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废钼回收的社会效益与行业挑战
该行业的社会效益远超经济价值:一方面缓解资源短缺,保障战略金属供应链安全;另一方面创造大量就业,如废料分拣、技术研发等岗位。但挑战亦存:小作坊式回收导致环境污染,需加强监管;高端应用(如核工业钼材)对回收技术要求极高,国内企业仍依赖进口设备。推动产学研合作(如共建钼再生实验室)和行业标准统一,将是破局关键。
钼金属通常采用粉末冶金技术生产。采用液压技术将钼粉压实,并在约2100°C的温度下进行烧结。在870-1260°C温度范围进行热加工。当钼在高于约600℃的空气中加热时,会形成挥发性氧化物,因此高温应用于非氧化性环境或真空环境。
钼粉球形团块(蕾丝花边状),中间有镍铬合金实心球体粘附钼粉。
钼基合金在高温(高达1900°C)下具有出的强度和力学性能稳定性。它们的延展性高,韧性好,对缺陷和脆性断裂的耐受性高,优于陶瓷。钼合金的性能可应用于许多领域,如:
高温加热元件、辐射防护装置、挤压部件、锻模等;
用于临床诊断的旋转X射线阳;
玻璃熔炉电和耐熔融玻璃的部件;
用于半导体芯片安装的散热器,其热膨性能与硅匹配;
厚度仅几埃(10-7毫米)的溅射层,用于集成电路芯片上的门与互连元件;
汽车活塞环和机器零件的喷射涂层,可减小摩擦改善耐磨性能。
高温炉热区采用钼金属@奥地利PLANSEE AG
钼添加许多其他金属合金元素后,有专门的用途:
钼钨合金以其出的耐熔融锌能力而著称;
钼包覆铜可用于低膨胀率、高导电率的电子电路板;
钼-25%铼合金用于火箭发动机部件和液态金属热交换器,它们在室温下具有延展性。
一、认识钼
钼在地球上的蕴藏量较少,其含量仅占地壳重量的0.001%,钼矿总储量约为1500万吨,主要分布在美国、中国、智利、俄罗斯、加拿大等国。我国已探明的钼金属储量为172万吨,基础储量为343万吨,仅次于美国而居世界第二位。钼矿集中分布在陕西、河南、吉林和辽宁等四省。世界上金属储量在50万吨以上的特大型钼矿共有六个,我国的河南栾川、吉林大黑山和陕西金堆城三大钼矿榜上有名。
的钼资源,为我国发展钼的冶炼和加工,大力推广钼的应用,提供了为有利的条件和坚实的基础。
钼与钨一样是一种难熔稀有金属。钼的熔点为2620℃,由于原子间结合力强,所以在常温和高温下强度都很高。它的膨胀系数小,导电率大,导热性能好。在常温下不与盐酸、氢氟酸及碱溶液反应,仅溶于硝酸、王水或浓硫酸之中,对大多数液态金属、非金属熔渣和熔融玻璃亦相当稳定。
因此,钼及其合金在冶金、农业、电气、化工、和宇航等重要部门有着广泛的应用和良好的前景,成为国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物质。
二、钼在我国的开采使用状况
近年来,我国钼的开采、冶炼和加工得到了迅速的发展。
据资料介绍,2001年我国实际生产钼精矿72000吨,氧化钼33000吨,钼铁7600吨,各类钼酸铵9500吨,钼条1183吨,钼板坯1200吨,钼板材150吨,钼圆片40余吨,钼顶头及其他异型制品约50吨,电光源行业及机械加工钼丝31.5亿米,还有润滑剂、催化剂、颜料等化工产品数百吨。
不仅如此,我国在世界钼市场中占有举足轻重的,据海关统计,2001年我国出口钼矿焙砂、钼酸盐、钼铁及其他钼制品70274吨之多,创汇达2.62亿美元。
钼的消费形式以工业三氧化钼为主,约占70%,钼铁约占20%,金属钼和钼化学制品各占5%。其应用领域和分配比例大概如下:钢铁冶炼消费约占80%(其中合金钢约为43%,不锈钢约为23%,工具钢和高速钢约8%,铸铁和轧辊约为6%),化工产品约占10%,金属钼制品消费约占6%,高温高强度合金和合金约占3%,其他钼制品约为1%。由上可见钢铁工业的发展对钼的消费起着决定性的作用,但随着科学技术的发展,钼在高科技和其他领域的应用将会不断地扩大和发展。
钢铁工业
根据世界各国钼消费统计,钼在钢铁工业中的应用仍然占据着主要的位置。钼作为钢的合金化元素,可以提高钢的强度,是高温强度和韧性;提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性;提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性。钼是一种良好的形成碳化物的元素,在炼钢的过程中不氧化,可单独使用也可与其他合金元素共同使用。钢的耗钼量在有规律地增长,目前每吨钢的钼消耗量已达到0.201公斤的水平。
钼与铬、镍、锰和硅等可制造不同类型的不锈钢、工具钢、高速钢和合金钢等。所制成的不锈钢有良好的耐腐蚀性能,可用于石油开采的耐腐蚀钢管,一种加钼约6%的不锈钢还可取代钛用于海水淡化装置、远洋船舶、海上石油及天然气开采管道。这类不锈钢还可以用于汽车外壳、污水处理设备等。含钼工具钢的效率是钨工具的两倍,性能优良,成本低廉且重量较轻。钼系列高速钢具有碳化物不均匀性、耐磨、韧性好、高温塑性强等优点,适用于制造成型刀具。含钼合金钢可用于制造机床结构部件,工业车辆和推土设备。在轧制状态下有微细珠光体组织的含钼合金钢,是铁轨和桥梁建设中的重要钢材。
钼作为铁的合金添加剂,有助于形成珠光体的基体,能改善铸铁的强度和韧性,提高大型铸件组织的均匀性,还可以提高热处理铸件的可淬性。含钼灰口铸铁具有很好的耐磨性,可作重型车辆的闸轮和刹车片等。
电子电气
钼有良好的导电和高温性能,是与玻璃的热膨胀系数其相近,广泛地用于制造灯泡中螺旋灯丝的芯线、引出线、挂钩、支架、边杆及其他部件,在电子管中做栅和阳支撑材料。在超大型集成电路中钼用作金属氧化物半导体栅,把集成电路安装在钼上可以消除“双金属效应”。超薄型无缝钼管(约15μm)可用作高清晰度电视机显象管的阳支架,这种电视机的图象扫描线达1125条,比一般的电视机提高2倍。钼圆片还可作功率晶体管隔热屏和硅整流器的基板和散热片。
在现代电子工业中除使用纯钼外,Mo-Re合金可作电子管和特种灯泡的结构材料,Mo-50Re和TZM合金还可作高功率微波管和毫米波管中的热离子阴结构元件,其工作温度可达到1200℃,电流密度可达10安培/厘米2。作为引出线的的纯钼丝再结晶温度低,在高温下易出现脆化,影响使用寿命,近年来,有人研制出添加Si、k和C等元素,以提高再结晶温度,生产出“高温钼丝”。采取在氧化钼生产过程中添加稀土元素钇、铈、镧等,更能有效地提高再结晶温度,克服材料高温脆化问题。含0.1—0.3%锆、0.1%钪的钼丝,在1200℃氮化处理,使钪弥散到整个合金中去,这种钼丝在20℃时抗拉强度可达到1400百万帕斯卡。
模具工业的迅速发展,使电火花加工技术得到普遍的应用,钼丝是理想的电火花线切割机床用电丝,可切割各种钢材和硬质合金,加工形状其复杂的零件,其放电加工稳定,能有效地提高模具的精度。
以上是钼丝两种为广泛的用途,灯泡制造业的发展和模具制造业的崛起,使得钼丝的生产和消费突飞猛进。据中国照明协会统计,2001年全国生产钼丝达到31.5亿米,实际产量估计达到40亿米,消耗将近800吨钼条,其数量十分可观。其中线切割用钼丝产量超过20亿米,占钼丝总量的一半以上,其市场发展前景十分令人乐观。
钨-铜假合金广泛应用电火花切削工具电,然而近年来研究以钼取代钨作电,结果表明,钨基和钼基电随铜(≤50%重量)的含量而变的耐蚀性是不一样的。在加热脉冲和机械负荷脉冲存在时,这种耐腐蚀性主要取决于脆裂过程,钼的延-脆性转变温度较钨低,所以脆性小,耐蚀性能较强。钼-铜、钼-银假合金具有耐烧蚀性和良好的导电性,可以作为空气开关、高压开关和接触器的触点。钼-铜复合薄膜在连续的铜机体上夹带大量的离散钼粒子,显微组织均匀,有良好的穿厚导热性和导电性,可作金属芯子应用于多层电路板中。
近,还研制出可变的三氧化钼,这种材料在强光照射下会改变颜,且可轻易还原,可用于电子计算机光存储元件及多次使用的复印材料。
农用肥料
钼是植物体内的“微量元素”之一,约占植物干物量的0.5ppm左右,是不可缺少和不可替代的。近年来国内外广泛地采用钼酸铵作为微量元素肥料,能显著地提高豆类植物、牧草及其他作物的质量和产量。这主要是钼能促进根瘤菌和其他固氮生物对空气中氮的固定,并将氮元素进一步转化成植物所需的蛋白质。钼也能促进植物对磷的吸收和在植物体内发挥其作用。钼还能加快植物体内醣类的形成与转化,提高植物叶绿素的含量与稳定性,提高维生素丙的含量。不仅如此,钼还能提高植物的抗旱抗寒能力以及抗病性。
施用钼肥的特点是用量少,收效大,成本低,是提高农业收成是使大豆丰收的一项重要措施。钼在农业上的广泛应用,也为我国钼生产工厂的废水、废渣及低品位矿的综合利用,开辟了一条新的途径。
汽车喷涂
钼的熔点高达2620℃,且有良好的高温性能和耐腐蚀性能,钼与钢铁结合力强,因而是汽车部件生产中主要的热喷涂材料。汽车部件一般采用钼丝高速火焰喷涂,喷枪的气体混合喷射装置产生高温燃气燃烧,设计的燃烧室和气体喷射混合室,使钼丝在熔化前,以高的速度喷涂在工件的表面上,喷射钼的致密度可达99%以上,结合强度接近10公斤/㎜2。这一工艺过程能有效地改善受磨面的耐磨性,也提供了一个可以浸渍润滑油的多孔表面。它广泛地应用于汽车工业以提高活塞环、同步环、拨叉和其他受磨部件的性能,也用于修复磨损的曲轴、轧辊、轴杆和其他机械部件。据资料介绍喷涂钼丝欧洲市场年销售量可达1000吨,美国每年消耗量也达600吨左右,日本每年也消耗钼丝30—40吨,我国喷涂钼丝市场容量尚小于每年30吨。但随着我国汽车工业的发展,汽车齿轮和其它部件的热喷涂将有较大发展,喷涂钼丝的销售量将大幅度增长。
高温元件
钼的纯度高、耐高温、蒸汽压低等特性,使之常常被用来制造高温炉的发热体和结构材料。在钨钼及硬质合金生产过程中,大都采用钼丝加热的方式制作还原炉和烧结炉,部份铁制品连续烧结还采用钼杆加热排作发热体,钼杆加热排以钼钩悬挂于炉子的两侧。这类炉子一般为还原性气氛或非氧化性气氛,在氢气和分解氨中钼丝可使用至接近熔点,氮气中可使用至2000℃。高于1700℃使用时,可采用再结晶温度更高、强度的TZM合金或钼镧合金作发热体。钼在熔化的石英中有很好的抗烧蚀性能,在玻璃工业中用作通电熔融电,每生产一吨玻璃钼电仅损失7.8克,使用寿命可长达一年多。除作电外,钼还用作玻璃熔化高温结构材料,如导槽、管子、坩埚、流口以及稀土冶炼的搅拌棒。以钼代铂在玻璃纤维拉丝炉上使用效果良好,大大降低了生产成本。新近研制出的核燃料烧结炉采用钼网加热,用ф0.8mm钼丝编织成三相网状加热器,工作温度可达1800—2000℃。除此之外,钼及其合金还可以作热等静压的炉架、隔热屏、烧结和蒸涂的料舟、SmCo磁体及二氧化铀烧结的垫板,热电偶及其保护套管等。
硅化钼(MoSi2)是一种应用为普遍的电热元件材料,具有抗高温氧化、的耐蚀性能和高熔点等特性。其抗氧化性是由于在加热表面形成了不透气的玻璃薄膜,使之不受氧、氮、一氧化碳和二氧化硫的破坏,在1700—2000ºK温度下,二硅化钼加热可以工作二、三年之久。但低劣的机械性能影响硅化钼的应用,如果在硅化钼中加入SiC形成一种复合材料,这种材料将碳化硅弥散进二硅化钼的基体中,生成含有钼原子和硅原子的双金属化合物,其高温强度较二硅化钼单体高8倍之多,使其应用前景大受青睐。
石油开采
在开发低洼地区酸性天然气、油田和开发海底油气田时,不大量的H2S气体产生,还有海水的浸蚀,使钻探管道硫化发脆,迅速腐蚀。选用含钼高强度不锈钢管可有效地抵抗H2S气体和海水的腐蚀,大大节约钢材,降低油气井的钻探成本。
钼不仅可以应用于油气田钻探管道方面,还常常与钻、镍相结合作石油提炼预处理的催化剂,主要是石油,石油化学产品及液化煤的脱硫。在氢处理过程中,硫化物在催化剂的表面与氢反应,硫离子以硫化氢的形式除掉,同时消除了原油中氮和金属杂质,以减少这些杂质在石油精炼时对其他催化剂的毒化,从而改善产品的泽、气味和提高其稳定性。钼催化剂钝化后在其表面残留一层碳,如果烧掉碳层,催化剂又可恢复其活性状态,使用寿命可为1—5年左右。钼在石油裂化与重整中起着重要的作用,是一种理想的电子供体和载体。
环境保护
人们越来越清楚地认识到,钼在控制环境污染方面起着重要的作用,含钼不锈钢的大量应用,大大减少了因锈蚀而造成对环境的影响;另外钼及其化合物大都没有毒性,利用比较的钼取代有毒的金属,也是钼对人类环境保护的一大贡献。在油漆和颜料工业中钼可取代有毒的铬、铅、钛等金属,并且是的着剂;在化学制品行业可取代防腐剂中的铬和阻燃物,硝烟物中的锑;钼在水处理工业中的应用中也具有潜力,主要在开路和闭路循环冷却系统的冷却水处理中用于抑制腐蚀,在开路冷却塔中每升冷却剂的二钼酸钠含量为10毫克,而闭路冷却水空调装置中每升可达150毫克,钼酸钠作为汽车防冻剂和冷却系统以及切削液中防腐剂的用量也在不断增加。有人还提出钼可以改善玻璃化土壤,简化高污染土壤的处理,减少土壤污染。
航空及核工业
钼合金由于有好的耐热性能和高温机械性能,可作航空器发动机的火焰导向器和燃烧室,宇航器液体火箭发动机的喉管、喷嘴和阀门,重返飞行器的端头,卫星和飞船的蒙皮、船翼及导向片和保护涂层材料,钼热胀系数低和导热性能好,在太阳辐射光强烈作用下尺寸稳定性好,用金属钼网作造卫星天线,可以保持其抛物的外型,而较之石墨复合天线重量更轻。巡航式导弹使用钼涂层材料作汽轮转子,在1300℃高温下工作,每分钟转速高达4—6万转,已显示出良好的效果。
钼的中子吸收截面小,有较好的强度,对核燃料有较好的稳定性,抗液体金属腐蚀性好,在核聚变反应堆中作转换器铠装元件的保护片。Mo-Re合金可用于空间核反应堆的热离子能量转换器包套材料、加热器、反射器和其他的丝或薄板元件。
钼合金及其他钼是一种多能的合金化元素,不仅在钢中添加显示出的作用,也能与多种有金属生成性能优良的合金。
在钼中添加Ti、Zr、C的氧化物或碳化物,形成弥散强化合金TZM。TZM合金除应用在宇航和核工业外,还可以作X射线旋转阳零件,压铸模具和挤压模具,在挤压铜基合金时,其操作温度可在870—1200℃。TZM合金还适合作不锈钢热穿孔顶头,穿孔钢管内壁质量好,使用寿命长。加入少量稀土元素的TEM合金有较高的再结晶温度,再结晶时的延性较普通钼材高5倍,也有良好的应用前景。
含钛、锆和碳的钼合金(MT-104),含铪和碳的钼合金(HCM)及含钨、铪和碳的钼合金(HMW)均有较高的强度,可加工成棒、板、锻坯和其他制品,大有用武之地。Mo-30w是一种固溶体合金,熔点达到2800℃以上,在锌冶炼中作熔融金属泵阀和轴、核燃料提纯和电镀等设备管路、搅拌轴、叶轮泵。在钨高比重合金(90W-7Ni-3Fe)中加入一定量的钼,其强度和硬度都随钼含量而增高,其延性则不断降低,能大大地改善作为穿甲弹材料的性能。
碳化钼(Mo2C)和碳化钨混合,加入适当的镧粉,烧结成硬质材料,经粗碎后加入一定量的镍,采用通常的硬质合金生产的方法,可得到粘结相分布良好、致密和细化的碳化钼基硬质合金。金属粘结相采用Co或Ni,也可生成复杂钼—钨碳化物基硬质合金。碳化钼也可添加到金属陶瓷中,以改善其性能。
钼化工产品
钼与铬、铝的盐类可以共同沉积而生成钼铬红颜料,钼酸根离子与金属表面的铁离子形成难溶的Fe2(MoO4)3,从而使金属表面钝化,达到防锈的效果。其颜变化由淡澄到淡红,有着较强的覆盖能力,且颜鲜艳,主要用于涂料、塑料、橡胶、油墨、汽车和船舶涂料等领域。锌、钙和钠的钼酸盐用作抗腐蚀颜料,因其不含影响环境和人类健康的铅而受到普遍的关注。
二硫化钼(MoS2)是一种良好的固体润滑剂,在工业应用中起着十分重要的作用。它具有低的摩擦系数(0.03—0.06),高的屈服强度(3.45MPa),能在高温(350℃)和各种温条件下使用,在真空条件下甚至可以在1200℃正常工作,在高速运转的机械部件中有着十分优良的润滑作用。因而在汽轮机、燃汽轮机、金属轧辊、齿轮齿、模具、汽车及宇航器械上广泛使用。
经过几十年的艰辛努力,我国钼开采,冶炼和加工技术有了长足的进步,钼的应用和推广也取得了可喜的成绩,但与世界水平相比我们仍然感到不足。我们应该充分利用我国钼资源优势,从开采、冶炼到加工建立合理的生产布,大力开展钼制品的深加工。建立一支技术素养较高的生产和科研队伍,大力推广新装备、新技术的应用,加强钼的科研和新产品开发,要加强钼的应用研究,扩大市场容量,要集中科研院所和生产企业的技术力量,成立专门机构,迅速地把科研成果转变成生产力,指导市场消费,扩大外贸出口,使我国成为一个名符其实的钼生产大国,消费大国和出口大国。
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战略性工业原料一般指的是锑、钨、锌、钼、焦煤、磷和滑石等可用于不锈钢、半导体、飞机及其他产品制造的原料。
中国地大物博资源,很多矿产资源在世界排名独占鳌头。比如稀土,在目前已探明的稀土储量中,我国仍居,约占世界总储量21000万吨的43%。中国的稀土产量占总产量的近三分之二,1999年,中国出口稀土50000吨,国内消费16000吨,两项合计66000吨,当年消费稀土75000吨。因此,中国为世界提供了所需稀土的88%,而中国的稀土主要来源于包头。稀土在国防科研领域广泛的应用价值。建议国家应该对这样战略性矿产资源严格保护。不要让白菜价重演了。
战略性工业原料一般指的是锑、钨、锌、钼、焦煤、磷和滑石等可用于不锈钢、半导体、飞机及其他产品制造的原料。
1、钨都:江西大余
大余县位于江西省南部,赣江西源章水上游。面积1368平方公里,人口24.3万。该县历史悠久,秦代属南埜县地,隋属南康县,唐置大庾县。宋后历为南安军、路、府治。1957年改为大余县。因地处大庾岭北麓而得名。大余县钨矿资源富,素有“钨都”之称,是我国大的钨矿基地。
用途:钨,金属元素,硬而脆的结晶,耐高温,用途广泛,是钢铁、电器、化工和国防工业的重要原料,在近年来,钨在尖端科技领域内更加显示出它的重要作用。我国是钨矿储量和产量多的国家,有“产钨王国”之称。据1977年有关资料明,在世界钨的储量中,中国居首,约占53.6%。
2、锡都:云南个旧
、精锡纯度高而闻名国内外,享有“锡都”美誉。新中国建立后,累计生产有金属192万吨,其中锡92万吨,约占全国锡产量的70%以上。是全国大的锡现代化生产加工基地。
用途:锡在冶金工业中主要用于生产镀锡板(马口铁)和各种合金。镀锡板是锡的主要消费领域,约占锡的消费量的40%左右,它可以用作食品和饮料的容器、各种包装材料、家庭用具和干电池外壳等。锡在化工方面主要用于生产锡的化合物和化学试剂。锡的有机化合物主要用作木材防腐剂、农等,锡的无机化合物主要用作催化剂、稳定剂、添加剂和陶瓷工业的乳化剂。
3、锌都:云南兰坪
兰坪的矿藏资源得天独厚,早已名扬中外。目前已探明和发现的矿藏有铅、锌、铜、银、盐、锶、汞、锑、硫、铁、石膏、云母、叶腊石、冰洲石、水晶石等十多种矿,150多个矿床点。其中金顶凤凰山特大型铅锌矿,以储量大,品位高,成矿集中,易开采等特点,荣居全国之首世界之二,储量达1429万金属吨,潜在价值可达2000多亿元。
用途:锌具有良好的压延性、抗腐性和耐磨性,是10种常用有金属中第三个重要的有金属,目前,锌在有金属的消费中仅次于铜和铝,广泛应用于有、冶金、建材、轻工、机电、化工、汽车、军工、煤炭和石油等行业和部门。
4、镍都:甘肃金昌
金昌镍矿位于甘肃省河西走廊永昌县城北。龙首山矿床是一个世界罕见的以镍为主的有金属共生矿,蕴藏着的硫化镍和铜、钴、金、银以及铂族金属。60年代金昌镍矿投产后,结束了我国不产镍的历史,使我国跃为世界镍矿资源多国家之一。现在金昌镍矿已建成一个采、选、炼综合经营的大型联合企业,能直接从矿石中提取十余种产品,其中镍和铂族金属产量分别占全国总量的85%和90%以上。金昌已成为我国大的镍生产基地,铜、钴、金、银和铂族金属提炼中心,并有“中国镍都”之称。
5、锑都:湖南冷水江
明朝末年(1541年)发现了世界大的锑矿产地——湖南锡矿山,但当时把锑误认为锡,故锡矿山以此得名,至清·光绪16年(1890)经化验始知是锑。光绪23年(1897),创办“积善”厂,为锡矿山早的锑炼厂,使我国的“连锡”转入锑生产的时代。1908年湖南华昌公司从法国引进挥发焙烧法,开始用此法炼锑。随着机械制造业的兴起,锑的用途和需求量扩大,继开发锡矿山之后又先后开发了湖南桃江板溪、新邵龙山、桃源沃溪等地锑矿,使湖南锑业居全国之首。接着,黔、滇、桂等省区也相继开采一些锑矿。从1908年以后数十年间,中国产锑量常占世界总产量50%以上,仅就锡矿山自1912~1935年间的锑品产量占世界产量的36.6%,占全国的60.9%。
用途:锑是一种银灰的金属,在常温下是一种耐酸物质,其比重6.68、熔点630.5℃、沸点1590℃,性脆,无延展性,是电和热的不良导体,在常温下不易氧化,有抗腐蚀性能。锑在合金中的主要作用是增加硬度,常被称为金属或合金的硬化剂。锑及锑化合物首先使用于耐磨合金、印刷铅字合金及工业。随着科学技术的发展,现在已被广泛用于生产各种阻燃剂、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、陶瓷、塑料、半导体元件、烟花、医及化工等部门产品。
6、钼都:河南栾川县
中国钼矿资源,截止1999年底中国钼金属总储量为833.6万吨,居世界第2位。我国年产近3万吨金属钼,也居世界第2。钼矿有产地222处,分布于28个省(区、市)。主要是吉林大黑山;辽宁省杨家杖子、兰家沟;陕西省金堆城;河南省栾川等钼矿。以河南省钼矿资源为,钼储量占全国总储量的30.1%。
用途:纯钼丝用于高温电炉和电火花加工还有线切割加工;钼片用来制造无线电器材和X射线器材;钼耐高温烧蚀,主要用于火炮内膛、火箭喷口、电灯泡钨丝支架的制造。合金钢中加钼可以提高弹性限、抗腐蚀性能以及保持永久磁。
7、焦煤:黑龙江七台河
七台河市位于黑龙江省东部,总面积6221平方公里。现辖桃山区、新兴区、茄子河区及勃利县21个乡镇,人口86万。七台河市物产,探明金属、非金属矿藏30多种,其中煤炭是全国三大保护性开采煤田之一,已探明储量52.6亿吨,保有储量17亿吨,成为国家重要的主焦煤生产基地和东北地区大的无烟煤生产基地。
8、磷都: 云南晋宁县
晋宁县以其境内拥有储量大(探明储量8亿吨)、埋藏浅、矿体集中、质量优良、加工性能好、易于开采的磷矿石资源驰名于世,享有“中国磷都”之称。
用途:磷矿又是重要的化工矿物原料。部分磷矿用于制取纯磷(黄磷、赤磷)和化工原料,少量用作动物饲料。赤磷用于制造火柴和磷化物。黄磷有剧毒,可制农,还可以制燃烧弹、曳光弹、信号弹、烟幕弹、发火剂;磷与硼、铟、镓的磷化物用于半导体工业。冶金工业中用于炼制磷青铜、含磷生铁、铸铁等。磷酸锆、磷酸钛、磷酸硅等可作涂料、颜料、粘结剂、离子交换剂、吸附剂等。磷酸钠、磷酸氢二钠用于净化锅炉用水。后者还可制人造丝。六聚偏磷酸钠可作水的软化剂和金属防腐剂,磷酸钙盐用于动物饲料添加剂,磷的衍生物用于医。磷酸二氢铝胶材料耐火度高、耐冲击性好、耐腐蚀性强、电性能,用于尖端技术中。氟磷灰石晶体是理想的激光发射材料,磷酸盐玻璃激光器已得到应用。
9、滑石:辽宁鞍山
鞍山境内已探明的矿产资源有51种。铁矿,探明储量100亿吨,占全国的四分之一。菱镁矿,探明储量23亿吨,占全国的80%,占世界储量的四分之一。滑石矿,探明储量为6000万吨,占全国的40%。岫玉,探明储量约206万吨,占世界的60%,被确定为中国“国石”候选石,2006年12月,岫岩县被中国矿业协会命名为“中国玉都”。
用途:滑石是一种常见的硅酸盐矿物,它软并且具有滑腻的手感。人们曾选出10个矿物来表示10个硬度级别,称为摩斯硬度,在这10个级别中,个(也就是软的一个)就是滑石。柔软的滑石可以代替粉笔画出白的痕迹。滑石一般呈块状、叶片状、纤维状或放射状,颜为白、灰白,并且会因含有其他杂质而带各种颜。滑石的用途很多,如作耐火材料、造纸、橡胶的填料、缘材料、润滑剂、农吸收剂、皮革涂料、化妆材料及雕刻用料等等。
10、稀土:内蒙古包头
世界的稀土来自于东方,东方的稀土来自于中国,中国的稀土产自包头。包头稀土储量占世界稀土总量的76%,使中国成为世界上对的“稀土大国”。包头也是世界稀土产业中心。稀土就在白云鄂博。“白云鄂博”蒙古语意为“富神之山”。
中国稀土占据着几个世界:储量占世界总储量的,尤其是在军事领域拥有重要意义且相对短缺的中重稀土;生产规模,2005年中国稀土产量占全世界的96%;出口量世界,中国产量的60%用于出口,出口量占贸易的63%以上,而且中国是世界上惟一大量供应不同等级、不同品种稀土产品的国家。可以说,中国是在敞开了门不计成本地向世界供应。据国家的报告,中国的稀土冶炼分离年生产能力20万吨,超过世界年需求量的一倍。
钼这一曾被冠以“战争金属”之名的稀有材料,其熔点高达2610℃的物理特性与的化学稳定性,不仅重塑了机器人核心部件的性能边界,更在产业链上下游掀起一场从资源争夺到技术突破的深度变革。
钼的应用早已突破传统钢铁行业的藩篱。在特斯拉Optimus的线性驱动模块中,含钼合金制成的行星滚柱丝杠以每秒数千次的往复运动承受着端载荷。这种材料的高温稳定性,使得机器人关节在连续运转中避免了传统钢材因热膨胀导致的精度衰减。
在更微观的层面,二硫化钼(MoS₂)纳米涂层技术正颠覆机械传动设计——厚度仅为头发丝千分之一的润滑层,可将齿轮磨损率降低70%,这对于需要终身免维护的服务型机器人。
电子系统的进化则进一步释放了钼的潜能。金钼股份(601958.SH)研发的结构钼粉,成功替代了日本产品,成为精密传感器外壳的首选材料。这种粉末冶金技术的突破,使得机器人触觉模块在潮湿、腐蚀性环境中仍能保持信号传输稳定性,为海底勘探机器人等特种设备铺平道路。
中国以590万吨钼储量占据39%的资源话语权,但低品位矿占比高达81%的现实,迫使产业向高附加值领域突围。2024年钼消费28.6万吨中,12.6万吨来自中国,其中新兴领域需求增速达18%。这背后是钢铁行业高端化转型的——每吨高端的钼添加量从0.3%提升至2.5%,直接推动洛阳钼业(603993.SH)将钼铁年产能扩至4.42万吨。
杠杆正在撬动更深层次的变革。2025年1月实施的钼制品出口管制新政,将纯度≥97%、粒径≤50μm的钼粉纳入管控,这既是对战略资源的保护,也倒逼企业加速技术升级。攀钢钒钛(000629.SZ)开发的氯化法提纯工艺,将钼精矿加工成本降低20%,其99.9%高纯钼产品已进入波士顿动力供应链。
在人形机器人制造链中,两类钼基材料扮演着关键角:钼铁合金(FeMo70)作为结构增强剂,通过“一步法”焙烧工艺融入机器人骨架;99.95%以上纯度的高纯钼粉,则经由氢气氛烧结炉在1500℃下成型,成为神经网络的电子接点。紫金矿业(601899.SH)沙坪沟钼矿的智能化配矿系统,通过AI算法实时优化矿石入选品位,将资源利用率从68%提升至92%,这种数字孪生技术正在改写传统采矿模式。
技术正在突破物理限。美国罗格斯大学开发的二硫化钼微型致动器,以1.6毫克自重拉动265毫克负载的能量密度,为微型化驱动单元提供了新思路。而河钢股份(000709.SZ)的亚熔盐法清洁生产体系,不仅将废水回用率提升至95%,更使钼制品晶界纯度达到航空级标准。
当前钼价已从2024年的3600元/吨度攀升至2025年3月的4200元/吨度,12%的涨幅背后是结构性缺口的持续扩大。若2030年人形机器人出货量突破1000万台,仅此领域就将新增500-1000吨钼需求,叠加风电、半导体等产业拉动,市场规模有望突破120亿元。但挑战同样尖锐:中国81%的钼矿品位低于0.12%,开采能耗是智利伴生矿的3倍,这迫使企业转向生物浸出等绿冶金技术,湖南某企业的微生物提钼工艺已使低品位矿利用率提升至75%。
钼产业的未来不仅关乎材料本身,更是高端智能制造与可持续开发的新。
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钼的及投资策略
1、战争金属一一钼
钼是一种银白的坚硬金属,具备一身耐主温的好本领,其溶点 高达2620C,是一种珍贵的稀有高熔点金属及重要的战略性物质。
钼以多种形态存在,一般将钼产品分为:钼炉料新产品(钼精矿、 氧化钼、钼铁),钼化工新产品(钼酸铵、钼酸钠、钼酸钡),钼金属 制品(钼粉、钼条、钼板、钼棒、钼丝、钼异件)。
钢铁工业是钼的消费大户,主要作为生产合金钢、不锈钢、耐热 钢和合金铸铁等的重要合金元素,作为钢铁行业的添加剂有金属钼 条、钼铁和钼酸钙。钢中含钼量低于 1%时,用工业氧化钼块;当钢 中钼含量高于1%时,常用钼铁、耐热合金和耐腐蚀合金中都添加了 1%-2%的钼,钼含量越高耐腐蚀性越好,作此种添加剂一般使用金属 钼。钼及其合金具有良好的导热性、导电性、低热膨胀系数、耐高温 性、低蒸气压、耐磨性、耐腐蚀性和化学稳定等特性。
尽管钼主要应用于钢铁行业,但由于钼本身具有多种特性,它在 其它合金领域及化工领域的应用也不断扩大。当今,金属钼、钼合金 和钼的化合物广泛地用于航空航天、 军事工业、核工业等现代技术的 很多领域中。例如,钼可用于火箭、导弹部件,如喷嘴、发动机的燃 气轮片、冲压发动机喷管、火焰导向器及燃烧室等。在液体燃料火箭 发动机上广泛使用金属钼和钼合金(如 Mo-0.5Ti-0.08Zr)作燃烧室、 喉部管套筒。是宇宙飞船发射和返回通过大气层时, 由于速度快,暴露于空气中的部件温度高达 1482-1464C,因而采用钼做蒙 皮、喷管、火焰挡板、翼面及导向叶片等。钼具有热中子捕获截面较 小,有持久强度,对核燃料的稳定性能和抵抗液体金属的腐蚀等特性, 故用作核反应堆的结构材料,如隔热屏等。
钼之所以被称为 战争金属”原因很简单:把钼加到钢里,钢的 强度、韧性及及耐高温、抗腐蚀的本领都会得到很大的提高。早在上 世纪一战时期,钼的合金钢就被广泛应用于制造枪炮筒、装板、坦克 和其他装备,因为枪炮同弹打交道,不坚硬强韧、不抗腐蚀是 根本不行的。直到现在,钼仍是重要的战备物资,全世界大部分的钼 仍被用来制造枪炮、装甲车、坦克等战争。并且随着时代的进步, 钼还被广泛应用于航空航天、核工业等国防军工领域,可以看出,把 钼称为战争金属”是再合适不过的了。
2、中国钼资源行业堪比稀土
我国的钼资源无论从行业基本面还是从战备价值方面, 堪比稀土
毫不为过。
目前,钼资源探明总储量为890万吨,分布呈现高度的不均 衡状态,主要分布在中国及美洲的科迪勒拉山系。 中国是大的 钼资源国,根据美国地质勘探的统计资料显示, 中国的钼资源占钼资源储量的38.4%及储量基础的43.7%;美国是世界第二大钼资 源国,占钼储量及储量基础的分别为 31.4%和 28.4%。智利排名 第三,其钼储量几乎全集中在三个世界级特大型铜钼矿床(埃尔特尼 思特、丘基卡马塔和埃尔萨尔瓦多)中,占钼储量及储量基础的 分别约12.8%和13.2%;加拿大、俄罗斯和亚美尼亚也是钼资源较为 的国家。作为一种重要的不可再生的稀缺战备资源,日本、俄罗 斯等大国先后建立了钼的战备储备。
据加拿大金属经济小组年的数据显示,2009年钼产量约19 万吨,虽然较2008年的产量有所下降,但1998年至2009年的11年 期间,钼产量的年均增长率仍为 3.33%。
钼资源储量位居世界前三的中国、美国和智利同样也是前三 大钼生产国。据美国国家地质调查的数据显示,中国、美国和智利 的钼产量分别占总产量的 38.5%、25%、16%,这三个国家的钼 产量占钼产量近80%,此外秘鲁和加拿大也有的产蛳。2008 年26座矿山的钼金属储量/资源量合计1560.7万吨,平均品 位0.016%,生产总能力为18.3万吨(金属量),其中铜矿山的副新产 品钼约占40%。可见,钼生产格集中。
2009年,受低迷钼价影响,中国国内除金钼股份和洛钼集团这 两家大型钼矿山企业的产量仍在增长外,中小型钼矿山普遍开工不 足。河南地区钼矿山1季度开工率仅在60%左右;内蒙除中钢外,大 多数企业到2季度才逐步复产;辽宁除新华钼业外大多处于停产状 态;河北、浙江的企业也都采取减产措施。尽管中钢金鑫、龙宇公司 和金钼汝阳等项目陆续实现投产,但 2009年我国钼精矿产量仍比上 年同比下降10%至7.3万吨钼。
据中国有金属工业协会的统计数据显示, 2010年上半年
我国钼精矿产量为45344吨钼,同比增长13%。其中,河南省产量同 比增长6.6%至21055吨钼,陕西省产量同比增长16.2%至8795吨钼, 内蒙古产量同比增长119.8%至 6270吨钼,以上地区产量占总产量的 79.7%。
3、钼价:后市仍具上涨空间