金属分析

金属分析（共12篇）

金属分析 篇1

1 引言

人们在日常生活和工业生产过程中经常遇到腐蚀现象。人们对腐蚀的认识还不够, 对其危害也不是很了解, 所以在防腐方面还缺乏有效措施。腐蚀的危害是相当严重的, 它不仅是对环境的污染、国家经济的损失及材料的消耗, 更表现在其潜在的危害, 如腐蚀产生的一些有毒物质对人们的身心健康产生危害及腐蚀引起的爆炸等。而锅炉的腐蚀则是腐蚀中的典型代表, 锅炉与人们的生产生活息息相关, 如果锅炉被腐蚀而发生故障, 在生活中可能导致不能给居民供暖, 在工业生产中, 可能使工厂不能生产而造成巨大的损失。在锅炉的故障中, 以过热器管, 省煤器, 水冷壁管的破裂为主, 以磨损和腐蚀为主要诱因。据相关统计, 从上世纪八十年代后期, 有60%以上的锅炉故障是由腐蚀引起的。所以我们很有必要对锅炉金属的腐蚀机理进行分析, 并提出相应对策。

2 锅炉腐蚀原因分析

铁是组成锅炉的主要结果材料。在自然界中, 铁元素常年以黄铁矿和红铁矿等氧化物和硫化物的稳定形势存在。人们将铁的氧化物和硫化物进行提炼为金属状态的铁, 应用铁制造一系列实用的器具, 包括锅炉等。由此, 我们知道金属材料 (如铁) 在含有氧化剂 (如空气、水、酸、碱等) 的环境中, 不可避免的会受到腐蚀。所以, 导致锅炉被腐蚀的原因也有很多种, 一般包括锅炉的内氧腐蚀、酸性腐蚀、碱性腐蚀。图1为金属 (以铁为例) 腐蚀的途径。

2.1 氧气对锅炉的腐蚀

锅炉受到氧气腐蚀时会呈现出溃疡状态。氧气对锅炉的腐蚀相当严重, 它可以氧化锅炉的金属表面时期遭到损坏。科学研究证明, 金属氧化腐蚀的空气相对湿度的临界值是不同的, 钢为70%, 铜为60%, 铝为76%, 铁为63%, 锌为60%。将金属存放于该临界值以上的环境中, 氧化腐蚀速度随空气相对湿度值的增加而不断加速。氧气对锅炉的腐蚀分为锅炉停用时的氧腐蚀和锅炉运行时的氧腐蚀两类。

2.1.1 锅炉停用时的氧腐蚀

锅炉停用时的氧腐蚀指的是锅炉在停用状态下, 不受任何保护的情况下, 空气进入锅炉内, 使得锅炉受到的腐蚀而生锈。这种在金属内表面生成并聚集的铁锈对腐蚀有很大的作用[1]。这种铁锈在锅炉运行过程中, 起着氧化剂的作用, 在氧气很多时, 可被还原为低价的氧化物, 所以在锅炉在工作状态时, 氧气对锅炉的腐蚀更为严重, 更为直接, 而当锅炉停止工作时, 被还原的低价氧化物又会被氧气氧化为高价的氧化物, 锅炉必然要在运行和停止状态来回切换过, 如此往复循环, 势必会导致腐蚀越来越严重, 而且氧腐蚀可在整个锅炉内发生, 覆盖面积大。

2.1.2 锅炉运行时的氧腐蚀

当锅炉的除氧系统不能正常运行时, 则锅炉中的氧气含量势必会增加。由于氧气的相对分子质量比较大, 所以最容易发生氧腐蚀的地方时是锅炉的下降管及汽包。而上升管由于氧气的浓度很小, 所以上升管受到氧气腐蚀的几率很小。

2.2 酸性腐蚀

锅炉的酸性腐蚀一般是由于操作不当进入了二氧化碳或是由于锅炉在燃烧煤、油等燃料时产生的硫以各种形式存在于烟尘中, 随烟气进入锅炉中, 使得锅炉受热面元件及吊挂件、固定件等受到腐蚀, 在不同的条件下会产生不同形式的硫腐蚀现象。由于酸性腐蚀产物是易容的, 在锅炉的金属表面不能形成保护膜, 所以, 酸性对锅炉的腐蚀是均匀的。

2.2.1 硫的腐蚀

由于煤、油中含有硫, 我国的燃煤锅炉中燃烧的煤硫的含量大部分都在0.5%~3%之间甚至更高, 可燃硫占其中的90%, 这部分可燃硫在煤的燃烧阶段H2S形成释放出来。同时煤炭在锅炉中燃烧时又消耗大量的氧气, 形成了还原性、半还原性环境, 从而使锅炉表面产生硫腐蚀。其反应过程如下:

(1) 有极少部分H2S燃烧时直接转化成SO3气体, 大部分H2S燃烧时生成SO2和H2O, 如方程式2H2S+3O2=2SO2+2H2O,

(2) 在生成的SO2气体中, 有1%~2%的SO2会进一步氧化生成SO3, 如方程式:

(3) 同时SO3与水蒸气反应生成硫酸而腐蚀铁, 如方程式, SO3+H2O=H2SO4 (蒸汽)

(4) 生成的硫蒸汽与锅炉表面的铁反应从而腐蚀锅炉

近年, 硫的腐蚀速度越来越快最大可达0.6mm/kh今后对酸性腐蚀要多加防范。

2.3 碱性腐蚀

碱性对锅炉表面也有很大的腐蚀作用。碱性腐蚀是锅炉系统最常见的腐蚀形态, 其分为脆性腐蚀与延性腐蚀两种。

2.3.1 脆性腐蚀

金属的脆性腐蚀可以归为应力腐蚀, 是金属在碱性环境的作用下, 金属元素的晶粒与晶粒之间存在了裂缝, 如果在应力 (尤其是交变应力) 较大的情况下, 就会使锅炉发生破裂, 从而造成非常严重的后果, 往往会导致设备脆性破坏事故的发生。

2.3.2 延性腐蚀

在对锅炉的碱性腐蚀中, 延性腐蚀是最常见的一种腐蚀形态。锅炉用的时间过长, 其表面就会存在水垢等附着物在水垢等附着物下面就会发生腐蚀现象。最终会导致锅炉穿孔。

一般情况下, 经过正常程序清洗的锅炉, 表面都会有一层Fe3O4薄膜, 该层膜可以对金属表面起到保护作用, 防止锅炉被腐蚀。只有Fe3O4被破坏时, 设备才会被腐蚀, 导致Fe3O4被破坏的重要因素是锅炉中的PH值过高或过低, 当锅炉中的PH=10左右时其腐蚀速率最小, 当锅炉中的PH>13或p H<8都会使得锅炉发生腐蚀现象。锅炉正常运行工作状态下, 其p H值应该保持在9~11之间, 在此范围内对锅炉的腐蚀降到了最小。但当锅炉金属表面有水垢等附着物时, 由于附着物的导热性比较差, 使得水垢下的金属温度不断升高, 导致了附着物下的水急剧减少, 而外界的水又不能及时补充, 其结果使附着物下的锅炉中水碱性浓度变得很高, 同时炉管温度急剧升高。当锅炉给水中存在游离的Na OH时, 附着物下的碱浓度会变得很高, 从而发生碱性腐蚀。

3 防止腐蚀的办法

(1) 现今有效的减少锅炉的腐蚀是发展的重要方向。其具体措施有以下几点:

(2) 为了防止氧气腐蚀的对锅炉造成的破坏应在金属表面应用抗氧化金属材料, 如在金属表面添加Cr、Mo等抗氧化元素。

(3) 抗硫化腐蚀最好的办法就是渗铝。在锅炉的表面渗铝还能提高其耐热性和耐磨性。据资料介绍, 800℃以下渗铝钢比低碳钢使用寿命高350倍。

(4) 为了防止碱性腐蚀要按时对锅炉应用专门的化学清洁用品及时清理, 防止其产生水垢等附着物。

(5) 同时, 我们也可根据腐蚀的防止技术出发, 对锅炉的安装和设计进行处理;在锅炉运行期间对其进行防腐管理, 尽量减少水和燃料的杂质;在水中加入药品, 使之去除锅炉中残余的污垢;在锅炉的维修、安装都要做好防腐工作, 从每一步细节开始, 将防腐蚀的工作进行下去;我们也要对锅炉的管理方面多加投入精力, 从根本上杜绝腐蚀现象的发生。

4 结束语

本文讨论了锅炉在运行过程中可能产生的几种比较严重的腐蚀形态及机理。主要从氧化腐蚀, 酸性腐蚀, 碱性腐蚀三个方面阐述了锅炉的腐蚀形态并提出了相应的解决办法。指出锅炉的防腐问题相当复杂且很重要, 我们在今后的研究中应成为重点研究的方向。今后对锅炉也要加强管理。

摘要：基于锅炉受到在酸性、碱性、高温等不同的环境的影响, 导致锅炉在运行过程中其过热器管, 省煤器, 水冷壁管等经常受到腐蚀, 本文对锅炉在酸性、碱性及氧化情况下的腐蚀机理, 进行了分析, 并提出了相应的应对方案。

关键词：锅炉,氧化腐蚀,酸性腐蚀,碱性腐蚀

参考文献

[1]邓永江, 潘聪, 陶旗.第一废热锅炉炉管腐蚀及原因分析[M].成都:四川化工出版社, 2012.

[2]于福州.金属材料的耐腐蚀性[M].北京:科学出版社, 1982.

[3]章燕谋.锅护与压力容器用钢[M].西安:西安交通大学出版社, 1989.

[4]陈旭俊, 黄惠金, 刘义.金属腐蚀与保护基本教程[M].北京:机械工业出版社, 1988.

[5]过家驹, 等.工业环境下腐蚀[M].上海科学技术出版社, 1987.

[6]王克武.电站锅炉腐蚀形态的分析[M].北京:化工腐蚀与防腐出版社, 1996.

金属分析 篇2

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行业分析：有色金属、幼教、油气 篇3

投资要点：

1、稀土价格已经上涨。

2、磁材公司业绩存在滞后性。

上游稀土价格回升。受益于收储及下游新能源汽车的爆发式增长，上游的稀土价格近期出现明显上涨态势。4月30日至5月18日，氧化镨钕和氧化镐的分别由291元/吨升至314元/吨，15.81元/吨至16.45元/吨，涨幅分别为8%和4%。

以史为鉴，磁材公司业绩与稀土价格之间的关联度存在明显滞后。从历史上看，稀土磁材公司的业绩表现与稀土价格的关联度存在明显的滞后。如果按常规的逻辑，磁材公司享受稀土库存涨价带来的收益，业绩和稀土价格的关联度应该是非常高而且同步的，尤其2011年6月稀土价格见到高点，那这些磁材公司的原料库存买在高位，那2011年下半年和2012年上半年的利润应该非常差。所以实际情况并不是这么简单和直接。

因此，我们认为这一波稀土的行情下，磁材公司的业绩表现会滞后于稀土价格。磁材公司业绩改善受益于稀土价格上涨的逻辑主要是三个：（1）稀土原料库存的增值；（2）磁材公司定价模式是毛利率加成，因此在价格上涨周期，单吨毛利是有扩张的；（3）下游企业也是看稀土价格趋势，稀土价格起来了，下游企业备货也会更积极，增加了磁材的需求。我们认为第二种情况可能性更大，这轮稀土价格涨价的幅度和持续性都非常可观，我们继续强烈推荐磁材标的：宁波韵升、安泰科技、中科三环、正海磁材、银河磁体。从库存受益稀土涨价的幅度来看，中科三环和宁波韵升最为受益。

幼教：产业成长空间巨大

1、幼儿早教市场规模超千亿元。

2、二胎+教育投入增加+政策支持推动发展。

幼教行业包括幼儿园、幼教机构和幼教产品等，行业目前竞争分散，未来整合是主流趋势。2013年我国幼儿早教消费市场达到990亿元，预计2015全年我国幼儿早教消费市场规模在1395亿元左右。

幼儿园：根据教育部数据显示，2014年我国幼儿园总数为20.99万所，比上年增加1.1万所。在园（班）幼儿数为4050.7万人，比上年增加156.0万人，增长4.0%。早教机构：虽分散，但已有品牌脱颖而出，“金宝贝”、“美吉姆”等外资的早教机构占据了我国一、二级城市市场的主体地位。幼教产品：种类较多。儿童读物在早教产品中占比最高，儿童玩具行业整合机会大，未来与动漫、教育产业结合度高，

二胎政策+家庭教育投入持续增加+政策支持推动行业发展。现阶段正值第三次婴儿潮人口进入回声期，近年来生育率有望保持较高水平。同时，随着二胎政策的全面放开，我国生育率将有望小幅上升。教育支出在中国已经超过其他生活费用，成为仅次于食物的第二大日常支出。2014年搜狐教育年度消费者调查显示，74.7%的家庭每月在孩子早期教育上的投入为500-1000元。从政府投入上看，2014年，全国学前教育经费总投入达到2048.76亿元，是五年前的8.37倍。从拥有巧虎品牌的倍乐生业绩看，中国已经成为倍乐生幼教产业的主要增长点，学前教育的注册会员人数从2010年的22万人增长到2015年的85万，年均复合增长率为31.03%。

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油气：行业有望气温回升

投资要点

1、油价全年将在50美元附近企稳。

2、天然气有望保持双位数增长。

油价不会再坏：今年大概稳定在50美元左右。理由：1、国际油价供需关系的变化，下半年进入油价需求的旺季：2、成本上已经接近上游勘探开发的底线，中东、南美开采石油的操作成本就超过30美元，现在世界范围内都已接近油价底线：3、弱势美元影响，美元走弱导致油价可能上升：4、期货市场的触底危机也表明油价触底：5、从原油与其他大宗商品比价来看，油价也已经触底：6、世界石油消费支出与全球GDP的比值也处于历史低位。

民营油服情况良好。国内民营的油服企业发展非常好，但是体制内的队伍情况很不好。民营油气企业目前有600多家，量非常大，资产并不是很大。2016中石油的计划是：拓展高端钻完井等潜力业务，发展超深井、水平井、储层改造等技术服务，压缩后勤服务队伍，推广总承包模式，优化市场开发策略，扩大外部市场、国际市场份额。

天然气行业情况。2015年我国天然气全年表观消费量1910亿立方，增速与3.7名，去年在4%以上。因为2014年提价影响，消费增量70亿左右，为10年最低。2015年11月20日，国家正式降低天然气价格，所以最近天然气销售量非常好。2月消费量同比增长了20%以上。天然气的勘探开发、钻井物探行业都将获益。未来油气发展主要看天然气行业，未来1 5年都会保持增长。我们预计到2020年，保持两位数的增速是没问题的。

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互联网电视：内容生态日益繁荣

投资要点

1、优质内容带动流量增长。

2、监管完善或促产业爆发。

过去2年，优质内容持续布局大屏激活生态，奥维云网数据显示，互联网电视日均开机率已达到56%，活跃用户日均使用时长已经高达4.9小时/天。目前，互联网内容生态呈现两大特征：一是军备竞赛持续升级，腾讯、爱奇艺等巨头对内容的投入每年接近翻倍增长，预计2016年单家公司投入均将达到50亿规模，整体投入超越广电体系，将迎来产业格局质变，带动用户流量加速转移；二是新业态不断涌现，电影点播、付费体育赛事、教育、电视游戏等过去难以实现的模式开始出现。两大特征推动着大屏内容生态的“供给侧改革”，满足用户多元化的文化需求，并带动流量爆发增长。

广电总局最新颁布6号令，进一步完善了电视产业监管体系。监管的出发点是可管可控与版权保护，有利于行业商业模式的快速形成以及变现模式的探索，利好产业链上合法合规的企业。伴随着用户量步入拐点，商业模式愈发清晰，内容加速繁荣+渠道分发能力强化，产业链价值料将在今年迎来快速释放。我们维持2016年度策略观点，预计2016年整个电视互联网生态将产生接近90亿潜在市场价值，终端平台分成潜在规模超过30亿元。开机广告、视频点播/贴片广告等变现模式不断成熟，产业链运营收入爆发在即。

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水工金属结构防腐分析 篇4

一、水工金属结构腐蚀原因及机理

水工金属结构所处的环境恶劣, 容易造成其结构的腐蚀, 根据金属腐蚀定义, 大体分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀和大气腐蚀。下面对其不同腐蚀类型的原因和机理进行分析

1.1化学腐蚀与物理腐蚀

化学腐蚀主要是根据化学的多相反应机理, 金属表面直接与氧气、水、酸等物质接触导致分子间相互作用产生腐蚀现象。其反应过程中, 在一定的条件下, 非电解质中的氧化剂能够直接和金属表面的原子相互作用, 进而产生腐蚀产物。例如钢铁在高温下发生氧化或与汽油等非电解质溶液中发生腐蚀, 这些都属于化学腐蚀。物理腐蚀是指金属结构单纯的物理溶解, 对金属结构造成破坏的现象。1.2电化学腐蚀

电化学腐蚀是指在电解质溶液里, 金属表面的每个部位都有不同的电位, 从而产生腐蚀电池。在腐蚀电池中, 带负电位的结构为电池阳极, 带正电位的结构为电池阴极。阳极的金属发生反应溶解, 溶解出金属离子在溶液中将放出电子流消耗阴极结构, 整个反应过程中伴随这电流的产生。水工金属构件中一部分是由钢铁组成的, 除了具有铁物质外, 还包含石墨、渗碳体等其他金属与杂质, 这些物质的腐蚀电位比铁要高, 这样铁就在电池中充当阳极, 杂质充当阴极。金属构件中铁与杂质接触紧密, 在含有弱酸、弱碱、盐溶解中时正好形成原电池, 具备具有还原性的阳极、氧化性的阴极, 溶液作为连接两级的通路, 腐蚀更加剧烈。此外, 外界环境, 例如溶液温度、酸碱度、水质污染、流速等都影响着电化学腐蚀程度。

1.3大气腐蚀

大气腐蚀也成湿蚀, 是指金属构件在潮湿的自然环境下发生的腐蚀, 这种腐蚀多发生在启闭机、升船机等裸露的金属结构上。大气腐蚀以其腐蚀程度不同分为两种不同形式, 分别是全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是金属构件与大气介质均匀的接触并受到腐蚀损坏, 逐渐的金属结构变小, 颜色发生变化。局部腐蚀是金属构件部分发生损坏, 分为点蚀、孔蚀、皮下腐蚀等。一般来说, 局部腐蚀的危害要大于全部腐蚀, 因为全部腐蚀是构件均匀的受到损坏, 其损坏程度较小, 使用寿命较长。但是局部腐蚀因腐蚀穿孔会影响构件的使用效果, 进而报废。大气腐蚀是不可避免的, 主要是大气中的湿度、粉尘、有害气体、氧气等与金属发生化学反应或电化学反应引起的腐蚀。大气腐蚀与电化学腐蚀不同在于金属表面存在很薄的液层, 受到阻力较小, 加上空气中的氧气供给充足, 所以阴极反应主要是氧的去极化作用, 阳极金属溶解的较为缓慢。随着离子浓度的增加, 氧透过薄薄的水膜使阳极发生钝化作用, 阻碍腐蚀的进一步进行, 因此, 这类腐蚀速度较慢, 破环程度较小。[1]

2. 水工金属结构防腐措施分析

2.1涂料防腐

涂料防腐是较为常见的金属构件防腐措施, 涂料主要是环氧类、树脂类、氯化橡胶类等高性能物质, 这些物质涂在水工金属结构表面能够起到将水或其他腐蚀物质进行隔离的效果, 进而达到防腐的目的。防腐涂料的图层系统组成包括与基体金属附着良好的底漆和耐水性较好的面漆构成, 中间材料性质要选择增加底漆与面漆粘合力的耐腐蚀涂料。各层涂料的性质要求连续无孔, 不透水, 粘附力较大, 隔离效果强, 弹性和硬度适中, 性质稳定, 对酸碱溶液具有强的隔离效果。此外, 涂料防腐要求特殊, 同一图层的涂料性质要相近, 尽量相似相溶, 面漆的硬度要高于底漆, 涂漆后的金属表面要光滑、平整。涂料防腐方法在水工金属防腐中应用较为广泛, 其优点在于防腐效果较好, 工序简单、方便, 成本较低, 应用范围较广, 对金属具有较好的保护作用。[2]

2.2喷漆保护

喷漆保护是利用氧气、乙炔火焰作为热源, 通过一定的施工工艺和设备将锌或铝等金属材料进行熔融, 进而压缩成空气将其吹成雾状均匀的喷涂在水工金属结构上, 形成一层较薄且致密的锌或铝保护层。喷漆保护法对金属构件来说具有双重保护功能:首先, 锌和铝的性质稳定, 一般不与空气中或水中的物质发生化学反应, 锌或铝喷涂在金属结构表面, 能够有效的将水和空降与金属构件隔离, 进而达到防腐的作用。其次, 锌或铝喷涂在金属表面, 由于金属正极性较强, 电位较高, 而锌或铝的电位较低, 当存在电解质时, 锌或铝保护层成为阳极而失去电子, 产生电流被最先腐蚀, 金属结构变为阴极, 受到锌层的保护。喷漆保护的效果较好, 保护期限长, 一般可达到20年, 但这种防腐措施成本较高, 工艺较为复杂, 对设备要求较高。但综合喷漆保护的实际应用状况, 其保护时间较长, 耐腐蚀效果较好, 不用每年进行维护, 可以节省人力和物力, 从长远角度以及经济效益和社会效益来看, 喷漆保护还是非常实用的。目前, 也有对喷漆保护进行改进, 在锌或铝材料中加入一定量的稀土, 能够增加原来材料的物理性能, 提高其防腐效果。[3]

2.3电化学法保护

电化学法防腐措施包括两种:第一, 外加电流保护法。外加电流就是将需要保护的金属结构作为阴极, 使用不溶性的电极作为辅助阳极, 将两种物质放在电解质溶液中, 外加直流电源。电源通电之后, 电子将被迫流向金属结构而使大量负电荷聚集在金属结构表面, 当电源电压较大时, 因为金属腐蚀组成的原电池不能输送电流而对金属起到保护作用。这种保护措施难于管理, 而且需要外加电源进行维持, 成本较高, 但是保护效果较好。第二, 阴极保护法。这种方法主要是牺牲阳极, 保护阴极。一般采用电化学比较活泼的镁、铝等作为阳极, 其电位为负, 与被保护的金属结构连接组成原电池, 由于镁、铝等还原性强而逐渐被腐蚀, 金属结构作为阴极而被保护。在实际应用中, 该方法管理方便, 成本较低, 不需要外加电源和复杂的工艺, 因此使用较为广泛。其缺点在于寿命相对较短, 大约10年。

2.4联合保护

联合保护法是采用涂层与牺牲阳极进行保护的方法, 主要针对单一方法效果不好的情况。通过牺牲阳极和涂层喷漆方法联合应用, 使得防腐效果大大提高, 延长保护时间。主要方法是将阳极与阴极表面进行喷图锌或铝等金属, 减少阳极的消耗, 延长阳极使用时间。锌涂层能够增加原电池电阻, 改善电流遮蔽现象, 是电流分布更均匀稳定, 对金属结构进行全面保护。当锌或铝涂层表面被破坏后, 破损处不会出现腐蚀、生锈以及体积膨胀现象, 延长金属结构保护层的使用寿命。联合保护法综合了两种单一保护法的优点, 增强了保护效果, 成本较低, 应用前景更广。

3. 结语

综上所述, 水工金属结构由于其使用环境, 其腐蚀问题是普遍存在的, 严重影响水利工程的建筑安全。因此, 研究导致金属结构腐蚀原因, 提出防腐效果好, 保护时间长、成本低的防腐措施非常重要。

摘要：水工金属结构是水利工程的基础组成, 是水利建设的重要构架, 水工金属结构的质量直接关系水利工程的安全运行, 因此, 做好水工金属防腐工作非常重要。本文作者通过分析水工金属腐蚀原因, 提出水工金属结构防腐措施。

关键词：水工,金属结构,防腐

参考文献

[1]张朝温, 薛德训, 赵双喜.水工金属结构的腐蚀与防护[J]华北水利水电学院学报, 2012, 04.16-19

[2]李风, 姜威, 张洪玉.水工金属结构热喷涂锌钊防腐工艺实践分析[J].黑龙江水利科技, 2014, 36 (2) :188.

德国金属公司案例分析范文 篇5

1.如果不考虑资金等问题，MG公司的计划应该是可以实施的。MG公司本来计划将油价所引起的风险对冲掉，如果油价下跌，则可以在现货市场上获利，因为此时现货的价格高于期货价格，MG公司作为空头方获利；在期货市场上，近期期货价格低于远期期货价格，而MG公司买入下月期货，卖出当月期货，亏损。反之，如果油价上涨，MG公司在现货市场亏损，在期货市场盈利，这样就达到了对冲风险的效果。同时MG公司认为石油市场多是Backwardtion的状态，所以肯定是计划在期货市场盈利更多。但事实上，1993年，石油价格不升反降，MG公司在期货市场严重亏损，又面临巨额的保证金追缴，而现货市场利润无法立即变现，便出现了资金周转问题，原计划中德国联邦银行将对MG公司进行资金支持，但德国联邦银行并没有做到，导致MG公司出现资金缺口。我认为MG公司在该计划中出现了 严重纰漏，交易量太大，高估自己的资金运转能力。

2.我认为如果MG公司的资金如果还能够维持一段时间的话，还是不要在刚刚出现亏损时就清算头寸。如果继续交易，这是一个十年期的交易，石油市场处于反向市场的时期多，套保周期结束才显现出盈利，但是可能还会出现短期亏损，并且要交保证金；如果清算头寸，亏损无法挽回，还要赔偿10亿美元给MG公司承诺提供石油的客户。这些损失使MG公司近乎破产。

3.MG公司的头寸太大，套保时间太长，而石油期货市场当期的活跃合约也就一两个，MG公司又必须寻找与其现货交易想近的，规模相当的期货交易，不得不频繁移仓，这也增加了成本和风险。

金属分析 篇6

【关键词】金属压力加工；张力控制；关键技术

在工业生产中常会遇到卷绕控制问题，这就要求恒张力控制。在金属加工中，恒张力控制是保证产品质量的基本条件，张力控制将会直接影响带材轧制厚度以及表面光洁度等，本文主要分析金属压力加工张力控制问题及对策。

1.金属压力张力控制问题的提出

当前公司已经逐渐形成了金属精密加工生产基地，完成带钢的冷轧轧制和平整两道工序。随着市场的需求逐渐加大，公司逐渐调整产品结构，在生产极薄带钢中出现不少的问题，其中最为突出的便是张力控制问题，控制精确度不足。新开发的钢材质本身比较软，在加工中，张力要求比普通的钢板销，在生产0.15mm的带钢中，开卷卷曲张力设定为750kg，按照原系统的控制精度无法达到目标。在金属压力加工中常出现张力波动造成的钢表面鼓包、褶皱等情况，因此需要尽快解决。

2.应对措施

冷轧带钢最显著的特点在张力轧制上，张力能够降低轧制压力，并能够改善钢板板型，可以说冷轧轧钢必须通过张力才能实现。在可逆式单机冷轧机上，轧机和卷取机之间生产张力，形成后的张力卷取机处于发现状态。带钢张力的控制精度直接影响成品质量和金属轧制的稳定性，直接张力控制通过张力计算检验张力的实际值，形成闭环控制。间接张力控制通过其他参数讲解的进行恒张力控制。间接张力控制与直接张力控制相比，投资少，能够前置预补偿，在工业生产中应用比较广泛。我厂采用的就是间接张力控制方式。

在间接张力控制中通过开卷、卷取机的电流控制实现恒张力控制。在工作中，轧机扎锟正常运行，左卷取机加入正饱和输入。卷取的力矩输出完全由限幅值的变化控制。生产方向向左，右卷取机与轧锟之间存在给定的速度差，形成带钢张力T，在稳定运行下，张力保持稳定。电力转矩Md=CmΦI，Cm代表电动机扭转常数，I代表电钮电流，带钢所需要的张力力矩Mt=DT/（2iη），式中T代表带钢张力，i代表机械传动比。忽略空载转矩和摩擦转矩，Md与Mt应该相等，也就是2iηCmΦI/D=KΦI/D，式中K代表常数，由此公式可以看出电动机电流通过系统通过直径D和系统磁通Φ来控制。

我厂采用的张力控制系统是西门子6RA7025全数字可逆直流调速器，配备SPC420软件包，转矩动态补偿、卷径计算以及负饱和设定能够在T400控制板中实现，速度调节和扭矩限幅为6RA70传动系统标准传动功能。在稳态情况下，张力设定T乘以张力系统调节因数H200和钢卷直径D，作为控制传动电流，达到控制带钢张力的目的。卷取机总力矩MD=M0+Mf+Mt+Md，式中Md、M0、Mf、Mt、Md分别代表电动机的总扭矩、空转力矩、摩擦力矩、张力力矩以及动态力矩。

在实际的轧钢生产中，加在带钢上的张力是预先固定的，也就是张力T是外部设定的，其他力矩则是物理补偿，6RA70调速器优化能够精确计算出空转力矩和摩擦力矩，T400的参数H230-H235中设定摩擦力矩补偿。在卷取机加速过程中，电动机总力矩需要加速分量，导致带钢张力实际值出现波动情况，波动大小与加速率存在关系，因此必须及时的给予补偿，精确控制过程量值。卷取机在实际工作中的转动惯量由多方面的因素决定，电动机转动惯量、齿轮箱转动惯量是固定转动惯量Jf=Jmoter+Jgeur+Jcore/i2，钢卷属于变动转动惯量Jv=Πρb（D4-Dcore）/（32×1012×i2）。可逆式轧机在带钢的轧制中不仅要求稳定性，还要求在稳定状况下保持张力T的恒定。在张力控制中需要考虑变速阶段的张力控制，减少速度变化造成的动态扭矩对张力的影响；在稳定阶段需要克服卷径变化带来的张力波动；其他参数变化带来的影响。

根据以上的原理分析，在张力控制中需要解决生产速度和动态补偿问题。静态张力计算值与卷径有关，卷取机转动惯量与动态补偿精度存在关系。在间接张力控制系统中，需要实时调整卷径D，通过D=V/（Πnd）计算，式中nd代表开卷机速度，V代表带钢运行线速度。在运行中，一旦运转夹送测速锟机，就会产生速度信号，根据公式就能计算出实际D值。卷径计算后还需要进行判定，因此需要设定卷径的初始值，这是一个关键性的问题。一般情况下开卷机的卷径初始值设定为1870mm。

在主机变速阶段中需要采取动态力矩补偿，根据速度的变化计算力矩。西门子T400工艺控制板内含标准动态力矩补偿患者，为规范调试过程，在本研究中分为两步调试，齿轮级别对应600米/分档改为0.6，切换相反逻辑，卷径计算调整参数设定为1.0，H222=0.326，根据实际卷径偏差，调整H210参数。在速度设定中，微分采样时间设定为5000毫秒。变动部分转动惯量H227=nNrb（D4-D04）ΔV/（29.18iDmaxPntb）=37.2%。变动部分H228=JfnNiΔV/（2.865DmaxPntb）=0.66。温度补偿不在于精细在于平滑，因此在此基础上加上0.3%的补偿。固定部分转动惯量补偿因数，观察卷取机部分出口带钢，直至达到要求，确定变动部分转动惯量，同时修改左右卷参数。

3.结束语

综上所述，本文主要分析金属压力加工张力控制问题对策，依照本文所论述的几个阶段的调试工作，金属压力加工张力控制比较稳定，出入口张力波动很小，没有形成鼓包等现象，随着我国工业的发展，对于张力控制问题有更高的要求，这些还需要人们共同去研究。

【参考文献】

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有色金属行业物流成本分析 篇7

有色物流规模庞大

2009年, 在贯彻落实国家采取一揽子扩内需、保增长等政策的作用下, 我国有色金属生产从二季度开始逐步平稳回升, 12月份主要有色金属产品产量已超过金融危机前的正常水平。全年十种有色金属产量2681万吨, 同比增长5.8%。从有色物流的客观状况来看, 因生产企业多为西部内陆企业, 而消费主要集中在沿海经济发达地区, 原料和产成品需要大量的运输。按调查企业汇总数据推算, 2009年我国有色企业产生的货运量超过5600万吨, 有色物流规模庞大。

购、销总额双双下降

2009年国内有色金属工业企稳向好的态势不断巩固, 但受全球经济走势低迷的拖累, 回升向好的基础还不稳固。有色金属价格振荡回升, 但年平均价明显低于2008年。此外, 受冶炼产品进口大幅增加、固定资产投资增幅回落等因素影响, 国内有色金属市场出现明显供过于求的局面。调查企业汇总数据显示, 2009年, 国内有色金属冶炼及延压加工业购进总额较2008年下降15.2%;销售总额下降13.6%。年末库存额增长46.1%。

运输成本较高

调查企业汇总数据显示, 2009年物流成本中, 运输成本占60.6%, 是控制物流成本的重要因素。与上年同期相比, 所占比重下降1.3个百分点, 主要与国内需求和我国有色金属运输方式有关。

我国有色金属物流主要以铁路为主, 公路为辅的方式。首先, 我国铁路运价的制定和调整受国家管制, 计划经济体制下公益性为主的指导思想使得我国铁路运价一直较低。虽然价格几经上调, 但2009年我国铁路主要大宗货物运价在0.05元~0.10元/吨公里, 仅相当于公路运价的1/10;其次, 有色金属行业具有其特殊性, 有色金属价格普遍较高, 长途运输存在的问题就是货物的安全性, 比如铜价在70000元/吨左右, 公路运输每车大约在50吨左右, 货物价值极高。同时有色金属价格非常透明, 透明到价格只能有0~100元/吨的差别, 所以长途公路运输, 其运输费用较为不划算;另外, 受金融危机影响, 2009年国内运价低位运行, 同时养路费取消以及部分省市逐渐取消二级公路收费, 也降低了公路运价价格总体水平。

另据调查企业汇总数据显示, 利息成本同比上升0.1%, 包装成本同比上升0.9%, 管理成本同比上升1.0%, 配送成本同比上升2.0%, 仓储成本同比上升0.2%。

值得注意的是, 我国物流仓储成本管理还处于起步阶段, 与发达国家相比差距较大, 存在成本高、周转慢、库存大、效率低等诸多不足, 这也恰恰是我国有色仓储业加强成本管理, 提高效益的潜力空间。

物流成本明显增加

2009年, 我国5次上调油价, 油价的节节上涨对有色物流影响很大。据测算, 油价对运输成本的影响接近30%。与此同时, 受铁路运输供求矛盾影响, 很多企业跑车皮、买车皮, 也加大了铁路运输隐性成本。

调查企业汇总数据显示, 2009年有色行业物流成本费用率同比上升7.3%, 据此推算, 2009年我国有色行业物流成本比2008年增加210亿元。

有色物流费用率低于全行业

调查企业汇总数据显示, 2009年有色金属行业物流成本费用率为7.3%, 同比上升1个百分点, 但比调查的全部工业企业低2.5个百分点。

物流成本费用率与发达国家差距拉大

金属分析 篇8

关键词：安全标准化,金属非金属矿山,技术指标,标准

1 引言

煤矿和非煤矿山始终是我国安全生产风险较高的行业,也是各类安全事故多发的行业[1]。随着非煤矿山的开采深度不断延伸,通风难度加大,顶板危险,粉尘危害,高温危害,水灾危害等因素的防治出现新隐患[2]。据统计,2006年金属非金属矿山安全事故1872起,死亡人数2277人[3]; 2007年金属非金属矿山安全事故1861起,死亡人数2188人,较大事故79起[4]; 2008年金属非金属安全事故起数和死亡人数与2007年相比,分别下降24.9%和5.8%[5]。虽然,非煤矿山的安全事故有所降低和减少,但是每年仍有不少的生命丧失于矿难中,造成的经济损失也不容忽视。就2008年山西“9·8”特重大尾矿库溃坝事件来看,造成的直接经济损失为9619万元。而造成这些非煤矿山安全事故的原因是多样的,但其中最为主要的原因是对安全工作的疏忽以及缺乏安全意识。

以辽宁省的鞍山、本溪、抚顺、营口、葫芦岛5个市抽查的70 家矿山和47 座尾矿库的情况为例[6],在这些被调查的对象中,无论是地下矿山还是露天矿及其尾矿库,都存在着许多不合格的操作以及不安全的行为,这些不安全的操作和行为贯穿于整个矿山企业的生命周期之中。数据统计显示,76%的露天矿山企业没有按照设计要求和安全规程规定实施台阶开采; 68%的地下矿山用作安全出口的斜井人行道踏步、扶手和竖井梯子间的设置不合规程要求; 55.3%的尾矿库未按设计要求进行施工,10%的尾矿库防洪标准低于规定要求。

也就是说,大部分矿难是由于矿山企业的各种设计、开采没有按照相应的安全规程和要求进行设计、开采而造成的。要搞好安全生产,其至关重要的一环就是要搞好安全标准化。

2004年,国务院《关于进一步加强安全生产工作的决定》明确提出,要在全国所有工矿、商贸、交通运输、建筑施工等企业开展安全质量标准化活动[7]; 2006年国家安全生产监督管理总局颁布了“金属非金属矿山安全标准化”系列文件。

金属非金属矿山企业安全标准化的建设是夯实企业安全基础、强化企业安全管理、提升企业本质安全水平的强有力措施,是提高企业标准化管理自主性、增强企业市场竞争力、规范国家安全监管的有效方法,是加强我国安全生产工作、标准化工作与国际接轨、构建和谐社会的根本要求[8]。安全标准化是企业生产经营活动中的一项基础性建设,它要求企业将安全生产责任逐一落实到每个操作岗位、每个工种、每个从业人员,强调了安全生产工作的规范化、标准化和制度化[9]。因此,完善我国金属非金属矿山安全标准化工作应得到足够的重视。本文主要研究我国金属非金属矿山安全标准化标准与南非五星级安全管理体系中的技术标准进行比对分析,在对比分析的基础上,对需要改进的标准给出相应的建议。

2 中国与南非安全标准化标准特征

2.1 南非安全标准化标准特征

NOSA五星安全管理体系由南非国家职业安全协会(National Occupational Safety Association, NOSA)所创建,以风险管理为灵魂和基础,是用于鉴定工业企业安全管理状况的检查标准,它主要侧重于人身安全,目标是实现安全、健康、环保的综合风险管理。

NOSA五星级系统共有五大部分72个元素,它通过对每一项元素从“四个层次、三个方面、五种等级” 进行综合计算,衡量出该项元素风险是否得到了有效控制。“四个层次”是指: 风险意识、文件制度、依从性、实施效果。“三个方面”是指: 安全、健康、环境。“五种等级”是指: 0、25、50、75、100五个得分等级。

NOSA五星安全管理体系推行以来,成功地减少了人员伤亡、厂房及设备损坏,减少了职业病和其他损失,并为企业在风险因素控制上提供了一个优良的平台,是一个值得借鉴的安全管理体系。

2.2 中国矿山安全标准化标准特征

《金属非金属矿山安全标准化规范》是我国非煤矿山安全生产标准体系的一个重要组成部分。它以矿山风险控制为核心,注重全员参与、过程控制和持续改进,科学、全面、系统的对安全管理的全过程进行了规范,充分体现了以人为本,以提升本质安全和提高安全管理水平为目的,是全新的金属非金属矿山安全管理系统,是对矿山安全标准化工作和矿山安全生产管理工作的创新与发展。

在国家安全生产监督管理总局的领导下,中国安全生产科学研究院等相关研究院、高校和南非方面的专家参与了标准的研究、制定工作。在标准制定过程中,选择了国内代表不同行业、不同类型、不同规模、不同经济性质矿山企业进行研究阶段的现场试点工作,通过现场试点的反馈,不断修正、完善,使合作制定的标准既体现了先进的安全管理思想与理念,又充分考虑中国国情与金属非金属矿山安全生产现状。

为适应国内不同开采方式、不同类型、不同规模矿山企业的安全管理需要,《规范》由5个子标准组成,即《导则》(AQ2007.1-2006)、《地下矿山实施指南》(AQ2007.2-2006)、《露天矿山实施指南》(AQ2007.3-2006)、《尾矿库实施指南》(AQ2007.4-2006)《小型露天采石场实施指南》(AQ2007.5-2006)。由于《尾矿库实施指南》与另一个标准《尾矿库安全技术规程》(AQ 2006-2005)作为固体废弃物标准与南非标准《矿山废弃物处理导则》进行比对,不在本文的标准比对之列。

具体的标准名称、制定的主题、标准类别和标准效力等如表1所示。

3中国与南非安全标准化标准具体指标比对

由于“南非五星级安全管理体系”(以下简称NOSA)是一个公共安全管理标准,应用范围较广; 在选取具体的比对技术指标时,以关键技术指标优先,把握整体,注重细节,全面的从国内外标准中寻找可比对指标进行比对,结合我国矿山的实际情况,给出适当的建议。下面是选取的可比较的具体指标列表以及相应的比较结果,见表2-4。

注: A表示该标准差别较大,需要修改; B表示该项标准差别不是很大,无需修改,保持原状; C表示该标准不确定,有待于进一步研究(以下同)。

从表2可以看出,在金属非金属矿山标准化的创建与评定中,对于创建步骤和评定两项指标,两国基本相同,建议保留原标准,而对于“评定周期以及核心内容及其要求”这两项内容需要进一步的研究,才能确定是否更改此指标。

从表3中可以看出,地下矿和露天矿的安全生产标准化标准的指标都是围绕14个核心要素进行展开,但由于地下矿有别于露天矿,所以,对于具体的指标规定不尽相同。需要进行修改的指标或者有待于研究的指标有“防护品”、“照明”、“安全标志”等5项指标。

表4是小型露天采石场与NOSA的标准的技术指标比对,以14个核心要素为中心,进行比对。主要分为保留不变的指标和有待于研究的指标。

下面就上述表格中需要修改和待研究的具体技术标准做一些分析比对,并根据这些比对分析给出适当的建议。

3.1 安全标准化的创建与评定

我国创建安全标准化的步骤和标准化评定原则(包括评定指标和评定周期)基本上沿用了南非五星级安全管理体系的做法。我国与南非安全标准化的创建过程,如表5所示。

在安全标准化的评定方面,包括标准化的评定指标和评定周期以及评定核心内容三个方面。我国《导则》第4.4条款规定: “安全标准化评定指标包括标准化得分、百万工时伤害率和百万工时死亡率。评定采用百分制,根据评定指标将企业安全标准化评定为五个等级,其中五级最高。我国《导则》规定标准化的评定分为企业内部评定和外部中介机构评定,企业内部的自行评定每年至少进行一次。而NOSA标准化的审核分为企业内部审核、第三方审核、基准审核和评星审核。企业内部审核每年至少审核两次,而评星审核每年进行一次,每次审核都会达到不同的目的,实现不同的效果。

由于我国安全标准化的创建和评定方面沿用的是南非五星级安全管理体系,内容上大致相同,但我国并没有基准审核和评星审核,这主要是因为我国标准化具体的评定周期还在探索阶段,还没有正式开始实施,对于基准审核和评星审核是否符合我国基本国情,是否会加重企业负担,是否有必要进行这两项审核,仍有待于研究。

3.2 防护用品

我国标准规定了劳动防护用品的需求评估、提供程序、检查和维护。通过风险分析,识别防护用品的需求,企业为员工发放符合要求的劳动防护用品,并提供穿戴、使用的培训。并对防护用品建立了相关检查、维护和存放系统,定期的评估防护用品的使用水平,保存防护用品相应的记录。

NOSA规定企业应该考虑需要防护用品的地方并确定范围,防护用品的提供和维护以及防护用品的使用; 特别是对于听力防护的规定: 实施噪声测量和区域划分,在声源处降低噪声,进行听力灵密度测试。

针对防护用品这一规定,相比较可以看出,南非的规定并没有我国的详细,但是就听力防护这一规定来看,我国并没有对听力作出保护相关规定。由于声波能在广阔的空间迅速的传开而不集中,对工作人员产生的伤害较小,故对于露天矿山和小型采石场不作听力防护。而对于地下矿山来说,由于空间的限制,声音很难传播开来,所以需要听力的防护,具体的做法可以参照南非的标准。

3.3 安全标志

我国标准规定企业应建立安全标志管理制度,清楚需要设置安全标志的地点和场所,根据可能发生的事故类型,设置相应的符合国家标准(GB14161)要求的标志。对于安放好的安全标志不得随意拆除或移动,并规定了在作业场所有坠落的危险地方(包括开采境界内的钻孔、废弃巷道、采空区、溶洞、陷坑、泥浆池和水仓等),均应加盖或设栅栏,并设置明显的标志。

NOSA规定在使用安全标志时,应全面使用一致性颜色进行规范; 标明所有隔离器和接触断开装置标准化系统的使用,关键阀门的识别; 在需要的地方张贴标准的标记,并使其处于良好的状态。相比较可看出,我国标准规定的很全面。但对于特殊的地方的标志,我国相关规定有待于改善,譬如: 接触断开装置和关键阀门,张贴的标志应明显,且不容易被损坏。故可以在原有的标准基础之上进行相应的修改。

3.4 照明

我国标准规定地下矿山的所有作业点和人行通道均有良好的照明,采掘面可以采用移动式电气照明; 而规定露天矿山夜间工作时,所有作业点及危险点均应有足够的照明,照明的使用电压,行灯或移动式照明灯具电压的电压值。

与我国标准相比较,不同的是要求井下所有工作人员,都应携带矿灯。NOSA规定照明不良区域,照明充足清楚,检查员最少每月报告一次灯光熄灭的情况,进行光强的调查与监测,在危险区域应使用安全玻璃窗。针对此标准分析比较可看出,我国标准需要更新,建议添加如下更改: 井下所有工作人员都应携带矿灯,在危险区域使用安全玻璃窗保护照明。

3.5 事故事件的调查、统计、分析和回顾

我国标准规定,对于事故事件的调查、统计应建立完善的跟踪制度,包括: 调查人员、调查对象、调查时间和沟通方式等,以及调查过程所需要的专业技术和调查结果的相关规定。在进行事故事件的分析时,应找出事件的规律分析,包括伤亡人员的年龄结构、事故发生的原因、伤害率以及事故费用和系统缺陷等进行分析。通过事故的分析,并进行事故事件的回顾,引发讨论和学习,以吸取教训。

NOSA规定事故事件的调查应指定调查员进行深入的调查,经过相关的数据分析,将报表循环到总经理并在相关会议上进行讨论,并给出有效地建议和措施。进行事故的回顾时,和领班(监督员)进行交谈,采用“黑名单”,联想已知的伤害和损失。

通过比较,我国在此方面的规定比较的周详,但发现NOSA标准规定了对身体伤害部分的统计分析。由于造成的伤害来源有所不同,伤害的统计分析对矿山企业是否有用,如果有用,那么其程度又是如何,我国标准是否进行这方面的规定,还有待于结合矿山的实际情况深一步研究。

3.6 职业卫生管理

在《地下矿山实施指南》和《露天矿山实施指南》相关标准中明确规定了急救人员以及急救箱的数量、放置、检查和补充。在《小型露天采石场实施指南》中规定企业应建立职业卫生管理制度,了解企业周边地区可能的传染病,对存在的职业危害因素进行分析并加以控制。

NOSA中规定企业提供的装备要满足法律的要求,即包括可利用的急救箱的数量,急救箱的实时用途记录,以及急救箱的利用率。

针对此规定,我国标准从急救箱的管理到职业卫生管理制度的建立,再到对生产过程中的疾病进行分析和控制,给出了比较全的一套程序,而南非五星级安全管理体系仅仅对于装备做了相应的规定,急救箱的利用率有利于分析矿山安全事故。但是,对于安全事故分析,在我国标准中有相应的规定,故没有必要做急救箱的利用率。相比较,我国标准做的更加合理。

3.7 我国金属非金属矿山安全标准化特点

我国金属非金属矿山安全标准化的一系列规范是在NOSA五星安全管理体系“风险控制”等基础管理理念的基础上建立起来的,两者具有相同的核心构建思想,类似于我国的“安全管理,预防为主”理念。围绕这一思想,搭建出一个标准化系统,用于指导企业(矿山企业)进行规划化、制度化管理与生产,提高企业的本质安全水平。

但我国金属非金属矿山安全标准化标准存在着以下不足之处:

(1)局部标准与整体标准修订不同步。我国标准的修改依赖于其是否适应当前生产、使用和科学技术发展的需要,也就是说当不适应的时候才会对相应的法规和标准进行修改。国外的标准一般修订时间为3-5年,而我国标准的修订时间一般为5年以上。我国金属非金属矿山标准化标准的修订比较及时,这就使得标准化标准的修订与我国矿山安全标准的修订不同步,从而导致了我国矿山安全标准化的标准的更新不能及时的传达给相关企业和单位。

(2)重全面轻特殊。长期以来,我国安全生产工作实行各行业主管部门管理的体制,国务院有关部门各自制定自己的安全生产标准,种类庞杂,标准及体系之间存在内容重复,个别标准存在矛盾[10]。我国在安全生产关键技术标准开发与实施方面比较重视标准的全面性和系统性,从而导致我国标准的指导性较弱。而南非的矿山安全技术标准比较重视岩体稳定性、防火防爆、尾矿、矿山设备等独特的方面,比较重视标准的特殊性。

(3)机制乏善,激励缺失。近年来,由于政府机构改革、市场经济发展和标准理论创新,使得原有非煤矿山安全生产标准工作机制面临一定的挑战。目前我国非煤矿山行业标准的研究制定经费,在国家层面上都是还是以标准补助费进行拨发,而绝大部分标准的制定、修订单位在标准的制定、修订费用上没有其他方面的来源。因此非煤矿山安全生产标准化工作机制需要进一步研究、创新及完善,增强自身发展的激励及驱动力[11]。

4 启示和建议

基于国内外金属非金属矿山安全标准化标准比对分析,可得如下结论和启示: 总体上两国标准的可比性并不是很明显,只是少数具体的指标可以进行比对,并且发现对于我国金属非金属矿山安全标准化标准的制定并不是很周全,部分标准制定的内容比较浅显。但是基于上述对我国和南非金属非金属矿山安全标准化技术标准的比对分析,给出我国金属非金属矿山安全标准化标准以下几点建议:

(1)动态化管理我国标准。通过时刻关注国外先进标准和法律法规,与国外相关国家和组织进行交流,增加对国外先进非煤矿山安全生产标准的采标,参与国际矿山安全标准研制。结合我国矿业实际情况,及时的进行我国矿山安全标准化标准的修订和完善。在执行企业安全标准化过程中,要注意在生产过程中不断发现问题和不足,做到安全生产标准动态化管理[12]。

(2)重点研究“有待研究型”指标。对于本论文中所阐述的“有待于研究”的标准指标,需要结合我国矿山的实际情况,才能确定是否需要修改。但笔者给出建议是: 将这些指标可以进行有针对性的进行实施,即可以将这些指标视为本标准中的推荐指标,规定企业必须遵守原标准,而对于与该标准不同的国外标准,视为推荐性标准执行。对于以后标准的更新工作,可以借鉴此方法。

(3)需要通过结合我国的基本国情,联系矿山的实际生产情况,借鉴(或参考)国外先进的技术标准,进一步研究我国的标准化标准,使之更加完善。

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[11]中国安全生产科学研究院矿山安全技术研究所.《非煤矿山安全生产标准体系及关键技术标准研究》专题研究报告.中国安全生产科学研究院矿山安全技术研究所.北京:中国安全生产科学研究院,2009Chinese safety in production Academy of science minesafety Technical research institute.Special study of theNon-coal mine safety production standard system and thekey technologies standard research.Chinese safety inproduction Academy of science mine safety Technical re-search institute.Beijing:Chinese safety Technical re-search institute,2009

硝酸与金属反应的产物分析 篇9

纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体, 密度1.5027g·ml-1, 熔点是-41.60℃, 沸点83.0℃, 能与水任意比互溶, 通常市售的硝酸是HNO3的水溶液, 质量分数为68%~70%, 溶有NO2质量分数为10%~15%的浓硝酸称为发烟硝酸, 其中HNO3的质量分数一般大于80%。硝酸不稳定, 易分解, 在实验室常把硝酸盛于棕色瓶中。阳光照射时, HNO3分解产生红棕色的NO2。NO2溶于硝酸, 使硝酸呈黄到红色, 溶解越多, 颜色越深。本文通过对不同浓度硝酸与金属反应产物的分析, 总结了硝酸与金属反应的规律, 探究了影响硝酸与金属反应的还原产物的因素, 并对硝酸的氧化机理进行了探讨。

二、硝酸不能氧化所有的金属

硝酸的氧化性非常强, 但也不能氧化所有的金属。例如:Pb、Au、Pt (铂) 等金属就不能被浓硝酸氧化。Pb能与稀硝酸反应, 得到硝酸铅, 反应方程式为:3Pb+8HNO3 (稀) ==3Pb (NO3) 2+2NO↑+4H2O由于硝酸铅不溶于浓硝酸, 使铅不能继续与之反应。因为铅有此特性, 所以化工厂或实验室常用它作耐酸反应器的衬里、贮存或输送酸液的管道设备。Au、Pt都是由于这些金属不活泼而不能和浓硝酸发生反应。Au和Pt能溶于王水 (浓HNO3∶浓HCl=1∶3) 这时, HNO3作氧化剂, HCl作配位剂。

三、反应得不到硝酸盐的金属

一般情况下, 金属与硝酸反应生成金属硝酸盐, 但有些金属与酸的作用不大, 可生成不溶于硝酸的氧化物或水合物, 而不能得到硝酸盐。如Ge、Sn、Sb、W、As等。Ge与浓硝酸反应得到白色的x Ge O2·y H2O沉淀。Sn与浓硝酸反应生成白色的x Sn O2·y H2O沉淀 (β-锡酸) 与冷的稀硝酸反应生成Sn (NO3) 2。As和Sb与硝酸反应, 生成H3As O4与H[Sb (OH) 6]。W在冷的浓硝酸中钝化, 生成了一层极薄的氧化物薄膜, 而得不到硝酸盐。

四、硝酸与金属反应的还原产物一般不会有N2O3、N2O4、N2O5

氮的氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5六种, 在硝酸与金属的反应中, 一般只认为生成N2O、NO、NO2这三种气体, 其原因如下:N2O3通常情况下为气态, 但大部分分解 (N2O3==NO+NO2) 。等体积的NO与NO2的混合气体, 与N2O3具有完全相同的性质。N2O3是亚硝酸的酸酐。溶于碱液只生成亚硝酸盐和水。N2O4在通常情况下为无色气体, 是NO2的二聚体。当降温到262K时, 凝结为无色晶体, 此时为纯N2O4固体, 熔化后变为黄色液体, 液体中约含有1%的NO2, 在373K时, 约含有90%的NO2, 温度达412K时, 全部变为NO2气体, 超过423K时, NO2发生分解。在金属与硝酸的反应中, 由于反应放热, 致使温度高于412K, 即使能生成N2O4, 也会全部转变为NO2气体。也可能会有一小部分NO2发生分解。N2O5在273K以下为稳定的无色固体, 超过273K时就发生分解。硝酸与金属反应的温度已经远远超过273K, 故N2O5不可能存在。

五、硝酸与金属反应的规律总结

1. Al、Fe、Ga、In、Cr、W等在冷的浓硝酸中生成一层极薄的氧化物薄膜而钝化。

2. 与不活泼金属反应, 浓硝酸主要生成NO2, 稀硝酸主要生成NO。

3. 与活泼金属反应, 硝酸的还原产物比较复杂, 随着硝酸浓度的降低, 可得到NO2、NO、N2O、NH4+。

4.Pb由于生产的Pb (NO3) 2难溶于硝酸, 而不能继续与之反应。Au、Pt, 由于金属不活泼而不能和浓硝酸发生反应。但Au和Pt能耐溶于王水。

5. Ge、Sn、Sb、W、As、等金属与硝酸反应生成氧化物或含氧酸, 而得不到硝酸盐。

六、硝酸氧化机理的探讨

由于硝酸分子结构的不对称, 也就是表现了硝酸分子不稳定, 见光或受热易分解的原因。中心原子氮与氧原子之间形成的N-O键, 其平均键能为201 KJ/mol, 比同主族其他含氧酸的P-O键能 (340 KJ/mol) 、As-O键能 (330 KJ/mol) 低, 说明N-O的牢固性比P-O和As-O等的牢固性低, 则硝酸分子不稳定;另从硝酸的自由能高于氮的较低氧化态物质看, 即硝酸分子中N-O键的强度比其他还原产物 (N2O、HNO2、NO、NO2-、N2O、NH2OH、N2) 弱, 故硝酸不稳定, 它在酸性溶液中与还原剂作用, 易被还原为较低价态物质, 而表现出强氧化性。从无机含氧酸的氧化性与其标准生成吉布斯自由能的大小关系方面看, 含氧酸的吉布斯自由能数值越正, 相应的含氧酸越不稳定, 即该含氧酸的中心原子越易接受还原剂的电子而使其R-O键断裂, 从而导致含氧酸的中心原子的氧化性越强。HNO3的吉布斯自由能-79.91KJ/mol, 远比H2As O4-、HAs O42-、H3PO4的吉布斯自由能大得多, 所以, 硝酸见光或受热就非常容易分解, 其分解产物NO2除可作还原剂的催化剂之外, 又因为NO2-阴离子中大π键π34传递电子, 也有利于氧化还原反应的进行。

当硝酸溶于水中时, 平衡向右移动, 并发生正常电离:。在浓硝酸中, 含有微量的N3O5和硝基正离子 (NO2+) 。因为+5价氮不稳定 (非金属负价态稳定, 正价越高越不稳定) , N2O5和NO2+的氧化性特别强, 所以硝酸具有强氧化性。当硝酸被还原剂还原后, 产物可能有以下几种:HNO3→NO2→HNO2→NO→N2O→N2→ (NH) 2OH (羟氨) →N2H4 (联氨) →NH3。

影响硝酸还原产物的因素很多, 但主要是硝酸浓度、还原剂强弱、以及反应温度。

摘要：通过对不同浓度的硝酸与金属反应产物的分析, 总结硝酸与金属反应的规律, 探究影响硝酸与金属反应的还原产物的因素, 并对硝酸的氧化机理进行探究, 总结规律、探究原因。

我国有色金属产业结构分析 篇10

1 我国有色金属资源分布特点

我国有色金属矿产资源从特点上来说与我国整体的矿产资源非常相似, 具体情况可以归纳为以下几点:第一, 从保有量来说, 我国有色金属矿产资源总量巨大, 但是从人均保有量来说却很小, 当然这与我国人口众多的特点是分不开的;第二, 我国有色金属矿资源的区位分布十分不均, 并且矿产资源含量不均, 导致开发和利用的难度很大, 例如从地质品位来说, 我国铜矿的平均值只有0.87%, 从数值上远远低于智利和美国等等世界主要铜矿产分布国家;第三, 我国有色金属矿大部分都是存在于其他矿藏中, 含量单一的矿藏比较少, 因为如果伴生矿产资源含量不达标就没有大的开采分离的价值, 这在一定程度上给我过有色金属矿产开采也增加了难度;第四, 我国有色金属矿藏地理位置分布范围广, 并且区域分布不均衡。例如, 我国铜矿藏分布主要集中在长江中下游, 赣东北和西部地区;铝土矿的分布则更为分散, 分布在华北地区的山西和河南、华南地区的广西和西南地区的贵州等地区;与铝土矿产相似的是铅锌矿的分布同样分散, 主要分布在华南的广西和广东、华中地区的湖南、华东地区的江西、西南地区的云南、华北地区的内蒙古、西北地区的甘肃、陕西和青海等地区。

2 我国有色金属产业结构面临的问题

据统计2011年十种有色金属产量达到3438万吨, 同比增长9.8%;规模以上工业企业销售收入3.9万亿元, 同比增长35.0%;实现利润约1990亿元, 同比增长53.1%;资产利润率达到8%, 比上年提高1.7个百分点;全年固定资产投资累计完成4700亿元, 同比增长35%;进出口额超过1600亿美元, 同比增长28%。

从统计数值上看, 在过去的一年中我国有色金属产业从经济效益上看取得了空前的成绩, 但是从产业结构上看矛盾依然十分突出。当然这与我国有色金属行业整体发展水平有着直接的联系。我国产业结构面临着众多的问题, 首先, 从产业链结构上看, 在有色金属工业的产业链国际分工中, 我国有色金属工业整体处在中低端环节, 我国有色金属资源保障能力不足, 高端产品研发水平较弱, 产品附加值低, 投入和产出比值过高。例如我国电解铝和铅锌等部分产品产能过剩, 对铝产品和铅锌产品的经济效益影响很大。这种现状一方面由于我国钢产60%的需求来自于房地产和基础设施的建设, 而这部分需求一般集中在线材和棒材等产品附加值低的商品;另一方面由于钢铁产业是我国支柱产业不仅能解决就业问题而且对民生工程和整体经济都有着显著的促进作用, 各地方政府对其采取支持手段在促进整体经济水平的同时又导致投资者盲目投资、产能低的企业也没有退出, 这一行为在一定程度上对钢产整体发展水平带来阻碍, 造成了大量的资源浪费。其次, 从产业集中度上看, 我国有色金属虽然矿产资源丰富, 但是产业结构分散、产业集中度低。以世界钢产量大的几个国家为例, 2011年世界粗钢产量排名第二的日本国内新日铁和JFE等四家企业粗钢产量占日本全国粗钢产量的70%以上, 在排名第三的美国, USSE, Nucor和AKK三大企业粗钢产量占美国全国粗钢产量的一半以上, 排名第六的韩国浦项制铁一家企业粗钢产量占全国粗钢产量的60%, 而在排名第九的巴西, 国内前二家钢铁企业粗钢产量达到全国总产量的80%。然而, 据统计2011年我国前五位钢铁企业合计粗钢产量不到全国粗钢产量的30%。

3 我国有色金属产业结构近年调整状况

为了能更好地完成 “十二五”中对色金属行业的发展目标, 从2009年起我国有色金属行业继续实现恢复性增长, 产业重组不断推进, 在一定程度上提高了企业的竞争力。根据“十二五”的发展目标, 未来五年内有色金属行业将进行大规模的兼并重组, 不过有色金属产业整体产业集中度不高、结构不合理的问题依然存在。

4 有色金属产业未来发展方向

综合我国有色金属的特点和产业经济理论, 本文认为现阶段我国有色金属产业想实现优化资源配置和调整产业结构, 企业兼并重组是重要手段。通过企业间的兼并和重组可以逊色地实现我国有色金属整体规模经济效益, 可以提高其产业集中度。为了在有色金属产业整合道路上稳步发展, 目前要做到以下几点:首先, 各地方政府和企业都应以促进产业转型升级和优化产业布局为行业发展目标, 在投资管理和行业准入方面进行严格把关, 对铜、铝、铅、锌、钛、镁以及稀有金属冶炼产能进行控制, 从根本上改变我国有色金属工业的粗放式发展模式, 提高产品的附加值和企业的创新精神。地方政府通过政策引导推进企业积极参与并且以多种方式进行跨地区和跨部门的兼并重组, 促进有色金属专业化生产。其次, 有色金属企业应努力提高自主创新能力, 加大投入研发资金致力于新材料的研发和专利产品的生产, 在必要情况下与高校进行产学研相结合形成持续开发能力。再次, 政府在政策上给予支持, 对有色金属的新型技术进行大力推广, 同时注意环保问题从政策上引导企业积极开发短流程、高效、低耗、低碳、生态型冶金和加工技术。最后, 从资源节约的角度出发, 企业和政府要注重有色金属的循环利用性能, 大力发展循环经济完善产业链, 实现有色金属的循环利用, 这也在一定程度上提高了有色金属矿产的资源利用效率。并且对于一些开采难度大或者开采经济效益低的矿产, 例如低品位矿、工伴生矿等等矿产资源, 政府应该通过政策支持引导和推动不同企业对其进行共同开发和利用, 使得矿产资源得到充分的利用。

参考文献

[1]王忠诚.钢铁推进结构调整和联合重组[J].中国投资, 2007, (1) :22-24.

[2]奥兹.夏伊.产业组织理论与应用[M].北京:清华大学出版社, 2005.

金属分析 篇11

投资要点：

1、 住宅价格环比下降，销量开始逐渐回升。

2、 政策放松趋势未变，限购放松加速。

7月份百城住宅价格指数环比下跌0.81%，跌幅较上月扩大0.31个百分点。同时同比涨幅继续回落1.76个百分点，至4.72%。而成交量方面，全国31个重点城市7月份日均成交套数环比上涨7.4%，一线城市环比上涨19%。其中杭州表现抢眼，环比同比分别上涨47%和17%，在数月降价促销刺激下销量开始回升。

另外，行业政策放松仍在加大，其中适度松绑限购的城市数量仍在扩容。限购的放松使前几年因限购而无法实现购房的人群能够实现置业，这将释放出部分购房需求。这部分需求的释放能立刻加入到购房的队伍中，将对商品房销售起到较好的积极影响。

从目前情况看，政策、销量以及同比数据都在朝有利房地产行业的一面发展，这三因素都将推动房地产股的进一步上升。这三大因素的互相叠加效应更为看好，政策放松推动销售的回升，而销售的回升带来人们对市场的信心会更好引发市场的平稳回升。

建议关注：一是万科、保利、招商等龙头企业；二是关注区域性的投资机会，重点关注以华夏幸福、荣盛发展和金融街为代表的京津冀经济圈内公司。

造纸：行业景气度回升

投资要点：

1、 上游原材料价格维持低位，纸价获得支撑。

2、 淘汰落后产能提升行业景气度。

今年上半年，微刺激政策效应显现，二季度及之后的经济数据出现积极地变化造纸业与宏观经济走势和居民消费密切相关，经济回暖将拉动行业需求增长，近几月造纸行业需求随宏观经济走势稳健回升。从纸价来看，行业供需有所改善，纸价逐步获得支撑，总体呈缓慢回升趋势，短期以走稳为主。

上半年，纸浆和废纸价格均处低位。全球纸浆需求同比下滑，未来纸浆价格将维持稳定或温和下滑；由于造纸行业内部限产自救，产能整体收缩，加之从12年底行业的去库存效应，行业下游需求逐步恢复，行业的供需情况有所改善，纸价逐步获得支撑。但由于目前来看，下游的复苏有限，行业产能调整没有到位，纸价应该是缓慢回升的长期趋势，短期以走稳为主。

同时，造纸行业逐渐淘汰落后产能，一方面缓解供需矛盾，另一方面提升行业整体效率。上半年工信部公布的首批名单中造纸行业淘汰落后产能目标为400万吨，目前完成量已达383.79万吨，有望超额完成首批落后产能淘汰目标，切实缓解行业的供给压力。

目前，行业景气度正处于缓慢抬升的阶段。推荐：山鹰纸业、中顺洁柔、恒丰纸业。

有色金属：稀土收储提振市场

投资要点：

1、电解铝企业部分开始复产，铝产量或明显增长。

2、“百亿稀土收储计划”正式拉开帷幕。

2014年7月，上半年停产的电解铝企业部分开始复产，同时上半年投产的电解铝新产能逐渐放量，计划下半年投产的电解铝企业也在7月准备启动新产能。据安泰科统计，2014年7月份我国原铝产量233万吨，折年率产量2，830万吨，环比增长4.3%，同比增长15.7%；初步预计8月份原铝产量将环比增2%，同比增长16.3%。下半年的总体趋势将是电解铝供应增速加快，市场的缺口将逐步缩小的过程，但8月市场仍然暂时处于短缺状态，对价格有一定的支撑作用。

同时，自去年7月份就传言的“百亿稀土收储计划”于7月31日正式拉开帷幕，本次收储总量为10，000吨，所有产品将于年底交齐，收储量与市场预期基本一致。此次收储重稀土的占比大大增加，而其中最主要的品种氧化镨钕的溢价最低，但重稀土溢价相对较高。预计收储对重稀土价格推动将更为明显，但轻稀土由于溢价不多估计涨幅有限。

建议关注：宝钛股份，东方钽业，云铝股份。此外，由于近期稀土行业的政策面又趋活跃，而包钢股份逐渐转型为稀土资源企业，值得关注。

风电：海上风电发展超预期

投资要点：

1、上半年风电容量加快提升，风电并网进一步改善。

2、海上风电发展或超预期。

2014年上半年，全国风电新增并网容量632万千瓦，累计并网容量8277万千瓦，同比增长23%，这延续2013年的增长势头，保持20%以上的增速。同时，2014年上半年，全国风电弃风电量72亿千瓦时，同比下降35.8亿千瓦时；全国平均弃风率8.5%，同比下降5.14个百分点。从2012年以来，弃风率呈现大幅下滑趋势，随着后期特高压继续大幅推进，即使在风电新装机容量大幅增长的同时，弃风率仍能够保持稳定下滑。

另外，年初的全国能源工作会议上提出，2014年风电新增装机容量目标为1800万千瓦（18GW），相对2013年增长达到11.88%，低于去年24.14%的增速。由于风电行业目前发展环境相对转好，最终增速应高于该目标，此外随着海上风电标杆电价出台，海上风电装机容量快速提升将大大提高2014年风电新增装机容量数，预计增速或超过20%以上。

金属钪供需及发展前景分析 篇12

一、国内外钪资源现状

钪是典型的分散亲石金属,但并不稀有,它在地壳中含量排名第三十一。它的化学性质很活泼,容易被氧化,不易被还原,在自然界中常以氧化物的形态存在。由于其原子结构和化学性质与第三副族其他元素均很相似,因而属于伴生稀散元素,在矿物中一般常与钛铁矿伴生在一起,在锆矿、钨矿、锡矿中亦有少量存在,地球上很少有专门的钪矿藏。由于没有专门的钪矿藏,全世界钪生产几乎全部是通过综合利用的方式提炼,且产量很小,难以满足下游工业的需要。

目前,纯金属钪非常稀缺,较难获取,且价格及其昂贵。钪一般以氧化钪形式进行生产和销售,但准确估算全球钪产销量较为困难:一是企业数据较难获取。对于许多矿山企业,氧化钪的销售并不公开和透明,且一般很少公布自身钪产量。二是公开的官方统计制度尚未建立。美国商务部发布的商品进出口数据主要是基于北美产业分类标准体系,将钪在内稀土开采归入其他金属采矿业,并未对其进行单独统计;美国国际贸易委员会发布的国际贸易统计数据尚未涉及除铈以外的其他稀土元素或化合物美国地质调查局发布的全球钪统计主要涉及资源分布、价格等信息,未包括具体产量和进出口贸易量。

独立研究学者一般认为,全球氧化钪每年的产量为2~10吨左右,且主要来源于俄罗斯和中国,其中俄罗斯为3.5吨;中国为2.5吨。SECOR报告认为,全球实际每年开采的钪不足1吨,且主要来源于我国的内蒙古白云鄂博,其他供应则都来自前苏联的大量储备。EMC Metals Corp通过与潜在客户、贸易商等讨论研究认为,2014年全球钪的供应量为15吨左右,但不包括俄罗斯出口的铝合金产品中所包含的钪。

我国的钪资源十分丰富。据报道,目前全世界钪的工业储量约200万吨,我国约有60万 ~65万吨,占世界总含量的30%左右。

二、钪产品价格走势

现阶段,钪并不在LME(伦敦金属交易所)和国内期货市场的交易范围内,公开的有组织的钪交易市场尚未形成。钪产品主要是买卖双方通过私下进行交易,具体价格一般不公开。有一些交易商通过互联网销售钪相关产品并提供报价,但销售量一般很小。

三十多年来,钪市场受供需变化影响价格波动较大,主要经历以下几个阶段:

(一)20 世纪 80 至 90 年代初,需求旺盛,价格疯涨

冷战时期,由于美国在国际市场上大量采购钪而钪供给相对稳定,这导致99.9%氧化钪价格提高了2.5倍。此后,美、日将都将钪作为发展高新技术应用的战略资源进行储备,致使世界钪市场持续火热。

(二)1992—2006 年,供需失衡,价格暴跌

1991年1月,对前苏联和东欧国家相互间贸易有着决定性影响的经互会(CM EA)宣告解散。1992年,由于出口管制放松,俄罗斯、乌克兰和哈萨克斯坦等前苏联国家对西方的氧化钪、钪铝合金等产品出口出现迅猛增长,加之国内的过度生产和国际市场需求减缓等原因,世界钪市场呈现供过于求,各类型氧化钪产品价格逐步回落。根据美国地质调查局数据显示,1991年,99%、99.9%、99.99%和99.999%氧化钪的市场价分别为2 000美元 / 公斤,3 500美元 / 公斤,6 000美元 / 公斤,10 000美元 / 公斤。2006年,分别为700美元 / 公斤,1 400美元 / 公斤,1 450美元 / 公斤,1 500美元 / 公斤,同比下跌65%、60%、76%和85%。

(三)2006 年以后,市场回暖,价格稳步提高

2010年后,各类型氧化钪产品价格开始持续走高。2013年99.99%氧化钪价格为5 000美元 / 公斤,较2012年4 700美元 / 公斤小幅上涨。2011年和2012年的99.9%氧化钪价格为3 700美元 / 公斤,2013年的价格未发布相关价格数据。

与2011年前相比,美国地质调查局现在公布的价格更准确地反映实际交易的价格,然而这些交易的数量较小,从几克到10千克不等。大数量交易(以吨计算)价格仍无法获取,长期销售合约价格也无法统计。

三、钪的需求展望与供给前景

(一)需求展望

1.应用领域。现阶段,氧化钪不仅可以应用于工业生产与日常生活中,也可应用于航天、激光、固体燃料电池等尖端科学领域。

(1)绿色照明。以氧化钪为原料制成的钪钠灯已作为一种新型光源,以其发光效率高、光色好、节能、使用寿命长和破雾能力强等特点而逐渐取代其他光源,广泛用于电视摄像、广场、体育馆、马路照明。

(2)铝合金。经过钪强韧化后的铝合金,可制造出重量更轻、强度更高的合金组件或者合金结构,其焊接性卓越、耐热性和抗蚀性及耐用性更显著。除此之外,铝钪合金粉也表现出极大的潜力,在航天航空和尖端交通系统组建中,可用作制造添加层或者制造激光添加剂。

然而,由于钪铝合金价格较高,其用途局限于航空航天、高端自行车车架、高尔夫球杆等高端市场。未来,伴随钪供应量增加和价格下降,钪铝合金可能更广泛应用于增强航空航天设备、机动车和船舶器材的性能。

(3)固体氧化物燃料电池。固体氧化物燃料电池是通过一个电气化学工序把燃料(典型为天然气或甲烷)和空气(20%氧气)转换为电能和热能,不需要燃烧、不产生噪音、无需使用电力输送部件。固体燃料电池能把天然气所含能量的85%有效地转换成可用能源,即电能和热能形式。这一可用能源的转换,其效率大大高过传统燃煤发电站。在固体燃料电池中参与钪,可显著提高效率,同等燃料可生产出更多电能和热能。

现阶段,已有超过100家公司从事设计和生产固体氧化物燃料电池,该行业商业化运营的领军企业为Bloom Energy。然而,一方面,固体氧化物燃料电池自身必须弥补缺点而积极推进技术开发,提高发电效率,使工作温度降至400度。另一方面,燃料电池行业仍然处于大规模商业化的前期,面临固体高分子型燃料电池激烈竞争,固体氧化物燃料电池从被消费者接受到商业化运营还存在较多不确定性。这就导致钪的需求量在固体氧化物燃料电池领域,短期内不可能出现迅猛增长。

2.需求量。氧化钪广泛应用于铝合金、高效固体氧化物燃料电池、专业照明器材等领域,但单位产品和行业的总需求都较小。例如,对于铝合金,按重量计只需加入1%的钪(通常为0.2%~0.5%的钪),但却能大幅提升终端产品或器材价值。

未来,随着钪供给量增加和价格的下降,钪的应用领域将不断扩展,消费量可能增长2~5倍。除了航天工业、氧化物燃料电池和铝合金三大主要应用领域,钪也将逐步应用于高端制造业等其他产业。

(二)供给前景

全球钪的资源较为丰富,据美国地质调查局资料,在美国、澳大利亚、中国、哈萨克斯坦、马达加斯加、挪威、俄罗斯、乌克兰都已探明钪资源。澳大利亚钪资源主要在新南威尔士的镍钴矿床中;中国主要是在广东、广西,江西和浙江的铁、锡、钨矿中;俄罗斯分布在科拉半岛的磷灰石和异性石中;哈萨克斯坦主要分布在铀矿中;马达加斯加在结晶花岗岩中,等等。

然而,钪资源分布较为分散。在自然界中,钪不受氧化还原影响,很难还原为金属,很少能形成显著富集体(矿床),而是广泛地分散于各种造岩矿物中(特别是镁和铁的硅酸盐)和含钪矿物中。因此,全世界钪的生产几乎全部是通过综合利用的方式提炼,产量很小。

四、我国钪产业发展的对策与建议

钪资源开发程度与工业利用进展密切相关,国际市场在不同时期对于钪的品种规格和数量的需求不同,市场容量有限,价格的涨落完全由市场支配。

由于含钪矿物很多,从矿物直接提取钪制品较复杂又困难。目前,我国主要以废渣、废水、烟尘等为原料先提取三氧化二钪,再提炼金属钪。最主要是从钛铁矿生产钛白的废液、氯化物烟尘、生产氧化铝的赤泥中回收钪。国外,还有从铀矿石生产加工过程中回收钪。至今,还未能从精矿(含钪)直接提取三氧化二钪。

从长远看,今后我国用于提取钪的原料主要是四川的钒钛磁铁矿和炼铝的赤泥,其主要原因是它们的矿物量很大,钪的总含量多,适合用于长期的开发利用,且提取钪的技术可以实现。当然,也可以从中国火电厂的巨量粉煤灰中提取。

参考文献

[1]Willem P.C.Duyvesteyn,George F.Putnam.Scandium:A review of the element,its characteristics,and current and emerging commercial applications[R].Nevada:EMC Metals Corporation,2014.

[2]庄红韬.燃料电池走向普及(二)SOFC技术篇——提高发电效率、工作温度降至400度[EB/OL].http://finance.people.com.cn/n/2014/0225/c348883-24454576-2.html.