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钼
钼是一种过渡金属元素,为人体及动植物的微量元素。元素符号Mo,钼单质为银灰难熔金属,硬而坚韧。在元素周期表中属ⅥB族,原子序数42,原子量95.94,面心立方晶体,常见化合价为+6、+5、+4。
在中世纪就使用辉钼矿(MoS2),因其外观很像石墨,被误认为是变态的石墨而用来制作铅笔芯。1778年瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)用硝酸分解辉钼矿,从中发现了一种新元素,以希腊文molybdos(似铅)命名。1782年瑞典化学家耶尔姆(P.J.Hjelm)首次制得金属钼。
资源
钼矿分布虽广,但只有少数矿床有开采价值。美国是钼矿的国家,产量占世界总产量的60%以上,其次是智利和加拿大。中国的钼矿产于东北、西北和中南等地区。具有工业价值的钼矿物为辉钼矿,其开采量占钼矿总开采量的90%。辉钼矿容易浮选,可由含钼0.06~0.3%的原矿选得含钼47~50%的精矿。钼的次生矿钼钨钙矿[Ca(Mo,W)O4]、铁钼华(Fe2O3·MoO3·H2O)、钼铅矿 (PbMoO4)和钼铜矿[2CuMoO4·Cu(OH)2]等也有一定开采价值。主要钼矿生产国(中国除外)的钼矿储量和产量(1979年,以钼计)如下:
性质和用途
常温下钼在空气中很稳定,高于600℃时很快地氧化生成三氧化钼(MoO3)。钼与氢不发生化学反应,但钼粉能吸收氢。在温度高于700℃时,水蒸气能将钼氧化成二氧化钼(MoO2)。钼与碳、碳氢化合物或一氧化碳在高于800℃下反应生成碳化钼(Mo2C)。钼能耐稀硫酸、氢氟酸、磷酸等酸腐蚀,但不耐硝酸、王水和氧化性熔盐的腐蚀。钼在常温下能耐碱,但在加热时则被碱腐蚀。
钼主要用于钢铁工业,其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁,少部分熔炼成钼铁后再用于炼钢。低合金钢中的钼含量不大于1%,但这方面的消费却占钼总消费量的50%左右。不锈钢中加入钼,能改善钢的耐腐蚀性。在铸铁中加入钼,能提高铁的强度和耐磨性能。含钼18%的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性,用于制造航空和航天的各种高温部件。金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂。二硫化钼是一种重要的润滑剂,用于航天和机械工业部门。钼是植物所的微量元素之一,在农业上用作微量元素化肥。
冶炼
钼生产的主要原料为辉钼精矿。提取过程包括氧化焙烧,三氧化钼、钼粉和致密钼的制取等主要步骤,工艺流程见图。
废钼回收的经济效益与成本分析
废钼回收的盈利空间受国际钼价、回收成本和下游需求三重影响。当前钼价波动较大(约20-40美元/磅),回收企业需灵活调整采购策略。成本方面,物流、分选和化学试剂占总支出的60%以上,尤其是低品位废料的提纯成本较高。但相比原矿开采,废钼回收可节省50%以上的能源费用,长期看经济效益显著。部分企业通过规模化回收和工艺创新(如废催化剂协同处理)降低成本,利润率可达15%-25%。
为了钼精矿质量,有时需要进一步分离钼精矿中所含的铜、铅、铁等重金属矿物和氧化钙以及炭质矿物,如使用硫化钠、硫氢化钠、氰化物或铁氰化物抑制铜和杂质含量。钼精矿冶炼主要采用以下几种方法:
氧化焙烧:将辉钼矿进行焙烧得到钼焙砂,然后通过升华法或湿法制得三氧化钼,用氨浸出时生成钼酸铵进入溶液,与不溶物加以分离。溶液经浓缩结晶得到钼酸铵晶体,或加酸酸化生成钼酸沉淀,从而与可溶性杂质分离。二者经煅烧后都生成纯净的三氧化钼,然后用氢还原法生产金属钼。根据焙烧设备或添加组分的不同,可将该方法分为回转窑焙烧工艺、反射炉焙烧工艺、多膛炉焙烧工艺、流化床焙烧工艺、闪速炉焙烧工艺。该方法会产生大量的烟气,污染环境,钼回收率较低,伴生的稀有元素铼几乎随着烟气跑掉,不适合处理低品位矿石和复杂矿。
硝酸浸出法:在高压釜内使MOS2氧化为可溶性钼酸盐,该方法主要是消耗廉价的氧化剂-空气或纯氧。该方法需要高温高压,对反应设备要求高,反应条件,生产技术难度大,浸出过程的工艺条件也较难控制,生产过程中也存在一定的隐患,目前国内已暂停使用该方法。
次氯酸钠浸出法:主要用于处理低品味中矿、尾矿的浸出。在氧化浸出过程中,次氯酸钠本身也会缓慢分解析出氧,其他一些金属硫化物也会被次氯酸钠氧化,这些金属的离子货氢氧化物又会与钼酸根生产钼酸盐沉淀,促进溶液的钼又返回到渣中。该方法反应条件温和,生产易于控制,对设备要求不高,但原料次氯酸钠消耗量大而造成生产成本过高。
电氧化浸出法:是由次氯酸钠法改进而来,该方法是将已经浆化的辉钼矿物料加入到装有氯化钠溶液的电解槽中,在电氧化过程中,阳产物Cl2又与水反应,生产次氯酸根,次氯酸根再氧化矿物中的硫化钼,使钼以钼酸根形态进入溶液中。该方法继承了次氯酸钠浸出率高、反应条件温和、的特点,并且能够较为方便的控制、调节反应的方向、限度、速率。
目前也出现了一些新方法,如辉钼矿精矿不经氧化焙烧,直接用氧压煮法或细菌浸出法提取纯三氧化钼。对低品位氧化矿用硫酸浸出,从溶液中用离子交换法或萃取法提取纯三氧化钼。
美国前国务卿黑格1980 年指出,“资源战争的时代已经开始……仅铬铁矿(的供应)危机就会使美国100 万人失业,冷战实质上是一场资源战。”矿物资源过去一直是,今后仍将是世界各国采用政治的、经济的甚至军事的手段争夺和控制的对象。
对矿物资源控制权的的争夺,从历史上就一直没有停止过。历史和现实都明了美国、、日本的对外行动从来都是受利益驱动的,从来不是道义性的。
次世界大战后的1919 ~1928 年间,美国和英国控制着当时世界已知煤蕴藏量的53%,铁矿石蕴藏量的48%,石油蕴藏量的 76%,铜蕴藏量的79%,铝蕴藏量的81%,铅蕴藏量的74%。还有数不清的势力范围和殖民地。控制着地球大部分资源。德国、日本、意大利为了与欧美列强争夺矿物资源控制权,拓展生存空间。爆发第二次世界大战。
第二次世界大战宣告工业国间利用军事力量争夺资源不是好的方法。加上世界共产主义运动、民族独立运动兴起。二次大战之后,需要一种新贸易秩序进行资源再分配。
1944年7月在美国的布雷顿森林召开的货币与金融会议、由工业强国建议成立贸易组织,来调节世界经贸关系。并把它命名为《关税及贸易总协定》,从1996年1月1日起,由世界贸易组织WTO 取代关贸总协定。在这个由发达国家主导的市场经济体系中,实际商品交换时,由于生产技术,第三世界不发达国家和发展中国家与发达国家之间的交换严重不平等,在一国没有技术生产一种商品时,被对手攫取超额利润。美国和英国、德国、法国、日本、控制着飞机、轮船、汽车、铁路及各种主要家用电器、计算机、摄象机、通讯、机械、新材料,能源、医疗设备、航空航天、等技术,掌握商品与矿物资源定价权。他们对第三世界资源拥有国一致大肆吹嘘经济化、市场能合理配置资源等理论,以获得矿产资源的稳定、、廉价供应市场。
但美国和英国、德国、法国、日本、均对本国矿物资源均实行严格的计划经济。并都建立了战略资源储备制度,禁止、限制开采本国资源。并在获取他国资源上煞费苦心,不惜血本。
1980 年,美国《物资和矿物原料国家、调查和开采法》规定:为保护国家、人民福利和工业生产水平提供的矿物原料。
1982 年,美国总统里根强调了矿物原料对美国国家和对维护美国居民高生活水平的决定性意义,里根政府制定的《国家物资和矿物方案》写道:“美国执行物资和矿物计划,以便,一旦爆发战争和国家处于紧急状态时,美国派 出和支持战斗部队的能力,不会因为缺乏关键性原料而受到削弱”。
战略储备确保资源
美国是世界大矿产资源大国,其钼、硼、天然碱、煤等储量居世界 位,铜、铅、锌、金、银、铂族金属、稀土、硫、磷酸盐、重晶石等的储量居世界前3 位,铁矿石、钨、钒、锂、锆等居前5 位。但美国对于即使是本国能够自给的矿物,也在增加储存量,例如铀,美国是世界上大 的产铀国,但长期以来,它仍从国外大量购买铀,用作储备。美国在阿拉斯加州发现有的石油,但却不急于开采,而是圈定起来作为战略储备。1977年,美国政府决定加强石油储备。把从墨西哥购买的石油注入美国的拱形盐矿 井。1981年下半年,里根政府决定拨出1亿美元作为购买战略资源(其中包括62种矿物、金属和其他原料)之用。1982年4月5日,又决定拨款125亿美元购买战略资源,规定这笔款项专门用于购买铬、钻、钨、铁矾土等战略资源。到1985年储备的战略资源就达到63类93种,包括稀有金属、石油、橡胶、铜、铝、黄金等。
日本于1983年10月,开始时储备稀有金属中的镍、铬、钴、钨、钼、钒、锰,后来逐步扩展到稀土原料,甚至煤炭和铁砂石。除了石油和天然气之外,核电的铀原料也是日本重点储备能源。日本制定了一个25.25万吨天然铀的庞大计划,同时还计划在澳大利亚自主开采5.16万吨,总量将达到30.41万吨。这项计划实施之后,基本上可供日本全国使用20年。日本许多企业从国外很多煤并不是为了使用,而是为了储备。日本国内也有部分煤炭资源,但已经关闭,开采。日本耕地面积只有504万公顷,农业生产仅能满足国内需求的40%。因此,日本还将大米、小麦、大豆等粮食储备放在同等重要的位置,并用法律的形式将其纳入战略储备物资的行列。
美国实施矿产战略的具体作法
美国是世界大矿产消费国, 1999 年美国消费量占世界 位的矿种有:石油、天然气、铜、铅、锌、铝、锡、硫、磷酸盐等;此外,美国煤炭和镍的消费量居世界第2 位,铁矿石等居世界第3 位。正是通过耗用大量的资源,美国的现代化生活水平才得以维持、因此美国对争夺资源十分重视。
美国除将拉美和加拿大作为后院外,19 世纪末20 世纪初,掀起了海外扩张高潮,其势力从大西洋发展到太平洋,成为两洋国家。其扩张的目的之一,就是增加对资源的控制权。当时美国对中国的钨等矿种就十分感兴趣。 二战期间,有一部分美援就是换取中国的钨砂的。
1952 年美国矿物原料委员会提交的的佩利报告就明确指出,美国矿产的供应将可能会出现问题,从角度解决这一问题,加紧对战略矿物原料的争夺和控制,扩大在海外的战略控制,扩大储备。
美国利用第二次世界大战后德国、意大利战败和英国、法国等受到严重削弱之机,通过实施马歇尔计划和策划建议北约组织,确立了对西欧的影响力和控制权。使美国资本进一步加强了对矿物原料的勘查、开发、控制和占有。
1982 年美国战略矿物原料工作组以里根总统的名义向国会提交了一份长达33 页的报告。报告指出,为了加强美国,促进经济繁荣,创造就业机会,减少矿产供应的脆弱性,采取行动。所采取的行动中,除加强储备、着力强调开拓海外,立足于。
美国置联合国不顾先后于1953 和1980 年颁布了“外大陆架土地法“和“深海底固体矿产开发法“,单方面建立开发海底矿产资源的法律法规,鼓励美国矿业公司积从事海洋矿产的勘查开发。其中 1980 年的深海底固体矿产开发法规定,对采矿区的申请面积,不加限制,不征收租金和权利金。并与法国、意大利、日本、英国等签订互惠条约,相互承认对方抢占的公海采矿权益。
1983 年里根总统又发表专属经济区法,以此法建立的专属经济区,比美国本土面积还大70%。里根总统公开说,建立专属经济区是在矿产资源方面采取的关键一招。
联合国海洋法公约已于1994 年11 月生效。美国一直拒签字。美国总统里根还说“这一进程是一个愚蠢“,鼓励美国公司按照美国法律自由采矿。为了开发太平洋东部锰结核富地区,美国成立了四家财团(肯奈科特、斯契尔、因科、洛奇德)。投资5 亿多美元,抢占的海底区域蕴藏有数10 亿吨锰结核。
冷战结束后,在矿物原料的战略供应方面,美国加强对加拿大和墨西哥的控制,美国与加拿大和墨西哥签订了北美自由贸易协定(NAFTA),协议规定由加拿大供应美国铀、镍、钛、铁矿石、铂族金属和钾盐等,由墨西哥向美国供应石油、银、铜等矿产;通过政治、经济、外交行动促使南非(铬铁矿、锰、铂族金属、金、金刚石等重要矿产的资源国)重新 “回到自由世界怀抱“;渗透俄罗斯、中亚(是哈萨克斯坦)及其他新独立的原苏联国家(也包括越南、蒙古、东欧等转轨国家),抢占矿物原料控制权。
1991 年,布什总统公布了美国新的国家资源战略,强调资源供应来源的多元化。其中除传统的拉美和中东地区外,还点到了北非、中亚以及各海域。
伊拉克战争以来,美国以推进“战争”为名,批准美军在2008年9月底之前组建非洲司令部,以便“地协调美军在非洲的行动”。非洲分析人士普遍认为,是理由,目的是掠夺能源;美国负责非洲事务的副国务卿沃尔特坦言,“非洲石油对我们来说是国家战略利益,并将随着我们的发展而变得越来越重要”。根据美国官方统计数字,2006年非洲对美原油日出口量约为223万桶。这是非洲21年来首次超过中东地区,成为美国大的原油来源地。美国宣称,非洲原油品质、易精炼,探明石油储量约为800亿~1000亿桶。建立美军非洲司令部,在军事上可控制整个非洲大陆,在经济上可监控非洲资源及运输通道。
日本实施矿产战略的具体作法
“变他国资源为自己资源”是日本的一贯国策。
日本目前参与利用海外矿产资源主要有三种方式,勘查矿、股本矿和购买矿。勘查矿系指在国外通过勘查开发活动而生产出矿产品,风险大,但性和保障程度高;股本矿系向某些国家的矿山建设提供贷款甚至援助,受援国以一定比例的矿石偿付贷款;购买矿系直接从市场购买,易操作,但不。
对在海外探矿的日本公司,日本政府提供优惠贷款(主要由金属矿业事业团和海外经济合作基金会实施)。贷款额为所需总资金数的50%,需要时可达70%,偿还期限15 年(宽限期5 年)。若项目失败或遇天灾、战争等事故,可减免贷款本金。
日本在海外进行的基础地质调查有两种方式,一种方式称为“海外地质调查“,由日本金属矿业事业团用日本政府的钱进行、以旅游、探险、经援、经济开发、学术交流等名誉调查他国资源;另一种方式称为“海外联合地质调查“,由日本金属矿业事业团与资源国联合进行,由日本政府提供资助。这相当于在海外从事前期勘查的风险,由日本政府承担了。
日本通过“经济/技术援助”等措施改善与资源国的关系;另一方面,组建“石油公团“、“金属矿业事业团“等促进性机构,制定和执行鼓励,全力支持日本公司的跨国矿业经营。在其他方面,采取绑在美国战车上的策略,为美国的相应行动出钱、出力。
通过政府、事业和企业三者之间的良性互动作用,使得日本在短短的几十年时间里,在矿业界树立了举足轻重的,据不统计,迄今日本金属矿业事业团已在40 多个国家开展了140 个以上的矿产资源调查评价、勘查等方面的技术和经济援助项目。为日本企业下一步的勘查开发铺平了道路。
美国、国家、日本是世界大矿产消费国。占全世界人口不到1/4 的发达国家,消耗着3/4 的矿产资源。当前矿产资源市场态势是:发达国家通过国家支持和建立完善的服务系统,以跨国公司为载体,实现矿业企业的跨国经营,加紧实施资源战略,控制了大部分资源,这就是当前矿产资源配置的总体格。
中国
矿产资源不仅是中国经济发展的基础,而且是国家的。我国只有钨、稀土等少数几种矿能满足国内需求,大部分矿产资源相对贫乏、像石油、富铁矿、铜矿、铬铁矿、铝、富锰、钾盐、等大宗用量的支柱性矿产则严重短缺。无法满足我国人口增长和经济发展的巨大需求。
开放以来,随着中国加入WTO, 由于资源危机意识薄弱、缺乏战略层面的规划和调控,一些人受政府应只考虑税收增长,只要在中国当地政府缴税就是中国企业的错误思想引导下,单纯追求经济增长速度,过度强调出口创汇,盲目引资。使我国矿产资源严重流失。
专家估算照目前的开采速度,金矿还可支撑开采15年,银矿20年,在有二十年,江西的稀土资源矿将消失,世界储备量大的钨矿资源也将消失,在有三十年,世界大的稀土矿的包头白云鄂博矿藏将消失。铜矿31年,镍矿46年,石油30年,而其余大部分矿物资源也都在百年以内开采完毕。以后,我们拿什么留给后人。
2008年12月30日,纪念有金属工业开放30周年大会在全国政协礼堂隆重召开。工业和信息化部副部长苗圩强调坚持开放的方向不动摇,坚持不断地深化,调整体制机制以适应社会主义市场经济体制的要求,发挥企业的主体和作用,全面提升我国有金属工业合作的层次、规模和水平。中国有金属工业协会会长、书记康义指出,开放30年来,我国有金属工业成功实现了从高度计划经济体制到社会主义市场经济体制的转变;从封闭、半封闭到开放的转变。
早在2000年9月28日,国土、国家计委、国家经贸委、、外经贸部、国家工商行政管理六部门颁布意见,提出进一步开放非油气资源探矿权、采矿权市场,允许外商独资进行勘查,允许外商购买国有企业的探矿权、采矿权,并可以依法转让。
此后不久,制定了实施西部大开发的,进一步扩大外商投资领域。云南、四川、陕西等重要西部矿业省份,还制定了具体的甚至是更为优惠的外商投资勘查开采矿产资源的地方法规。同时,我国黄金产业的“十五”发展计划中明确提到,要引进外资开发国内黄金资源。
贵州黔西南布依族苗族自治州的烂泥沟金矿、辽宁营口市盖县的猫岭金矿、云南东川播卡金矿,这三大金矿目前已探明储量均超过100吨,远景储量分别为150 吨、300吨、400吨,被国土称为“世界级金矿”。现三大金矿分别为澳大利亚的澳华黄金、加拿大的曼德罗矿业公司、加拿大的西南资源公司掌控,外方控股比例分别高达85%、79%、90%。这三大金矿外资控股的方式比较相似,多是中方相关地质勘查部门以采矿和勘查等为合作条件出资,对方以资金出资。如云南播卡金矿是加拿大西南资源公司与核工业西南地质209大队合作,在昆明成立中外合作企业云南金山矿业有限公司。该公司投资总额401 万美元,注册资金301万美元,209地质大队以矿权为条件入股,西南资源公司以301万美元为条件。
加拿大的AFCAN公司间接控制了青海滩涧山金矿,它通过其全资子公司TJS有限公司持有大柴旦矿业有限公司85%的股份,中方合作方为青海海西州大柴旦金矿和青海地质勘查大队。该金矿项目第二期也已开工,建设规模为年处理矿石80万吨,年产黄金3吨多。
第三大黄金公司南非安格鲁阿山帝黄金有限公司与四川省地矿在成都签署协议,计划未来五年投入约两亿元(外方将在5年勘查合作期中分年度投入资金约2600万美元)在四川平武地区进行风险勘探,寻找金矿。据介绍,这将是继四川省地矿与世界500强企业南非英美资源集团子公司英铂公司签定中南铂镍矿资源风险勘探合同后,中国和南非在四川的又一重要合作项目。
2007安邦集团日前公布的一份报告指出,正当中国为能源、矿产资源短缺等问题大伤脑筋之时,越来越多的韩国人的身影出现在中国的各处矿山上,他们瞄准了各种矿产,包括稀土等中国的战略资源。据悉,为了重点开发中国的矿产资源,在过去几年里,韩国人和为他们提供合作的中国勘探人员一起,已经跑遍了大半个中国,甚至编出了让专家吃惊的700页的中国西部7省矿业资料。除了一些规模较小的公司之外,韩国大的几家财团,如SK、三星、LG等,也先后加入开发中国资源的“角斗场”。其实早在2004年,三星物产就在矿业公社的鼓励下投资2800万美元与青海西部矿业合作开发矿产项目。今年以来,韩国SK集团了山西北方铜业公司的铜矿峪矿山及冶炼厂45%股份,三星正与中石油及法国道达尔共同开发内蒙古鄂尔多斯盆地苏南里格气田项目。与此同时,韩国还制订了投资中国四大矿种的战略,即在陕西、山东、内蒙古等地重点投资烟煤;在湖南、云南、青海等地投资锌矿;韩国矿业振兴公社将开展荧光粉、研磨剂和永磁的投资工作,主要在内蒙古、陕西;韩国对菱镁矿、黑铅、磷矿石等非金属的大众依赖度加深,有必要投资建设当地加工工厂,主要将在辽宁、山东、湖北、河北等地投资。
有金属
1、根据电视台经济半小时栏目2008年5月6日报道,贵州烂泥沟金矿以及云南播卡金矿都是储量在100吨以上的世界级金矿。被外资以低价圈占,同时,外资公司在当地开采金矿能享受西部免税优惠,国家光税费一块就要损失1.2亿元。而且它们的开采还对当地环境造成逆转的破坏。
2、钨矿资源是中国的,抗日战争初期,德国为了获得中国的钨矿,不肯支持结盟的日本侵华,竭力在中日之间调停,二战时期,由于从土耳其钼矿的渠道被切断,从中国钨矿的渠道被切断,纳粹德国军事工业受到严重影响。无力支撑大规模装甲作战。希特勒曾哀叹:“要是再给我一万吨钨砂,就可以征服俄罗斯”。因为没有钨就无法进行战争。钨的化学性能稳定,,熔点高达3400℃,居金属之首,沸点5555℃,密度为19.3克/厘米3。为钢的2.5倍与黄金相当。钨的硬度高、钨耐蚀性好,在室温下与浓度的酸和碱都不起作用。加入钨后钢的硬度会有大的提高,在金属加工领域的刀具材料高速钢就是含钨的合金。没有钨的话,直接导致金属加工能力瘫痪,由于钨能耐高温,宇航工业用作燃气轮机,火箭喷嘴,喷管,离子火箭发动机的热离解器;核子工程用钨作盛液态金属的容器,热离子交换器等.工业中,比如枪、炮的发射管及穿甲弹的弹丸中都会用到钨的合金。钨合金的机械性能与贫铀相差无几, 且没有放射性,世界钨工业所消耗的80%至90%的钨资源都是来自中国。
由于长期过度滥采,管理混乱,中国的钨矿资源已濒临枯竭。据钨业界人士分析,原有金属总公司直属的18个大中型矿山,其中生产服务年限10年以下的有9个。这9个矿山年产钨精矿1万t以上,预计七八年后即将消失。现有10个大型黑钨矿山,是钨资源优势的骨干矿山,其中8个矿山已开采了几十年进入到中晚期,还有两个黑钨矿山储量虽大,但开采品位低,堪当后备基地。我国白钨矿虽然储量多,但贫矿多,达不到矿山保本的品位,开发利用。
3、金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点,钼作为生产各种合金钢的添加剂,含钼合金钢用来制造运输装置、机车、工业机械,以及各种仪器。钼和镍、铬的合金用于制造飞机的金属构件、机车和汽车上的耐蚀零件。钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、坦克、枪炮、火箭、卫星的合金构件和零部件。
钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种,没有它,植物就无法生存。我国钼的储量居世界第二,占供应量的24%。
4、铟在地壳中含量低,全世界铟的地质储量仅为1.6万吨,约为黄金储量的1/6。
铟在电子电信、光电领域、航空航太、国防、通讯等领域起着的作用,铟广泛用于制造液晶电视、计算机和手机显示器。生产高灵敏导弹导引头,世界芯片巨头英特尔已经发布了运算速度将提升50%的下一代标准半导体晶体管--锑化铟晶体管。目前,日本、韩国、美国等经济发达国家正在加紧对铟的战略储备。我国是世界大的产铟国和出口国,原生铟产量占60%以上。80%都出口给日韩,定价权也在他们手里。2005年5月,世界上个铟金属交易中心在柳州成立。柳州市的想法是:树立以资源换技术的新观念,模式,主动与日本、美国、英国、法国等对铟下游产业发达国家的对接,打开国内对铟下游产业的应用市场。
5、稀土金属元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,人们常把不溶于水的固体氧化物称为土,又很稀少,因而得名为稀土。稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。
由于稀土具有的巨大价值,加上我国稀土产品出口价格低廉,近年来西方发达国家纷纷大量我国稀土产品加以囤积。美国、日本,韩国、澳大利亚、加拿大等部分拥有稀土矿的国家实行限制或停止开发本国的稀土矿,转而从我国作为战略储备。日本从我国的稀土矿产占其总量的比例高达83%。由于境内外资企业在我国购买稀土原料、初级产品不受出口配额限制,日本等国近年来在我国稀土资源区(内蒙古包头)大规模投资设厂,实质是变相获取我国稀土原料。内蒙古包头市是世界大的稀土产区,外国合资公司超过10家,其中包括日本昭和、三德和美国OEC等外企。
中国许多稀有金属以占世界20%的储备供应着80%的消耗。照此速度,20年后,一些具有战略意义和关系到国防的稀有金属将在中国消失。
希望
近几年,搞地质出身的温家宝当上总理后,我国对矿产资源加强宏观调控,对全国矿产资源加强管理。但是,外资控制的我国世界级金矿问题如何解决?外资控制的我国其他资源问题如何解决?没有资源,我们的未来又在那里?
2009年1月1日出版的新年期《求是》杂志,发表了总书记、国家主席、主席胡锦涛的重要文章:《努力把贯彻落实科学发展观提高到新水平》。
文章指出,一些地方事故频发,甚至存在单纯追求增长速度、以牺牲资源环境为代价换取经济一时增长的现象。
个人认为各级政府都应以对民族,对历史负责的态度,认真学胡锦涛总书记《努力把贯彻落实科学发展观提高到新水平》一文,切实转变发展方式,走出一条适合我国国情的资源节约型的经济发展的新路子。再也不能搞过去那种以巨大的资源消耗和环境破坏为代价的增长。这就要大力依靠科学,发展知识经济。
在化学元素周期表中,钼元素不怎么引人注“钼”,它不像铝、铁那样常见,不如铂、金贵重,更不似氧、氢那般构成了生命的主体。然而,钼元素与人类的关系其实密切,而关于钼元素的方方面面,有一些趣事你可能并不了解。
钼曾被误认为铅
虽然早在14世纪,人们就懂得利用含钼的钢铁来锻造军刀,但那个时候,人们还没有意识到钼元素的存在。原因在于,钼元素在地壳中的含量约为百万分之一,分布也比较分散,属于比较稀有的金属。而且,钼元素往往不是以单质的形式存在,主要与硫结合成化合物,形成辉钼矿,或者偶尔与铅、铜组合,生成铅钼矿和铜钼矿。
16世纪之前,当人们发现辉钼矿的时候,看到它为铅灰,具有金属的光泽,而且辉钼矿多以细微柔软的鳞片状产出,具有挠性(金属或矿物受力发生变形,在作用力失去之后不能恢复原状的性质称为挠性,与“弹性”相对),摸起来还有种油腻的感觉。这和石墨的性质十分相似,所以辉钼矿被误以为是石墨。后来,人们在寻找铅矿石的时候,发现辉钼矿的外观类似于方铅矿,于是,又把钼误认为是铅。所以,人们便用古希腊语中的“molybdos”(意思是“铅”)命名辉钼矿。
直到1778年,德国化学家卡尔·舍勒才首次实,钼辉矿并不是方铅矿,也不是石墨,而是一种新的矿物,含有新的元素。但是,舍勒没有办法将这种新的元素从矿石中分离出来,所以他没能成为个发现钼元素的科学家。有趣的是,舍勒被后世称为“倒霉蛋科学家”,他的坏运气就是从错失钼元素开始的,后来舍勒又从空气可以助燃的实验现象中差点发现了氧气,但却因为迷信燃素说而将发现氧气的机会留给了安托万·拉瓦锡。
在舍勒之后,其他科学家也试图从辉钼矿中提取出新元素,他们让辉钼矿发生氧化反应,然后将粉末放入水中,形成钼酸,但仍然无法从中析出钼金属。终于,在1781年,瑞典化学家彼得·海基尔姆幸运地摘取了科学果实。他将碳粉、亚麻籽油和钼酸混在一起,搅拌成糊状,然后用封闭的坩埚对这一团“浆糊”加热。终于,海基尔姆用这样的“碳还原法”将新的金属从辉钼矿中分离出来,他随即将该金属命名为“钼”。至此,人们才开始了解到钼元素的真面目。
战争使钼名扬天下
1781年,人们开始懂得如何得到金属钼,但此后的100多年里,全世界金属钼的总产量也不超过10吨。由于钼元素易于氧化,且冶炼和加工水平有限,人们似乎还不知道如何将这种金属大规模地应用到工业生产中来。
不过,钼元素适合重工业的优点还是有目共睹的,它硬而坚韧、耐腐蚀、耐高温,熔点仅次于钨、钽,它注定会成为人类重要的工业原料。1891年,法国施耐德公司率先将钼作为合金元素生产出了含钼的钢板,发现其性能,而且钼的密度仅是钨的一半,钼便逐渐取代钨成为炼钢的合金元素。到了20世纪,人类爆发了两场规模空前的世界大战,统计资料显示,在次世界大战中,钼的年产量从数吨瞬间飙升到了100吨,而到了二战时期,又增长至1万吨。为何战争促进了钼的生产?这是因为它太有用了。
我们知道,“陆战”——坦克就是在一战中发明的。初,英国人为了增强坦克的防御力,给坦克安装了75毫米厚的锰钢板,但这种笨重的坦克在战争中表现得并不怎么样。后来,英国人通过试验,将锰钢板换成钼钢板,在不削弱防御力的前提下使得坦克的厚度减了50毫米,结果,更加机动灵活的坦克才得以大显神威。
同样,德国的攻坚——“大贝尔莎”巨炮,也是用钼钢做成的。一战前期,应德国总参谋部的要求,德国工业巨头克虏伯公司研制出了史无前例的重炮,并以古斯塔夫·克虏伯的妻子贝尔莎命名。“大贝尔莎”的口径为420毫米,炮身重43吨,需要200位德国军人花6个星期才能组装完毕。更吓人的是,“大贝尔莎”的重820千克,射程15千米,再坚固的工事也经不住它来这么一发。克虏伯之所以能够研制出威力如此惊人的巨炮,其秘诀就在于使用了材质的钼钢来制作炮身,因为当“大贝尔莎”发射时,只有耐高温的钼能够抵御产生的热量,以免熔化炮身。
到了第二次世界大战,钼元素同样发挥着重要的作用。当时,战场上的坦克莫过于德国的式坦克,其类型包含Ⅰ型和Ⅱ型两种。从1942年服役至1945年德国投降,式坦克一直活跃于战场线,它所向披靡,抵挡。不过,在库尔斯克会战中,苏联人俘获Ⅱ型坦克后对其进行了测试,发现Ⅱ型坦克并不像传说中的那样坚不可摧,虽然它装甲很厚,但是防御效果相对于Ⅰ型并未有较大提升。之所以出现这种状况,其实是由于德军所占领的挪威克纳本钼矿在1943年被盟军轰炸,从而使德军失去了钼的来源。战争初期,德军的Ⅰ型坦克都采用了钼钢,这种钼钢耐腐蚀,在高温条件下仍然具有较高的强度,而Ⅱ型坦克的厚装甲中已经无钼可用,所以影响了德军装甲部队的战斗力。
钼是多才多艺的金属
两次世界大战使人们意识到钼对于军事的重要作用,战后,钼的年产量由10万吨上升到如今的20多万吨。钼在“战争金属”美誉的同时,其应用范围也越来越广,是在核能、医疗等高科技领域发挥着越来越重要的作用。
2018年,俄罗斯的莫斯科工程物理学院的科学家们发表了一项关于核燃料保护套的研究,他们使用钼合金代替现有的锆合金来用作核燃料保护外壳,可以提高核电站的性。
在现有的核电站中,铀燃料棒是安装在锆合金保护外壳内的。锆合金具有很高的耐腐蚀性,而且锆几乎不会和中子反应,所以是好的核燃料棒保护外壳。但是,在端情况下,比如由于地震和海啸导致应急冷却系统出现故障时,核反应堆内冷却水的水平面会一直下降,使铀燃料棒处于裸露状态,那么冷却不足会使高温的锆合金外壳与高温水蒸气产生氢化作用(即锆水反应),这会导致反应炉熔毁以及氢气爆炸——2011年的日本福岛核电站事故就是这样发生的。如果想要避免类似的事故,办法之一就是寻找一种比锆合金更优秀的核燃料棒保护外壳,而在众多金属材料中,只有钼同时满足比锆更耐腐蚀、更耐热、有更高的导热性以及更小的中子截面积(意味着不与中子反应)的条件,因而特制的钼合金很可能会在未来成为核电站防护装置的主要材料。
钼元素还被应用于医疗实践。比如,锝99是应用广泛的放射性造影剂,不过,锝99只能由一种方式制备,那就是钼99衰变。钼99是钼的一种放射性同位素,它的半衰期为2.75天,半衰期过后,钼99衰变为锝99。钼99的半衰期理想,这个时间不但了钼原子在原料地到医疗场所的运输过程具有的稳定性,而且了锝99的放射性可以在短时间内。如果半衰期过短,在运输过程中,钼原子可能产生放射性辐射的危险;如果半衰期过长,将影响医疗诊断的效率。在核医学中,80%的医疗到了锝99,而在美国,每天使用锝99的诊断就达 55000多起,所以,钼的重要性不言而喻。
生命对钼很敏感
生物老师常常会讲一个故事:某一年,新西兰的一个牧场遭遇了干旱,大量牧草枯萎而死,但有一条矿工经常踩踏的小路边上生长着茂密的绿草。这是为什么呢?原来这里的矿场是钼矿,矿工们每天工作,身上难免会沾上矿渣,当他们走路时不经意间将矿渣撒落在小路上,就如同上天赐予的“大补丸”,给路边的小草提供了的养料。另外,科学已经明,对农作物施加钼肥,可以增强农作物的抗病、抗旱和抗旱能力,提高产量。比如,根据科学家的统计,每亩农田施加钼肥20克,可使小麦增产35%,而大豆则可增产47%,蚕豆增产8%,绿豆增产32.8%,番茄增产75%。
钼不仅是植物生长和发育中的微量元素,也是植物发挥固氮功能的重要元素。氮是生命之源,有了氮,植物才变得有营养。然而,植物并不能直接吸收空气中的氮气,它们需要在固氮菌的帮助下,通过化学反应将氮元素吸收并存储起来。固氮菌为植物固氮的过程很复杂,需要一种催化剂,名为固氮酶,金属钼正是固氮酶的重要成分。每年,植物固氮总量约1亿吨,远超过人工固氮量,这都是钼元素的功劳。
不仅植物需要钼,我们人体内也需要钼,只不过需量少。成年人体内大约只有9毫克钼,而且它们分散在身体的各个部分。虽然如此,我们对于钼还是敏感的。比如,钼与我们头发的颜有关,因为钼元素会使头发偏红褐。又比如,我们的情绪也容易受钼的影响,有它,我们会精力充沛,神气十足,缺少或无它,我们会感到疲惫不堪,浑身乏力。钼为什么有这么大的本事呢?原因在于,钼是两种在新陈代谢中起重要作用的酶的组成成分,一是黄嘌呤氧化酶,一是亚硫酸盐氧化酶。这两种酶有钼存在时才具有活力,没有钼,就会失去活力,起不了催化作用。
由于钼在食物中比较广泛地存在着,小麦、豆类、猪肉、牛奶、蜂蜜都含有钼,人对于钼的需要量也不高,所以我们一般不会缺钼。如果身体摄入多余的钼,反而会引起金属中毒。
由此看来,钼这种罕见的元素,与我们的日常生活还真息息相关呢。
在元素的众多元素中,(Mo)并不像金、银那样广为人知,但其在现代工业及前沿科技领域的重要性却超乎想象。它是一种过渡,外观呈银灰,质地坚硬且具有高熔点,这使得钼在诸多场景中都发挥着不可替代的作用。从地壳丰度来看,钼为稀缺。连大家印象中比较稀缺的锂,都有十万分之 6.5 的丰度,足足是钼的 65 倍 。钼单质用途有限,主要因其质地脆、硬度与强度一般。但一旦与其他元素制成合金,钼的价值便充分凸显。在钢铁工业里,钼能显著提升钢的强度、韧性与抗腐蚀性能,广泛应用于各类高强度钢与不锈钢生产。比如常见的 316 型不锈钢,因添加了 2%-3% 的钼,对氯化物的抗腐蚀能力大幅增强,常用于食品加工、医疗设备制造等对卫生、抗腐蚀要求高的领域 。在高端制造方面,钼更是。航空发动机的火焰导向器和燃烧室,火箭发动机的喉管、喷嘴和阀门,这些在端高温环境下工作的部件,都离不开含钼高温合金。因为钼能有效提升合金在高温下的强度与稳定性,保障发动机稳定运行。巡航导弹的汽轮转子采用钼涂层,可使其在 1300℃高温、每分钟 4 - 6 万转的恶劣工况下正常运转 。近年来,随着科技发展,钼在电子领域的潜能被逐步挖掘。二硫化钼作为辉钼矿的主要成分,有望革新芯片制造。用二硫化钼制造芯片,具备两大突出优势:一是可制成柔性芯片,实现可弯折功能,为可穿戴设备、折叠屏电子设备等发展提供可能;二是功耗低,仅为同等硅基芯片的 20% 左右。2020 年,瑞士洛桑理工学院在《Nature》发表论文,展示了用二硫化钼制造类脑芯片的成果。由于二硫化钼天生低功耗,与类脑芯片对低能耗的需求契合,再结合其柔性特点,未来有望实现类脑柔性芯片的大规模应用。想象一下,若将此类芯片植入人体,用于辅助神经系统工作,或许真能开启 “赛博修仙” 的科幻篇章 。而且,钼本身,还是人体微量元素,一个体重 70kg 的人,体内通常含有 9g 钼,适当摄入能抑制肿瘤,这也为钼基芯片在人体应用方面减少了后顾之忧 。从资源分布来看,钼资源集中度较高。据美国地质调查数据,钼储量约 1500 万吨,而中国储量高达 580 万吨,占比 38.7%,位居世界首位 。河南栾川、陕西金堆城、吉林大黑山等,均属世界级大型钼矿。中国不仅储量领先,在产量上也占据 42% 左右,是大的钼生产国与消费国 。这意味着中国在钼资源开发、钼产品制造及相关技术研发上,拥有强大的话语权与产业优势,无论是传统工业升级,还是前沿科技探索,钼都将在中国的发展进程中持续发光发热,助力中国在科技与工业竞争中脱颖而出。
近日钼矿价格持续走高,引发市场关注。
国内方面,1月29日,河南栾川地区一矿山企业竞标销售钼精矿,其中47%以上品位钼480吨,加权平均价为5278元/吨度(现款),50%品位120吨,加权平均5413吨/吨度,综合加权5305元/吨度,再高。
国外方面,根据百川盈孚数据,春节期间(1.20-1.27),欧洲钼铁均价由82美元/磅钼上涨至86.5美元/磅钼(折合国内价39.79万元/基吨,而节前国内钼铁均价仅30.25万元/基吨),涨幅5.5%,欧洲钼铁均价较1月11日低点已上涨22.7%。
截至1月30日,据大宗原材料网站亿览网披露,钼精矿价格重回2005年10月5450元的高点。自2015年11月至今,国内钼精矿价格已上涨6.78倍。
钼的应用
金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点,因此在工业上得到了广泛的应用。
在冶金工业中,钼作为生产各种合金钢的添加剂,或与钨、镍、钴,锆、钛、钒、铼等组成高级,以提高其高温强度、耐磨性和抗腐性。含钼合金钢用来制造运输装置、机车、工业机械,以及各种仪器。某些含钼4%~5%的不锈钢用于生产精密化工仪表和在海水环境中使用的设备。含4%~9.5%的高速钢可制造高速切削工具。钼和镍、铬的合金用于制造飞机的构件、机车和汽车上的耐蚀零件。钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、坦克、枪炮、火箭、卫星的合金构件和零部件。
金属钼大量用作高温电炉的发热材料和结构材料、真空管的大型电和栅、半导体及电光源材料。因钼的热中子俘获截面小和具高持久强度,还可用作核反应堆的结构材料。
在化学工业中,钼主要用于润滑剂、催化剂和颜料。二硫化钼由于其纹层状晶体结构及其表面化学性质,在高温高压下具良好的润滑性能,广泛用作油及油脂的添加剂。钼是氢制法脱硫作用及其他石油精炼过程中的催化剂组分,用于制造乙醇、甲醛及油基化学品的氧化还原反应中。钼桔是重要的颜料素。钼的化学制品被广泛地用于染料、墨水、彩沉淀染料、防腐底漆中。
钼的化合物在农业肥料中也有广泛的用途。
钼资源储量分布及产量情况
钼在地壳中的平均含量约为0.00011%,已发现的钼矿约有20种,其中具工业价值的是辉钼矿,其次为钨相钙矿、铁铂矿、彩钼铅矿、铂铜矿等。根据美国地质调查2015年发布数据,钼资源储量约为1100万吨,探明储量约为1940万吨。
钼在我国储量居世界前列,陕西省华县金堆镇、辽宁葫芦岛、吉林、山西、河南、福建、广东、湖南、四川、江西、甘肃、内蒙等省均有钼矿,且储量大,开发条件好,产量在全国占有重要。具有工业价值的钼矿物主要是,约有99%的钼矿是以辉钼矿(状态开采出来的。我国钼精矿主要对俄罗斯、日本以及西方国家出口。
数据来源:野数据
我国2022年季度钼的产量为25855吨,环比减少了2%,但同比增加了6%;第二季度产量为28621.5吨,环比增加了4%,同比增加了14%。
数据来源:IMOA、中商产业研究院整理
展望后市
华泰券认为,2023-2025年钼市或延续短缺之势,存在继续推升钼价的可能性。
从供给端来看,2023-2025年供应较2021年新增或不超过1.5万吨。
2017-2021年钼产量较为平稳,保持在26万吨左右水平,2021年产量26.37万吨。中国为钼大供应国,2021年供应占比38%,另外北美与南美占比22%/31%。2022年受到海外减产、钼品位下降等影响,预计钼产量24.68万吨。
2023-2025年海内外钼矿确定新增产能较少,其中国内增量主要由大黑山钼矿及季德钼矿贡献,预计较2021年新增产量1.1万吨;海外钼矿多为铜伴生矿,新增产能被铜矿减产计划、钼入选品位下降抵消,预计较2021年新增产量0.1万吨。预计2023-2025年钼产量26.77/27.37/27.57万吨,较2021年新增不超过1.5万吨。
从需求端来看,2023-2025年需求或小幅增长,市场或延续供应短缺之势。
2015-2021年钼消费量小幅增长,2016-2021年6年CAGR3.1%,2021年达27.72万吨。中国为大钼消费国,2021年消费占比40%。2021年79%的钼应用于钢铁领域,13%/8%应用于化学品/金属及合金领域。
随着下游不锈钢、工程钢、工具钢需求增长,预计2022-2025年钼消费量28.28、29.18、30.01、31.00万吨,4年CAGR3.1%。2022-2025年钼供需两端皆未出现明显变化,市场或延续短缺状态,预计2023-2025年存在供应缺口2.41、2.64、3.43万吨。