年代发展起来的加压湿法冶金技术可自铜、镍、钴的氨性溶液中，直接用氢还原（例如在180℃，25大气压下）得到金属铜、镍、钴粉，并能生产出多种性能优异的复合金属粉末，如镍包石墨、镍包硅藻土等。这些都是很好的可磨密封喷涂材料。

许多金属或化合物都可以用湿法生产。湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位，目前世界上全部的氧化铝、氧化铀、约74%的锌、近12%的铜都是用湿法生产的。湿法冶金的优点

20世纪60年代末至70年代初，出现了研究所谓无污染冶金的高潮。以湿法处理硫化铜矿为例，较成功的方法有：

①阿比特（Arbiter）法，即低压氨浸、萃取分离、残渣浮选法。硫产品形式为（NH4）2SO4或CaSO4。

②加压硫酸浸取法，85%的硫产品为单质硫。

③氯化铁浸出法，即氯化铁浸取、溶剂萃取、电积法。95%以上的硫产品为单质硫。

④舍利特高尔顿（Sherritt Gordon）法，即加压氨浸法。硫产品形式为（NH4）2SO4或CaSO4。⑤R.L.E.（roasting-leaching-electrowinning）法，即焙烧——浸取——电积法。硫产品为CaSO4或H2SO4。这些方法都可消除二氧化硫对空气的污染，同时能综合回收原料中的硫，已为中间试验所证实。

在湿法炼锌方面，1981年已在加拿大建成一个直接加压湿法炼锌车间。硫化锌精矿不再经氧化焙烧而直接进行浸出，可节省25%的投资，并消除了二氧化硫对大气的污染。硫产品为单质硫，回收率为96%。

电冶金

电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效应的不同，电冶金又分为电热冶金和电化冶金。

1、电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。在电热冶金的过程中，按其物理化学变化的实质来说，与火法冶金过程差别不大，两者的主要区别只饲冶炼时热能来源不同。

2、电化冶金（电解和电积）是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。前者称为溶液电解，如锕的电解精炼和锌的电积，可列入湿法冶金一类；后者称为熔盐电解，不仅利用电能的化学效应，而且也利用电能转变为热能，借以加热金属盐类使之成为熔体，故也可列入火法冶金一类。从矿石或精矿中提取金属的生产工艺流程，常常是既有火法过程，又有湿法过程，即使是以火法为主的工艺流程，比如，硫化锅精矿的火法冶炼，最后还须要有湿法的电解精炼过程；而在湿法炼锌中，硫化锌精矿还需要用高温氧化焙烧对原料进行炼前处理。