金属资源的利用和保护

金属材料是人类社会发展的重要物质基础而在自然界中绝大多数金属元素以化合物的形式存在矿物中因此人类每年要从金属矿物中提炼数以吨计的金属用于工农业生产等领域其中提取量最大的是铁我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一矿物储量也很丰富其中钨钼钛锡等储量居世界前列铜铝锰等储量在世界上也占有重要地位

赤铁矿

磁铁矿

从金属矿物中获得金属单质的过程称为金属冶炼早在春秋战国时期我国就开始生产和使用铁器钢铁产量曾一度代表着一个国家的工业发展水平不同金属的冶炼方法不同越是活泼的金属冶炼越困难因此依据金属活动顺序表我们便可得知冶炼活泼金属钾钙钠镁铝最是困难实际生产中用的是电解法通电电解熔融的金属化合物才能获得金属单质例如金属铝的冶炼原理是而活泼性稍差的铁钼钨铜等金属通常用CO等还原剂与矿物反应获得例如铁的冶炼原理是活泼性更差的汞银金属通常加热分解其矿物便可获得而最稳定的铂和金则在自然中以单质的形式存在直接从矿石中提纯便可获得这也便可解释为什么人类利用金属的历史是先有青铜器时代继而进入铁器时代然后才有铝制品

古代炼铁

然而金属矿物的储量有限且不能再生根据已探明的储量根据目前这些金属的消耗速度有人估计一些矿物可供开采的年限不包括回收利用等因此如何保护金属资源成了我们迫在眉睫的问题

金属的开采年限

经分析发现我们可从如下几个方面去解决问题首先开发环节上控制资源集中开发避免由于开发条件有限导致共生金属被浪费实际上绝大多数金属矿藏都有伴生矿例如我国白云鄂博的铁矿就含大量的稀土开采时应同时开发铁与稀土金属其次在使用环节务必要做好金属防腐蚀工作据报道世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的常见的防腐方法有给金属包塑料刷漆涂油搪瓷镀更耐腐蚀的金属例如铜铬等掺入金属铬和镍等制成不锈钢等做好金属的回收再利用工作以铝为例生产t原铝至少需t铝土矿巨大的消耗量将很快促使资源枯竭若回收利用量达到产量的每年就将减少铝土矿消耗量万吨还可节省大量的能耗显著减少CO的排放具有极为重要的意义最后我们还该积极开发新的材料去替代原来的金属材料