鈹冶煉專利技術

1、「鉭」式突擊步槍和「鈹」式短突擊步槍有什麼區別？

「鉭」和「鈹」的區別只是口徑和槍管長度的不同，此外就是新的彈匣、槍托和護木造型了。「鈹」式步槍在打開槍托時的全長不能超過944毫米，這個長度要求實際上是AKM時代的遺留物，因為軍營里和汽車上的AKM槍架還在使用，這一要求還使得槍管長度被限制在457毫米以內，為了讓槍管盡可能長一點以適應5.56毫米彈，設計人員不得不重新設計一個結構更簡單、尺寸更短的槍口裝置代替了原本「鉭」式步槍那個具有槍榴彈發射功能的AK74式槍口裝置。新槍口裝置兼具消焰、制退和發射槍榴彈功能，用銷子固定在槍管上，並且能螺接上一個空包彈助退器。不幸的是，由於長度限制，槍托的長度同樣也設計得比較短，因此如果是手臂較長的射手，抵肩瞄準時會比較別扭。

槍管為冷鍛成形，膛內鍍鉻，內有6條右旋膛線，纏距為228毫米（9英寸），這樣便能同時使用SS109/M855北約標准彈和舊的M193彈。但直到今天為止，波蘭軍隊還沒有機會使用這種兼容功能，因為波蘭軍隊裝備的5.56毫米RS鋼芯普通彈仿製自SS109，而5.56毫米SM曳光彈則仿製自L110。最近波蘭軍隊部署了一部分在查德，在那裡的後勤由法國提供，這有可能會是一個難得的機會，測試一下「鈹」步槍的槍管發射M193彈時的實際效果，因為法軍裝備的FAMAS F1仍然發射M193彈。

「鈹」槍族還有一個重大的改進，就是採用了一種新的光學瞄準具安裝軌道，這個導軌簡稱POPC，意思是「光學瞄具安裝介面」（Podstawa Optycznych Przyrzadow Celowniczych）。機匣也加得到改進，尤其是槍托鉸鏈經過了加強和延長，以便安裝新式槍托，和作為POPC的後連接點，同時又在AK式的機匣上增設了第三枚鉚釘以適應壓力比5.45毫米更強的5.56毫米彈。

「鈹」式步槍的槍托造型類似於以色列加利爾步槍的槍托，不使用時可折疊到機匣右側。這兩根管連接著鋼制槍托底板，底板後有厚厚的橡膠緩沖墊。與「鉭」式步槍相比，「鈹」式的槍托卡筍也經過了改進，槍托折疊後的固定卡筍是仿製自瑞士SG550系列，因此槍托在重新展開時不必按下按鈕，直接撥出槍托就行。

莫名奇妙的是，在1999年以前，該槍托的外表還是覆有塑料管，這樣無論在波蘭的寒冷冬季還是在伊拉克的暴曬天氣中，都是比較友好的人機工效設計。然而後來生產的槍托都省掉了塑料外層，結果部署在伊拉克的波蘭士兵只好自己用布條纏在槍托的鋼管外表。

POPC安裝時前端插入照門座，後端連接在槍托鉸鏈上，導軌架空在機匣上方。這種橋梁式的導軌固然比傳統的卡拉什尼科夫式機匣側面導軌更牢固可靠，但不幸的是，早期的POPC採用獨立的導軌專用介面，而只能使用PCO公司自己生產的配套瞄準裝置，不能安裝市面上的其他通用瞄準裝置。PCO系列瞄準鏡的設計也不怎樣，在安裝或拆卸時，需要兩個工具（一個一字螺絲刀和一個六角扳手），而且從槍上拆卸後再安裝時還需要重新歸零，如果不想重新歸零，最好就不要拆卸裝上去的瞄準鏡。

但這個這些缺點最初都沒人發現，因為波蘭軍隊中配備有POPC和PCO瞄準鏡的「鈹」式步槍寥寥可數。但當波蘭加入北約後，開始頻繁參與海外任務，情況便有了迅速的變化。波蘭在2002年派出第一支特遣部隊參與在阿富汗的國際安全援助部隊（ISAF），在2003年5月又開始參加伊拉克的維持治安行動。這些部隊向總參謀部要求采購更先進的光學瞄準鏡和紅點瞄具，結果卻發現POPC導軌不能安裝皮卡汀尼介面的瞄準裝置。

但諷刺的是，部隊發現其實POPC在早期設計就有兩種介面，其中之一是用於出口型「鈹」步槍的皮卡汀尼介面，但由於出口型計劃被擱置所以才沒有生產出皮卡汀尼介面的POPC。

護木也經過了改進，以便能直接安裝上40毫米口徑wz.74 Pallad下掛式榴彈發射器。在「鉭」式上，是需要先換上專門的榴彈發射器護木才能安裝wz.74的。「鈹」步槍可以通過普通實彈發射波蘭生產的幾種槍榴彈，包括重275格令的GNPO雙用途高燒/破甲槍榴彈，320格令的NGOs-93照明彈，220格令NGZ-93燃燒槍榴彈，和NGD-93煙霧彈。

另外「鈹」式步槍的通條也不像AK式那樣在槍管下面隨槍攜帶，而是拆成兩截放在彈匣袋裡。

當「鈹」式槍族在量產和投入使用後還繼續進行了一些小的改進。首先是快慢機得到加強，以避免在射擊過程中由於振動而導致快慢機從「單發」跳到「連發」去。然後，又有士兵抱怨說要撥去3發點射位置時，他們的拇指很難夠得著快慢機柄，於是快慢機開關就增加了第二個撥動手柄。機匣蓋在最初試用時發現在發射槍榴彈時有時會震掉，從1999年開始改為類似AKS-74U那樣通過鉸鏈安裝的機匣蓋，其實這個設計原本就是波蘭wz.60槍榴彈發射步槍上的設計。不過這並不能解決發射槍榴彈時機匣蓋有時彈開的問題，只不過不會掉出來而矣。

由於早期的POPC不能通用市場上的瞄準裝置，因此又研製了第二代的POPC。第二代POPC其實只是從照門座上向後延伸了一個懸臂式的韋弗式導軌，但導軌的裝置非常高，如果裝上瞄準鏡後，射手在抵肩瞄準時脖子要抬得非常高才能使用。尤其是當波蘭軍隊選中了EOTech 552全息衍射瞄具後，試用的人都說脖子很辛苦。

而且由於懸臂式導軌並不長，只適合安裝紅點鏡之類無放大倍率的瞄準裝置，如果使用望遠式瞄準鏡，則因為安裝位置太靠前而使射手的眼睛湊不到出瞳位置上。所以波蘭軍隊不願意採用第二代POPC的「鈹」式步槍。

此時拉多姆推出了配有這第二代POPC的民用型「鈹」式步槍，最初命名為「鈹-IPSC」（Beryl-IPSC），後來又改名為拉多姆運動型步槍（Radom-Sport），並配有5發、10發、15發、20發和25發的彈匣，而且也可以使用軍用型的30發彈匣。

兩名波蘭的實用步槍射擊選手使用該槍在比賽上獲得不錯的成績，於是工廠打算正式向市場推出這種民用型「鈹」，但波蘭警方不允許這種民用型步槍在市面上銷售，出口許可證也沒拿到，結果一直無人問津。拉多姆運動型本身有些比較先進的改進項目，比如延長和擴大接觸面的「P」形彈匣卡筍，新研製的鳥籠形槍口消焰器，準星可折疊以免干擾光學瞄具等。

進入21世紀後，與其他北約部隊一起部署在海外的波蘭軍隊因為接觸了其他國家的武器，很快就向國反映了「鈹」步槍的許多缺點，而其中大多數問題是來自對AK-47人機工效缺點上的繼承。雖然波蘭軍隊禁止士兵擅自改裝國家配發的武器，一開始只有個別士兵自己動手來解決「鈹」步槍的缺點，但很快就演變成整個前線士兵對「鈹」步槍進行現代化改造的基層運動了。

波蘭部署到伊拉克的第一支部隊對於當地氣候估計不足，士兵們必須用雙手接觸長時間太陽暴曬下的步槍，於是很多人都用白布條來包裹槍托和手槍形握把。轉換到伊拉克的第二支部隊自己帶來了手套，於是部隊的指揮官用鐵腕手段要求必須恢復軍紀，禁止再改裝槍支。

但結果還是很多士兵因為「損壞公物」而受到警告甚至處分，這些人的改裝更徹底，比如換上皮卡汀尼導軌，或換上羅馬尼亞AKM的前握把護木，還有些人在互聯網上購買或從美國基地的軍人福利社購買三點式背帶。

到了2004年，第四支部隊派駐伊拉克的波蘭軍隊在准備出發前的誓師及展示會上，出現了一種新的wz.2004「鈹」（5,56毫米kbs wz.04 Beryl）步槍。後來又在波蘭舉辦的第12屆國際防務工業展（MSPO 2004）上展出過。wz.2004主要裝備特種部隊，例如波蘭海軍的特種蛙人部隊（Special Frogman Unit）。

這種改進型從短命的民用型上採納了幾項改進，包括鳥籠形消焰器、「P」形彈匣卡筍、折疊準星座筀等等，另外又採用了一種新的半透明彈匣。這種彈匣最初試驗時曾打算設計成全透明材料的，但在試驗中發現很脆很容易壞掉，反光也強烈。這種新彈匣有20發和30發兩種容量，20發彈匣空重160克，實彈匣重406克；30發彈匣空重185克，實彈匣重554克。瞄準具表尺分劃有100米、200米和400米3種。標准配備包括：20發彈匣1個，30發彈匣3個，4個15發彈夾條，和彈夾裝填套，通條，維護工具、油壺、槍帶和彈匣袋。

不過wz.2004「鈹」步槍最特別的改進是增加有前握把和側式皮卡汀尼導軌的新護木，以及第三代POPC。這個前握把其實只是在護木底部多安裝一個「鈹」式步槍的小握把，用過的人都認為這個設計說明設計師嚴重缺乏射擊經驗，因為這個前握把在更換彈匣時會擱手。但即使如此也算是比舊型號有較大的改善了。至於側式導軌是通過螺栓安裝在護木兩側。

第三代POPC倒是比較受歡迎，表面看來，似乎只是簡化了第一代POPC，但第三代POPC是採用韋弗式導軌，可以安裝大部分的市售瞄準裝置，比如EOTech 552。而且瞄準鏡拆卸後再重新安裝時，只要對正上一次的安裝標記就不需要重新歸零。不過第三代POPC有個缺點，就是遮擋了機械瞄具的瞄準線。

在2005年，又出現了一種新的改進型「鈹」式步槍，該槍使用了一個拉多姆公司自己設計的側折疊式伸縮槍托，槍托的伸縮長度有3段。這種槍托後來被「迷你鈹」的憲兵型所選用。到了2007年，又推出了另外兩種變型槍，安裝了美國生產的全皮卡汀尼導軌護木和6段式伸縮/折疊槍托。

在2008年初，新的改進型又推出了，命名為wz.2007「鈹」式步槍，但實際上只是把wz.2004換成第四代POPC和安裝新的伸縮/折疊槍托，並整體噴塗成迷彩色，又換成不透明的塑料彈匣，新的消焰器還可以直接安裝B&T公司的消聲器。

「迷你鈹」和wz.89「縞瑪瑙」差不多，只是「迷你鈹」的槍管稍長一點（235毫米），槍口裝置的直徑略小。「迷你鈹」的護木改為用銷子固定，而不像「縞瑪瑙」那樣用螺絲連接，這樣可以不用工具就進行拆卸。至於機械瞄具則完全是取自「縞瑪瑙」5.56毫米型的，包括氚光點夜間瞄準功能。「迷你鈹」的照門座整合了一根向後延伸的導軌桿，照門上有兩個翻轉式的U型缺口（200米和400米）。不過POPC也可以在「迷你鈹」上安裝使用。雖然標准30發彈匣也可以使用，不過「迷你鈹」一般是配更短的20發彈匣。而盡管槍管較短，「迷你鈹」也是能夠發射槍榴彈，這完全是為了滿足最初提出的指標，但事實上在戰場上完全沒有用處。

「迷你鈹」卡賓槍通常配發給車輛或機組空勤人員和指揮人員自衛，他們並不是一線步兵，所以根本就沒配槍榴彈，也沒必要讓他們發射槍榴彈，就算有這機會，又有誰會用「迷你鈹」發射槍榴彈？用這樣短的槍管來發射槍榴彈，不但後坐力更強，而且即使戴了護目鏡保護眼睛，但從槍口噴出的未完全燃燒的發射葯顆還是會濺到射手裸露的面部皮膚上繼續燒灼。

其實，無論「迷你鈹」還是標准型的「鈹」都沒有正式裝備部隊，都只是在各個特種單位進行試用，而且都是小批量訂購，派駐伊拉克的波蘭部隊規模也很小，優先裝備「鈹」也是為了國家的面子，但在波蘭國內的大多數常規部隊里，仍然大量使用著7.62毫米口徑的AKMS。

在2005年，波蘭憲兵正式把wz.2004「迷你鈹」採用為制式步槍，並訂購了數千支，這是整個「鈹」槍族有史以來的第一宗大訂單。

憲兵型的「迷你鈹」與wz.2004的原型有所區別，這是根據訂戶要求專門作了改進。比如照門座的導軌桿換成皮卡汀尼介面的導軌，而翻轉式照門也根據訂單要求，由兩個U型缺口換成一個覘孔和一個U形缺口，而且射程都裝定在300米。

基於憲兵型的「迷你鈹」，拉多姆FB公司又推出一種新的改進型，包括採用一種新設計的鳥籠形消焰器，這種型號開始被陸軍的裝甲部隊採用，逐步地取代了9毫米口徑的PM-84P沖鋒槍。然後這個型號又換上了6段式伸縮/折疊槍托，換上wz.2007型那個能直接安裝消聲器的新式消焰器，並噴塗了迷彩色。

在2006年還推出了另一個衍生型，這是專門根據波蘭第一突擊隊的要求而改進的型號。這個型號被稱為「midi」型，意思是「處於大鈹和迷你鈹之間的中間型，其槍管長375毫米，與M4卡賓槍的378毫米槍管差不多一樣長，並安裝折疊/伸縮式槍托，但不是拉多姆專利的3段式伸縮托，而是安裝市面上買來的M4式伸縮槍托。這種「中間」型短步槍也被稱為「突擊隊員型鈹」（Beryl-Commando）。後來拉多姆FB又推出了另一型號，基本上是突擊隊員型的改進，但機匣兩側都有相同的保險桿，並取消了3發點射功能。這兩種「中間」型步槍盡管有過訂單，但都沒有批量生產。

2、鐵鈹為什麼退出了戰場

技術的進步問題。馬鐙普及之後，騎兵的作戰能力和沖擊強度得到極大提高，鈹長度不足，不足以有效對抗騎兵。當然更主要的原因是，鐵的冶煉水平提高，強度逐漸超越青銅，直接的表現，就是鐵劍的劍身不斷加長。熟悉西方歷史的人應該知道，同時代羅馬軍團的制式武器就是長度小於半米的西班牙式短劍，之所以如此，除了羅馬軍團密集的作戰隊形外，生鐵的冶煉技術也是瓶頸之一（和青銅一樣，韌度不足的鐵劍也會因長度超過某個極限後變得極易折斷，從而變得不很實用）。然而，這個問題一旦解決，鐵劍的能力就會得到全面發揮。東漢時，中國的冶煉技術已經走在世界前列，長度超過一米的鐵制武器比比皆是，對比之下，用雙手持握的鈹顯然就顯得不夠靈活，在與單手長劍的近戰中落盡下風，性價比自然也迅速降低。
簡而言之，鈹這種武器在很長一段時間里是作為一種步車皆吃的「通用」武器應用於戰場的，當步兵和騎兵都因技術的發展而變得沒法有效應對的時候，被淘汰的命運也就無可避免了。

3、為什麼鈹是最好金屬的導體

因為鈹有極好的吸熱、散熱的性能.

住在綠寶石里的金屬——鈹

有一種翠綠晶瑩、光耀奪目的寶石叫綠柱石。它過去是供貴族玩賞的寶物，今天成了勞動人民的珍品。

為什麼我們也把綠柱石當做珍品呢？這倒不是由於它有一副漂亮誘人的外表，而是因為它那裡面含有一種珍貴的稀有金屬——鈹。

「鈹」的含意就是「綠寶石」。過了差不多三十年，人們用活潑的金屬鈣和鉀還原氧化鈹和氯化鈹，製得了純度不高的第一塊金屬鈹。又過了將近七十年，人們才對鈹進行小規模的加工生產。近三十年來，鈹的產量逐年激增。現在，鈹的「隱性埋名」時期已經過去，人們每年要生產好幾百噸的鈹。

看到這里，有的小朋友可能會提出這樣的問題：為什麼鈹的發現時間這么早，而在工業上的應用卻這樣晚呢？

關鍵在鈹的提純工作上，要從鈹礦石中把鈹提純出來很困難，而鈹又偏偏特別喜歡「清潔」，鈹中只要含有很少一點點雜質，就會使它的性能發生很大的變化，失去許多優良的品質。

現在的情況當然大有改觀了，我們已經能夠採用現代的科學方法生產出純度很高的金屬鈹。鈹的許多特性我們都「了如指掌」：比重比鋁輕三分之一；強度跟鋼差不多，傳熱本領是鋼的三倍，是金屬中良好的導體；透X射線的能力最強，有「金屬玻璃」之稱。

曾有這么多優異的性能，怪不得人們稱譽它是「輕金屬中的鋼」哩！

百折不撓的鈹青銅

起初，因為冶煉技術不過關，煉出來的鈹里含有雜質，脆性大，不好加工，加熱時又容易氧化，所以少量的鈹只是在特殊情況下使用，比如用X射線管的透光小窗、霓虹燈的零件等等。

後來，人們給鈹的應用開辟了一個廣闊而又重要的新領域——製造合金，特別是製造鈹銅合金——鈹青銅。

大家知道，銅比鋼鐵要軟得多，彈性和抵抗腐蝕的能力也不強。但是，銅中加進一些鈹後，銅的性能發生了驚人的變化。含鈹百分之一到三點五的鈹青銅，機械性能優良，硬度加強，彈性極好，抗蝕本領很高，而且還有很高的導電能力。用鈹青銅製成的彈簧，可以壓縮幾億次以上。

百折不撓的鈹青銅，最近又被用來製造深海探測器和海底電纜，這對海洋資源的開發具有重要的意義。

含鎳的鈹青銅還有一個可貴的特點——受到撞擊的時候不會產生火花。這個特點對炸葯廠很有用。你想，易燃易爆的材料怕得就是火，比如炸葯和雷管，一見火就會發生爆炸。而鐵制的錘子、鑽頭等工具在使用時都會冒出火花，這怎麼得了。很明顯，用這種含鎳的鈹青銅來製造這些工具，是最合適的了，另外，含鎳的鈹青銅也不會被磁鐵所吸引，不受磁場磁化，所以又是製造防磁零件的好材料。

前面不是說過，鈹有「金屬玻璃」的外號嗎？近年來，比重小、強度高、彈性好的鈹，已經作為反射鏡用到高精度的電視傳真上，效果果然不錯，發送一張照片只需要幾分鍾。

給原子鍋爐建造「住房」

鈹雖然有很多用處，但在眾多元素中，它仍是一個默默無名的「小人物」，受不到人們的重視。但在本世紀五十年代時，鈹的「命運」卻大為好轉，一時成了科學家們的搶手貨。

這是為什麼呢？原來是這樣的：在無煤的鍋爐——原子反應堆里，為了從原子核里解放出大量的能量，需要用極大的力量去轟擊原子核，使原子核發生分裂，就像用炮彈去轟擊堅固的炸葯庫，使炸葯庫發生爆炸一樣。這個用來轟擊原子核的「炮彈」叫中子，而鈹正是一種效率很高的能夠提供大量中子炮彈的「中子源」。原子鍋爐中光有中子「點火」還不行，點火以後，還要使它真正「著火燃燒起來」。

中子轟擊原子核，原子核分裂，放出原子能，同時產生新的中子。新中子的速度極快，達到每秒幾萬公里。必須使這類快中子減慢速度，變成慢中子，才容易繼續去轟擊別的原子核而引起新的分裂，一變二、二變四……持續不斷地發展「鏈式反應」，使原子鍋爐里的原子燃料真正「燃燒」起來，正因為鈹對中子有很強的「制動」能力，所以它就成了原子反應堆里效能很高的減速劑。

這還不算，為了防止中子跑出反應堆，反應堆的周圍需要設置「警戒線」——中子反射體，用來勒令那些企圖「越境」的中子返回反應區。這樣，一方面可以防止看不見的射線傷害人體健康，保護工作人員的安全；另一方面又能減少中子逃跑的數量，節省「彈葯」，維持核裂變的順利進行。

鈹的氧化物比重小，硬度大，熔點高達攝氏二千四百五十度，而且能夠像鏡子反射光線那樣把中子反射回去，正是建造原子鍋爐「住房」的好材料。

現在，幾乎各種各樣的原子反應堆都要用鈹作中子反射體，特別在建造用於各種交通工具的小型原子鍋爐時更需要。建造一個大型的原子反應堆，往往需要動用二噸多金屬鈹。

在航空工業中大顯身手

航空工業的發展要求飛機飛得更快、更高、更遠，重量輕、強度大的鈹當然也可以在這方面顯一下自己的本領。

有些鈹合金是製造飛機的方向舵、機翼箱和噴氣發動機金屬構件的好材料。現代化戰斗機上的許多構件改用鈹製造後，由於重量減輕，裝配部分減少，使飛機的行動更加迅速靈活。有一種新設計的超音速戰斗機——鈹飛機，飛行速度可達每小時四千公里，相當於聲速的三倍多。在將來的原子飛機和短距離起落的飛機上，鈹和鈹的合金一定會得到更多的應用。

進入二十世紀六十年代以後，鈹在火箭、導彈、宇宙飛船等方面的用量也在急劇增加。

鈹是金屬中最好的良導體。現在有許多超音速飛機的制動裝置是用鈹來製造的，因為它有極好的吸熱、散熱的性能，「剎車」時產生的熱量很快就會散失。[NextPage]

當人造地球衛星和宇宙飛船高速穿越大氣層的時候，機體與空氣分子摩擦會產生高溫。鈹作為它們的「防熱外套」，能夠吸收大量的熱量並很快地激發出去，這樣就可防止溫度過度升高，保障飛行安全。

鈹還是高效率的火箭燃料。鈹在燃燒的過程中能釋放出巨大的能量。每公斤鈹完全燃燒放出的熱量高達15000千卡，是一種優質的火箭燃料。

醫治「職業病」的妙葯

人在工作、勞動一段時間後會感到疲勞，這是一種正常的生理現象。然而，許多金屬和合金也會「疲勞」，不同的是，人們歇一會兒之後疲勞就自動消失了，人們又可以繼續進行工作，但金屬和合金就不行了，它們疲勞過度後，用它們造成的東西就不能再用了。

這多麼可惜呀！怎麼來治療金屬和合金的這種「職業病」呢？

科學家已找到了醫治這種「職業病」的「靈丹妙葯」，它就是鈹，如果在鋼中加入少量的鈹，把它製成小汽車用的彈簧，可以經受1400萬次沖擊，也不會出現疲勞的痕跡。

甜味金屬

金屬也會有甜味嗎？當然沒有，那為什麼題目卻是「甜味金屬」呢？

原來，有些金屬的化合物是帶有甜味的，於是人們就把這種金同叫做「甜味金屬」，鈹就是其中的一個。

但是千萬不要接觸鈹，因為它具有毒性。每一立方米的空氣中只要有一毫克鈹的粉塵，就會使人染上急性肺炎——鈹肺病。我國冶金戰線的廣大職工，向鈹毒發動進攻，終於使一立方米空氣中的鈹的含量降低到十萬分之一克以下，已經圓滿地解決了鈹中毒的防護問題。

跟鈹相比，鈹的化合物的毒性更大，鈹的化合物會在動物的組織和血漿中形成可溶性的膠狀物質，進而與血紅蛋白發生化學反應，生成一種新的物質，從而使組織器官發生各種病變，在肺和骨骼中的鈹，還可能引發癌症。鈹的化合物雖然甜，卻是「老虎的屁股」，千萬摸不得。

4、新疆白楊河鈾鈹特大型礦床

王謀　王果　李彥龍　張雷　朱明永　張廣輝

（核工業二一六大隊，新疆　烏魯木齊　830011）

[摘要]白楊河鈾鈹床勘查工作經過了鈾礦區域地質調查、預查、普查等幾個工作階段，取得了新疆火山岩性鈾－多金屬礦的突破。鈾鈹鉬礦體主要賦存於花崗斑岩體的接觸帶構造部位，鈹礦體具有規模大、連續性好等特點，探明的鈹資源量達特大型，鈾礦體達中型，鉬礦體達小型，是我國最大的羥硅鈹石型鈹鈾鉬礦床。通過總結礦床基本地質特徵，建立了「白楊河式」成礦模式及找礦模式，有效地指導了區域鈾－多金屬礦的找礦工作。

[關鍵詞]花崗斑岩；鈾鈹礦床；接觸帶構造；新疆白楊河

白楊河鈾鈹礦床位於新疆和布克賽爾蒙古自治縣境內，東距和布克賽爾蒙古自治縣約70km，西距農九師170團約25km，行政上歸塔城地區和布克賽爾蒙古自治縣管轄，礦區內交通便利。

1　發現和勘查過程

白楊河礦床鈾礦找礦工作始於1956年，幾經停頓，前後已有50多年的歷史。20世紀50年代，原二機部新疆五一九大隊在開展鈾礦找礦過程中，通過光譜半定量分析發現Be已達工業利用要求。1988～1989年核工業西北地勘局二一六大隊對白楊河鈾礦床中鈹的存在形式及鈾鈹關系進行了專題研究，認為鈹礦具有較好的找礦遠景[1]。上述工作為後期找礦積累了寶貴的地質資料和豐富的找礦經驗。自2006年起，核工業二一六大隊通過對前人基礎地質資料研究認為：雪米斯坦火山岩帶近東西向展布的楊庄大斷裂（F1）是白楊河礦床的重要控岩導礦構造，花崗斑岩體的接觸帶構造是鈾－多金屬礦體的主要賦存位置，白楊河地區具備形成特大型鈹鈾多金屬礦的找礦前景。2007年中國核工業地質局組織專家開展現場考察和論證，決定在雪米斯坦火山岩帶分3個層次開展綜合找礦：一是在火山岩帶1∶10萬區域預測評價，二是在白楊河地區楊庄岩體及其外圍開展1∶5萬區域地質調查，三是在白楊河二號工地開展詳查。

1.1　鈾礦區域地質調查和重點地段詳查

2008～2010年，為盡快評價白楊河地區火山岩型鈾礦的成礦潛力，落實可供勘查的鈾－多金屬礦產地，實現地質勘查成果的突破，採用「綜合研究與重點解剖相結合，面上研究與工程查證相結合的思路」的技術思路，在白楊河地區開展了1∶5萬鈾礦區域地質調查，通過大間距鑽探查證與有利地段加密解剖，初步了解了楊庄岩體、阿蘇達岩體、小白楊河岩體的深部形態及含礦性，落實了3個成礦有利地段[2]。完成鑽探工作量19000m，施工鑽孔65個，發現工業鈾礦孔7個，工業鈹礦孔29個。2008年在白楊河礦區二號工地同時開展了詳查找礦工作，落實了一處中型鈹礦產地。

1.2　鈾－多金屬礦預查—普查工作

2011～2013年，為大致查明白楊河礦床的地質特徵，落實鈾－多金屬礦資源量，為礦床的進一步勘查提供依據，按照「以鈾為主、綜合找礦」的勘查部署思路，對白楊河礦區17～136線開展了普查找礦，對阿蘇達地段、阿日和拉提地段開展了預查找礦工作。完成鑽探工作量104000m，按一般工業指標估算氧化鈹資源量達特大型，鈾礦資源量達中型，鉬礦資源量達小型，將白楊河礦床落實為我國最大的羥硅鈹石型鈹鈾鉬礦床[3～6]。

2　礦床基本特徵

2.1　地層

白楊河礦床屬西准噶爾分區沙爾布爾提山小區，地層由老至新出露泥盆繫上統塔爾巴哈台組（D3t）、石炭系和布克河組（C1hb）及黑山頭組（C1h）、新近系塔西河組（N1t）及第四系（Q）（圖1）。

泥盆繫上統塔爾巴哈台組，主要分布於楊庄岩體（γπP1）北側及礦床西南、西北角，為陸相中酸性火山岩及火山碎屑岩建造夾正常碎屑岩，岩層總體傾向160°～190°，傾角40°～60°。

石炭系下統和布克河組及黑山頭組，主要分布於礦床南部，整體呈近東西走向的條帶狀延伸，與北側岩體間以楊庄大斷裂為界。

新近系中新統塔西河組，分布於礦床南部及東北角，岩性為黃色砂質黏土。

第四系：大面積分布於礦床東部及東南部，為沖積、洪積、堆積物。

2.2　構造

白楊河礦床位於巴爾雷克－沙爾布爾提褶皺帶內、吾爾喀什爾山復背斜—賽米斯台背斜與白楊河復向斜—巴哈力單斜之間。北北東向的孟克拉克大斷裂與東西向的德格列底提大斷裂分居礦床兩側，近東西向的楊庄大斷裂貫穿全區（圖2）。地質構造比較復雜，不同方向的褶皺、斷裂較為發育。晚古生代以來，火山活動、岩漿侵入作用都十分強烈，白楊河礦床岩石以酸性火山岩建造為主，其間夾中—基性火山岩建造。

2.3　侵入岩

侵入岩在白楊河礦床內分布較廣，受斷裂控制明顯。根據侵入岩產出狀態劃分為中深成侵入岩、超淺成侵入岩和脈岩。

中深成侵入岩岩性為輝石閃長岩及條紋長石花崗岩。

圖1 白楊河礦床地質略圖

1—第四系；2—塔西河組；3—黑山頭組第三岩性段；4—黑山頭組第二岩性段；5—黑山頭組第一岩性段；6—和布克河組上亞組；7—和布克河組下亞組第七分層；8—和布克河組上亞組第六分層；9—和布克河組上亞組第五分層；10—和布克河組上亞組第四分層；11—和布克河組上亞組第三分層；12—和布克河組上亞組第二分層；13—和布克河組上亞組第一分層；14—塔爾巴哈台組第四岩性段；15—塔爾巴哈台組第三岩性段；16—花崗斑岩及傾入階段編號；17—白崗岩及侵入階段編號；18—閃長玢岩及侵入階段編號；19—輝石閃長岩及侵入階段編號；20—輝綠岩；21—角度不整合界線；22—侵入接觸界線；23—斷層；24—推測斷層；25—平移斷層；26—逆斷層；27—正斷層；28—鈾礦化點及編號

超淺成侵入岩岩性為花崗斑岩（γπP1），為早二疊世超淺成侵入的酸性岩，與圍岩呈侵入關系。岩體呈近東西向串珠狀展布，東西長約10km，南北寬變化較大，最寬達1.8km，最窄0.1km，面積約6.9km2，由楊庄岩體、阿蘇達岩體、小白楊河岩體組成（圖3）。

圖2 白楊河礦床構造略圖

1—第四紀鬆散沉積物；2—新近紀紅色碎屑岩建造；3—酸性火山岩建造；4—中酸性火山岩建造；5—中基性火山岩建造；6—花崗岩；7—花崗閃長岩；8—花崗斑岩；9—白楊河礦床范圍

楊庄岩體北界總體南傾（局部北傾），與泥盆系呈侵入接觸，傾角約32°；南界北傾，傾角45°～75° ，與石炭系呈斷層（F1）接觸。總體呈南厚北薄形態產出（圖4）。

核工業北京地質研究院馬漢峰採用全岩釹－鍶法測量了楊庄岩體的形成時代，得到年齡值為（293±15）Ma，形成時代介於晚石炭世—早二疊世。

2.4　脈岩

輝綠岩（βμ）：多呈南北走向穿插於岩體內，平行排列，走向340°，傾向東，長10～1000m，寬0.5～20m。主要成分為斜長石，輝石填充，副礦物為磁鐵礦（15%）及少許赤鐵礦、鉻鐵礦。

圖4 楊庄岩體南北向剖面示意圖

1—下石炭統和布克河組；2—上泥盆統塔爾巴哈台組；3—次火山岩體；4—花崗斑岩；5—輝綠岩；6—凝灰岩；7—凝灰質粉砂岩；8—含炭質泥岩；9—破碎帶；10—接觸界線；11—鑽孔位置；12—工業鈹礦化；13—低品位礦體；14—斷裂

閃長玢岩（δπ）：走向340°，寬5～15m，長400～2500m，在岩牆的邊部出現暗紫色微晶閃長斑岩，寬20～50cm，以岩牆的邊緣相出現。

2.5　水文地質特徵

2.5.1　地下水類型及其分布特徵

白楊河礦床位於雪米斯坦山南麓山前丘陵地帶，處於丘陵平原水文地質區侵入岩、噴發岩裂隙水亞區（Ⅱ1）內，地下水平面展布形態特徵及類型主要有：裂隙潛水、裂隙脈狀水和裂隙承壓水。

2.5.2　地下水補給、徑流、排泄條件

白楊河礦床氣候乾旱，潮濕系數僅0.057，地表水系稀少。地下水僅在山前局部地段以下降泉出露，泉水流量0.01～0.13L/s，礦化度0.5～1.0g/L,pH 值7.0～8.0，水化學類型為SO4·Cl及SO4型。地下水可直接通過出露於地表的花崗斑岩、凝灰質火山碎屑岩等岩石的風化裂隙及構造窗，接受大氣降水和孔隙潛水的補給，自北向南徑流，並在區域控礦斷裂帶附近具有一定的承壓性。排泄方式有3種：一是乾旱氣候條件下的垂向蒸發排泄；二是通過礦床南北向的干溝側向徑流排泄；三是以泉水的方式排泄，礦床東段大幹溝處的1號泉便是該礦床的排泄源之一。

2.5.3　含水層（帶）及其特徵

依據岩石的岩性、結構構造及含水特徵，地下水沿剖面自上而下可劃分為：裂隙潛水含水層（Ⅰ）、接觸帶上盤裂隙含水層（Ⅱ）和接觸帶下盤裂隙承壓水含水層（Ⅲ） （圖5）。

圖5 白楊河礦床25線水文地質剖面

1—花崗斑岩；2—上泥盆塔爾巴哈台組；3—凝灰質粉砂岩；4—炭質泥岩；5—花崗斑岩；6—輝綠岩；7—破碎帶；8—抽水試驗段及編號；9—含水帶分界線；10—含水帶編號；11—裂隙傾向及傾角；12—含水帶；13—隔水帶

2.5.3.1　裂隙潛水含水層（Ⅰ）

貯存於花崗斑岩（γπP1）的節理裂隙中，直接出露於地表，以礦床南部分布范圍最大，呈東西向展布。含水岩石破碎，節理、裂隙發育，賦存風化裂隙潛水，接受大氣降水及冰雪融水補給為主。儲水空間為裂隙，透水性及含水性較差；中心工地水位28.40～35.44m，水位標高1235.17～1262.17m，水溫9.5～14.7℃，單位涌水量0.11～0.12L/s· m，滲透系數0.07～0.20m/d。

2.5.3.2　接觸帶上盤裂隙脈狀含水層（Ⅱ）

主要分布在礦床南部，地下水賦存在裂隙發育的花崗斑岩及破碎帶中，呈東西向展布。含水岩石線裂隙率一般為6～10條/m，該帶含水層為1～2層，含水性弱—中等；水位埋深35.38m，水位標高1234.86m，水溫7.7℃，單位涌水量0.0351～0.0614L/s·m，滲透系數0.452m/d,pH 值7.70，礦化度2.20g/L，水化學類型為SO4-Na·Ca型。該帶含水性很不均勻，坑道涌水量一般為0.25～0.89L/s，蝕變破碎帶最大涌水量可達2.50L/s。

2.5.3.3　接觸帶下盤裂隙水含水層（Ⅲ）

呈帶狀分布，地下水主要賦存在構造破碎影響帶的D3t晶屑凝灰岩、凝灰質砂岩、凝灰質粉砂岩裂隙中，在礦床北部出露地表。該含水帶有1～2層，岩石含水性弱，分布極不均勻，具有承壓性。

2.5.4　礦床水化學特徵

礦區地下水無色、無嗅、無味、透明，以SO4-Na·Ca型水為主，SO4·Cl-Na·Ca型水次之；礦化度1.39～2.22g/L,pH 值7.4～8.0，水中鈾含量一般為2.0×10-5～1.7×10-4g/L，水中氡濃度110.63～335.52Bq/L。

2.6　近礦圍岩蝕變與鈾鈹礦體

2.6.1　圍岩蝕變

礦床圍岩蝕變發育，種類多樣，特別是含礦的花崗斑岩、流紋質晶屑凝灰岩，蝕變現象明顯。各種蝕變強度、范圍不一，在礦體中的近礦圍岩蝕變常見的有螢石化、赤鐵礦化、綠泥石化、水雲母化，其次為錳礦化、碳酸鹽化、高嶺土化、鈉長石化等。

赤鐵礦化：通常稱為「紅化」，與鈾成礦關系密切，為近礦蝕變，將近礦圍岩染成褐紅色或在含礦螢石脈兩側形成紅褐色，在花崗斑岩體中常與礦體分布一致，在含礦裂隙兩側呈浸染狀產出。

螢石化：為中－低溫熱液階段形成的螢石，與鈹礦體有關的常為紫黑色、紫色，呈細脈狀、細粒狀產出，局部見深紫色螢石脈被淺色螢石脈所切穿，部分呈浸染狀賦存於白色碳酸鹽細脈內。

綠泥石化：主要是交代深色礦物，一般是黑雲母，個別為長石或岩石的基質。呈星點狀及鱗片狀組成的放射狀集合體或細脈，這種細脈切穿前期的綠泥石和螢石，蝕變強烈地段可變成深綠色的綠泥石化岩石，這種現象一般見於晶屑凝灰岩中。

絹雲母化：常交代長石斑晶及岩石的基質而呈細小鱗片狀，或與硅化形成共同的細脈，一般在花崗斑岩中出現。

錳礦化：由水錳礦、硬錳礦組成。與礦化有關者呈浸染狀、脈狀及塊狀等，分布在礦體的外側。當礦體產於內接觸帶時這種蝕變關系明顯。

碳酸鹽化：主要為方解石，多與螢石緊密共生，以細脈或團塊出現，並切穿了綠泥石及螢石脈。與成礦作用有關的大部分被染成暗紅色，與錳礦、螢石、鈾礦物共同組成條帶。

2.6.2　鈾鈹礦體

白楊河礦床的主要礦體為鈹礦體，其次為鈾礦體，鉬礦體只在局部出現。三者在平面上分布不均，其組合關系也不一致（圖6）。鈹礦產出空間范圍遠大於鈾礦，往往有鈾鉬礦的部位一般有鈹礦產出，但有鈹礦的部位不一定產出鈾礦、鉬礦。因此，鈾鈹鉬礦亦常常呈同體共生產出（圖7，圖8）。鈹礦體主要產於岩體接觸帶變異部位，鈾礦則多產於有與接觸帶呈斜交的次級密集構造裂隙帶部位，礦體多呈北北西向展布並向南東側伏。

圖6 白楊河礦床鈹、鈾、鉬礦體平面分布示意圖

1—侵入接觸界線；2—角度不整合界線；3—斷層及編號；4—花崗斑岩侵入體；5—輝綠岩脈；6—閃長岩脈；7—工業品位鈹礦體；8—低品位鈹礦體；9—鈾礦體；10—鉬礦體

2.6.2.1　礦體形態與規模

鈹礦體：主礦體有4個，占總資源量的98%，其他為單工程式控制制的小礦體。規模最大的為ⅠBe-1號礦體，占總資源量的64%，位於118～47號線之間，總體呈近東西向（10°）展布，長達4.5km，寬50～1040m，局部受鑽孔控制出現無礦天窗及低品位礦體；其次為ⅠBe-2號礦體，占總資源量的19%，位於39～79線之間，總體呈22°方向展布，延伸長約970m，寬40～160m，控製程度較高，礦體延續穩定，向南部未完全控制，在73線出現無礦天窗；ⅠBe-3號礦體位於75～103線間，呈22°方向展布，長約640m，最寬650m，中部出現無礦天窗及低品位礦體；ⅠBe-4號礦體位於131～147線間，呈東西向展布，長約470m，南北寬960m，整體控製程度低，礦體傾角30°，向南部及東部均未控制。鈹礦體總體產於岩體接觸帶附近。

鈾礦體：總體規模較小，一般長50～130m，最長410m；礦體呈似層狀或透鏡狀；礦體埋深為76～380m，從北向南逐漸變深；礦體標高872～1229m。按照鈾礦體分布特徵可分為4個區段（表1）。

圖7 ZK3612中U-Be-Mo工業礦體產出特徵柱狀示意圖

表1 白楊河礦床鈾礦體形態特徵一覽表

鉬礦體：主要分布於22～66線及91～103線，大致呈北西－南東向展布形態，礦體形態較簡單，礦體以層狀、似層狀為主，礦體在22～66線傾向南，傾角30°；在91～103線南傾，傾角30°。

2.6.2.2　礦體品位與厚度

鈹礦體：工業礦體長200～4500m，寬50～1040m，最小厚度為0.62m，最大厚度為28.99m，平均為5.21m，變化系數為100%。礦體單樣段平均品位0.1922%，變化系數175%；單礦段品位為0.0800%～0.7707%，平均品位0.1549%，變化系數為73.67%；礦床氧化鈹平均品位0.1391%。

圖8 ZK4012-ZK2218剖面鈾、鈹、鉬關系示意圖

1—第四系；2—次火山岩體；3—塔爾巴哈台組；4—輝綠岩脈；5—花崗斑岩；6—凝灰質砂岩；7—凝灰質粉砂岩；8—凝灰質泥岩；9—凝灰岩；10—熔結凝灰岩；11—凝灰質角礫岩；12—晶屑凝灰岩；13—玄武岩；14—輝綠岩脈；15一破碎帶；16—鈹工業礦體；17—鈾工業礦體；18—鉬工業礦體；19—品位及厚度；20—鑽孔編號及高程；21—鑽孔深度

鈾礦體：鈾礦段厚0.39～8.60m，平均厚2.67m，變化系數為82.4%；礦段品位為0.050%～1.212%，平均品位0.185%，變化系數為92.6%（表2）。

表2 白楊河礦床鈾礦體品位、厚度特徵一覽表

鉬礦體：平均厚3.64m，品位0.0496%～0.4224%，平均品位0.1089%，品位變化系數為66.94%。礦體最大厚度為20.83m。單層礦體一般厚0.97～6.82m，平均厚3.31m；品位0.0520%～0.2358%，平均0.1129%。埋深113.96～382.35m。

2.6.2.3　礦石物質成分及存在形式

白楊河礦床屬花崗斑岩接觸帶熱液蝕變型鈾鈹礦床。鈾鈹礦石與圍岩成分基本一致，僅在礦石礦物和蝕變礦物上有所差別。主要岩性為花崗斑岩、晶屑凝灰岩；主要結構為自形粒狀、微細狀結構；主要構造為細脈狀構造、浸染狀構造等。

脈石礦物以石英為主，次為鈉長石、鉀長石、螢石、黏土礦物等。石英以斑晶形式存在於花崗斑岩之中和以晶屑形式存在於流紋質凝灰岩之中；鈉長石和鉀長石為礦石中主要的脈石礦物；螢石主要以兩種形式存在：一是以脈狀形式充填在礦石之中；二是沿長石解理縫充填；綠泥石、高嶺石、絹雲母等黏土礦物為礦石的脈石礦物。磁鐵礦和褐鐵礦為礦石中主要的含鐵礦物，主要以點線狀或星點狀分布於岩石之中；黃鐵礦主要呈半自形粒狀形式存在於岩石中。

鈾主要以鈾礦物、分散吸附狀態兩種存在形式為主，有少量以類質同象等形式存在於其他礦物中。鈾礦物以微脈浸染狀產出的瀝青鈾礦和分布於礦石裂隙面上的鈣鈾雲母為主；鈾呈分散狀及超顯微UO2質點狀主要吸附於紫色螢石和紅色微晶石英中；另在原岩中副礦物（鋯石、磷灰石、獨居石等）中有極微量的鈾呈類質同象形式存在。

偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X 射線能譜及激光拉曼分析結果顯示，鈹的賦存狀態主要以羥硅鈹石為主，極少量含鈹礦物。羥硅鈹石存在形式主要有：一是羥硅鈹石以自形晶、半自形晶的形式存在，常呈細小的板狀和柱狀晶體，主要分布於螢石脈之中；二是羥硅鈹石被包裹於螢石脈之中，與螢石顆粒常呈線狀接觸關系。羥硅鈹石常與深紫色、紫色螢石共生，呈不規則狀、片狀，半自形或他形，粒徑0.01～0.2mm。含鈹鑭鈰礦物為礦石中微量的含鈹礦物，鈹以類質同象形式存在於鑭、鈰礦物之中，鈹的原子百分含量可達14.5%，礦物顆粒大小為5～30μm，主要以半自形粒狀形式呈星點狀或放射狀集合體形式存在。

2.6.2.4　成岩成礦年齡

馬漢峰、李曉峰及加拿大馬尼托巴大學Fayek等分別對該礦床控礦岩體、脈岩及成礦的年齡進行了初步研究，控礦的楊庄花崗斑岩體形成年齡為309.3Ma（單顆粒鋯石U-Pb法）；小白楊河花崗斑岩岩體形成年齡為（231.40±0.85）Ma（明顯偏小）。脈岩主要有輝綠岩和閃長岩，其中輝綠岩形成年齡為（254.2±1.9）Ma，閃長岩形成年齡為（298±18）Ma、（222±18）Ma（銣－鍶法）。宏觀與微觀研究顯示鈾鈹不是同一成礦期次，通過礦石中瀝青鈾礦獲得鈾成礦年齡為（197.8±2.8）Ma、（224±3.1）～（237.8+3.3）Ma、（97.8±1.4）Ma、（30.0±0.4）Ma；通過礦石中不同期次螢石的形成確定鈹成礦年齡為（298+18）Ma、（264±12）Ma、（255+13）Ma和（249+16）Ma。

3　主要成果和創新點

3.1　主要成果

（1）落實白楊河特大型鈾鈹礦床，礦床類型獨特，是我國鈾鈹綜合勘查的首次重大突破

白楊河鈾鈹多金屬礦床鈹礦資源量達到特大型規模，鈾礦資源量達到中型規模，並探明少量伴生鉬礦。該礦床為較為典型的火山熱液型鈾鈹多金屬礦床，主要鈹礦物為羥硅鈹石，主要鈾礦物為瀝青鈾礦，礦石礦物組合為羥硅鈹石－瀝青鈾礦－輝鉬礦，熱液蝕變組合為赤鐵礦化—螢石化—綠泥石化—鈉長石化—碳酸鹽化—錳化，礦化類型獨特，是我國唯一的羥硅鈹石型鈾鈹多金屬礦床，該項成果被評為2010年度「全國十大地質找礦成果」之一。

（2）查明了白楊河礦床鈾多金屬礦化特徵，為礦山開采提供了地質依據

通過勘查，基本查明了雪米斯坦火山岩帶鈾多金屬礦的分布，基本查明了礦化規模、礦體埋深、礦體形態、礦體厚度及礦石品位變化規律；查明了礦石特徵成分特徵及存在形式。

（3）建立了「白楊河式」成礦模式及找礦模式

在雪米斯坦火山岩帶鈾多金屬礦勘查過程中，對白楊河礦床鈾多金屬礦的分布規律、鈾成礦規律、控礦規律進行了系統的研究，在此基礎上總結出了「白楊河式」成礦模式及找礦模式，為我國北方晚古生代火山岩鈾多金屬礦勘查工作提供了重要借鑒。通過勘查實踐，提出了五大控礦因素[7,8]:

1）接觸帶構造：白楊河礦床工業鈾礦體主要發育於楊庄岩體的內外接觸帶構造上，以內接觸帶為主；鈾礦體通常發育在距接觸帶幾米至幾十米的范圍內，大的礦體均是沿接觸帶平行發育的平躺著的礦體，在遠離接觸帶的岩體中或地層中發育的則是豎著的礦體；沿構造裂隙發育的規模較小的次要礦體，在礦床中所佔的資源量有限。

2）斷裂構造：楊庄岩體和圍岩接觸帶附近鈾礦體較為發育的原因也是接觸帶附近斷裂構造較為發育。斷裂構造既充當鈾成礦流體的通道又是鈾沉澱的場所，成礦流體中的鈾沿著斷裂或裂隙運移時，對其兩側的岩石進行滲透和交代蝕變，使溶液中的鈾含量逐步提高，然後在適當的構造環境下沉澱富集就形成了鈾礦化，而且鈾礦化多發育在次級斷裂內。

3）花崗斑岩體控礦：鈾成礦作用受花崗斑岩控制明顯，所有鈾礦化均處於花崗斑岩體內或其邊部。楊庄次火山岩體鈾含量較高，後期熱液很容易從中淬取出鈾而形成含鈾熱液在有利部位富集成礦。其侵入通道可能在岩體東部第四系覆蓋之下，是今後找礦的重點地段。

4）熱液作用：白楊河鈾礦床熱液成礦作用現象明顯，熱液作用類型可能多樣，但與鈾成礦作用關系密切的可能為火山期後熱液，根據其特點可分為早期中高溫熱液和晚期低溫熱液，中高溫熱液蝕變規模大，強度大，與鈾礦化關系明顯，晚期低溫熱液及後期脈岩作用導致的熱液規模較小，可能對鈾成礦起到改造作用。

5）蝕變作用：蝕變作用是鈾礦化的直接表現，可作為尋找鈾礦的直接標志，但在鈾成礦過程中蝕變作用發育程度和強度決定形成的鈾礦化的規模。蝕變規模大，說明熱液蝕變持續的時間長，參與蝕變的熱液體量大，其帶來的物質就多，在岩石中沉澱富集的鈾量就多，因而能形成較大的或較富的礦體。

與鈾礦有關的蝕變主要有赤鐵礦化、高嶺土化、水雲母化、綠泥石化、紫黑色螢石化、錳礦化。通常赤鐵礦化和紫黑色螢石化在鈾礦化的內帶，與瀝青鈾礦和其他鈾礦物距離較近，向外依次為高嶺土化、水雲母化、綠泥石化。一般規律是蝕變規模越大，強度越高，分帶越清晰，鈾礦化愈好。

3.2　創新點

（1）勘查技術方法的綜合應用

白楊河礦床鈾多金屬礦勘查，不僅採用了地質、物探、化探（包括井中化探）、遙感等綜合技術手段，而且對火山岩型鈾多金屬礦的勘探類型和不同勘查階段工程間距進行了研究，初步進行了礦床數字化建模，為實現數字勘查奠定了基礎。由於不同礦種在不同勘查階段所要求的勘探工程間距不同，為了滿足不同礦種的勘查要求，採用40m×40m為基本工程勘查間距，同時滿足了不同礦種的需要，這無疑對其他地區同類型礦床的勘查工程部署具有重要的指導意義和推廣價值。

（2）開采（冶煉）工藝創新

白楊河礦床為鈾多金屬礦床，其中的鈾、鈹、鉬礦體在空間上部分重合在一起，所開採的礦體為混合型礦石，在冶煉過程中必須採用分離技術。羥硅鈹石型鈹礦石在中國鈹礦冶煉史上是個首例，其選礦技術是礦山開採的關鍵。通過科技攻關，攻克了鈾、鈹分離的難題，大大改進了鈹礦石的溶礦方法，並獲得了國家專利。

4　開發利用狀況

白楊河礦床鈹資源量已達到特大型規模，為開發利用鈹礦資源，已成立了新疆中核大地和豐礦業有限公司。公司在資源開發的同時，依託國內科研院所，在實驗室條件下已完成鈹的浮選試驗，選出的鈹精粉已達到工業一級品的要求。該鈹礦床的開發利用，將有效緩解我國鈹原料不足的現狀[9] 。

白楊河地區鈾礦地質勘查工作開始於20世紀50年代，最終落實了兩個小型鈾礦床。70年代在中心工地礦床由新疆生產建設兵團建工師進行了試驗性開采，80年代後期礦山關停。在本輪找礦勘查中對礦床鈾資源做了重新勘查評價，並對鈾鈹礦石做了鈾鈹分離的浸出工藝實驗，試驗結果表明，鈾礦石具有浸出率高、耗酸量低等特點，可以作為伴生礦產進行綜合回收利用。目前正在開展礦山綜合開發建設的前期工作。

5　結束語

經過近年來的勘查工作，在22～66線發現了新的鈾礦體，鈾礦資源量有所擴大，達到中型規模。目前楊庄岩體以東工作程度低，其頂、底界面保存完好，並在頂界面附近已發現礦化，因此，該區域是今後攻深找盲的重點地段。

區域上，雪米斯坦火山岩帶長約120km，前人在白楊河礦床東部已發現了一批鈾礦點、礦化點及異常點，通過近年的找礦勘查工作已發現了水根薩依一帶等鈾鉬找礦靶區，表明雪米斯坦火山岩帶具有較好的找礦潛力，有望繼白楊河鈾鈹礦床後再落實幾處鈾多金屬礦勘查基地。

參考文獻

[1]王保群，曹祥文，譚昌年，等．新疆西准噶爾北部地區鈾礦綜合性區調報告[R]．核工業二一六大隊，1990.

[2]劉剛，李彥龍，李炎龍，等．新疆和布克賽爾縣白楊河地區1∶5萬鈾礦區域地質調查[R]．核工業二一六大隊，2010.

[3]陳奮雄，劉剛，張雷，等．新疆和布克賽爾縣白楊河礦區二號工地鈹礦詳查報告[R]．核工業二一六大隊，2008.

[4]李彥龍，張雷，王謀，等．新疆和布克賽爾縣合什哈西哈力乾地區鈹礦詳查區外圍（東段）鈹礦詳查[R]．核工業二一六大隊，2009.

[5]李彥龍，張雷，朱明永，等．新疆和布克賽爾縣白楊河礦區東段鈾－稀有金屬礦詳查[R]．核工業二一六大隊，2010.

[6]王謀，李彥龍，張雷，等．新疆和布克賽爾縣合什哈西哈力乾地區鈹礦詳查區外圍（東段）鈹礦詳查[R]．核工業二一六大隊，2009.

[7]王謀，李曉峰，王果，等．新疆雪米斯坦火山岩帶白楊河鈹鈾礦床地質特徵[J]．礦產勘查，2012,3（1）:34-40.

[8]王謀，王果，李曉峰，等．新疆雪米斯坦火山岩帶南翼鈾多金屬成礦控制因素分析[J]．新疆地質，2013,31（1）:71-76.

[9]張霖．白楊河礦區伴生鈹的開發前景評價[M]．核工業二一六大隊，2000.

我國鈾礦勘查的重大進展和突破進-—入新世紀以來新發現和探明的鈾礦床實例

[作者簡介]王謀，男，1983年生，工程師。2005年畢業於石家莊經濟學院資源勘查工程專業。2013年以來任核工業二一六大隊地勘院項目技術部主任，一直從事鈾礦地質勘查及科研工作。2011年獲國防科技進步二等獎1項、2010年度十大地質找礦成果獎1項、中核集團公司科學技術二等獎1項，2014年獲中國地質調查局地質調查成果二等獎1項。

5、鈹銅合金的分類是什麼？

鈹銅可分為，鈹青銅（C17200），鈹鈷銅（C17500），鈹鎳銅（C17510），鈹鎳鈷銅（CW103C）

鈹青銅是一種含鈹銅基合金（Be0.2～2.75%wt%），在所有的鈹合金中是用途最廣的一種，其用量在雕世界已超過鈹消費總量的70%。鈹青銅是沉澱硬化型合金，固溶時效處理後具有很高強度、硬度、彈性極限和疲勞極限，彈性滯後小，並具有耐蝕（鈹青銅合金在海水中耐蝕速度：（1.1-1.4）×10-2mm／年。腐蝕深度：（10.9-13.8）×10-3mm／年。）腐蝕後，鈹青銅合金強度、延伸率均無變化，故在還水中可保持40年以上，鈹銅合金是海底電纜中繼器構造體不可替代的材料。在硫酸介質中：鈹青銅在小於80％濃度的硫酸中（室溫）年腐蝕深度為0.0012-0.1175mm，濃度大於80％則腐蝕稍加快。 

鈹銅合金具有高強度、高硬度、高導電性、高彈性、耐磨、耐疲勞、抗腐蝕性及彈性滯後小等特點。產品用途：各類焊接用電極及精密鑄造模具、溫度控制器、手機電池、電腦、汽車零配件、微電機、電刷針、高級軸承、眼鏡、接觸件、齒輪、 沖頭、各類無火花開關等。產品牌號： C17200鈹銅，C17500鈹鈷銅，C17510鈹鎳銅。產品類型：棒，餅，條，塊，六角棒，板，帶，線，管等。硬度： >HRB 100導電率: 45-60%IACS

6、銅鋅冶煉對人體有危害嗎

有色金屬冶煉是職業危害比較嚴重的生產過程，在整個生產過程中從原料到成品都產生各種各樣的職業危害。
燒結、焙燒、冶煉中產生大量的含有各種毒物的混合性煙塵，每生產1 t鉛排放煙塵量約為0.6 t，每生產1 t鋅排放煙塵可達0.11～35.8 t，嚴重地污染了車間內外環境。
（1）鉛冶煉工的鉛中毒發病率較高。
（2）鈹冶煉中產生鈹蒸氣、煙塵，工人長期接觸可發生鈹中毒、鈹性皮炎、皮膚潰瘍、肺的鈹肉芽腫。
（3）銅鋅冶煉時產生大量的鋅蒸氣，在空氣中，迅速被氧化成氧化鋅，吸入氧化鋅引起的金屬熱是銅鋅等金屬冶煉中多發的職業病。
（4）錫、銻冶煉過程中產生的煙塵，工人長期接觸可引發上呼吸道炎症，長期累積可發生錫塵肺、銻塵肺等。
（5）刺激性氣體的危害在有色金屬冶煉中也是比較常見的，銅鋅冶煉中產生的大量二氧化硫，可對人體造成危害。
（6）粉塵的危害在有色金屬冶煉過程中也是普遍的，粉塵中含毒性較大的鉛、鈹、鉈等，其中游離二氧化硅所造成的危害也是不可忽視的。
（7）高溫與熱輻射是有色金屬冶煉中較普遍的危害因素。
三、預防措施
有色金屬冶煉中毒物、粉塵、物理因素各種職業危害幾乎均有，可列為職業危害嚴重的生產過程，必須採取更為嚴格的預防措施。解決有色金屬冶煉中的職業危害根本出路在於對生產工藝過程、生產設備的技術改造，徹底實現生產過程的密閉化、自動化。防暑降溫，控制雜訊、振動等措施在有色金屬冶煉過程中也是必不可少的

7、高中化學，請問金屬的冶煉方式有幾種？據我所知一共有四種，分別是熱還原，熱分解，電解，金屬鈉冶煉金屬

1.我印象中熱還原有兩種，一種是利用的利用CO等在高溫下具有的還原性還原中等活潑的金屬，另一種是利用鋁熱反應（但鋁熱反應更傾向於利用它的熱量而不是產物，因為本身冶煉鋁也具有一定難度，雖然目前鋁的價格由於電解冶煉技術的進步已經不再高昂）。熱分解則是利用金屬氧化物的熱不穩定性，加熱分解生成金屬單質。一般不活潑的金屬的氧化物比較容易分解。
2.Na冶煉金屬是利用它的強還原性和沸點。本身K金屬性強於Na，但是由於K的沸點較Na低，反應過程中K的揮發會使平衡向著生成K的方向進行，從而達到冶煉的目的。因此比Na沸點低而且難以用熱還原法還原的金屬都是可以在考慮之列的，如Rb（銣）等。
3.氯化鉀會腐蝕電極是因為反應會在陽極生成具有強氧化性的氯氣從而腐蝕陽極。
4.電解法冶煉的一定是在熔融狀態下能導電的化合物（穩定的離子化合物）。因此上述的化合物是可以用來電解的。但是電解法同樣需要考慮成本。熔點高的離子化合物，如氧化鈣，可能會使成本大大增加，因此在工業上受到限制。氧化鋁熔點高，但是AlCl3是共價化合物導致只能使用氧化鋁電解，工業上為了降低熔點減少成本會加入冰晶石（Na3AlF6)。
5.目前看到的都是正確的。
6.一般不是。它們的熔點於鈉相較更高，因此更傾向採用電解法。如鈹會使用BeCl2電解的方式，但是由於氯化鈹的共價性較強（接近AlCl3)，一般會加入其他物質增強導電性。
7.鉑、金在自然界一般即以單質形式存在，因此是不需要冶煉的，只需要通過物理方法分離。例如篩金（沙裡淘金），利用沙與金的密度不同的特點（傳統上利用水流）分離。

8、居里夫人對科學有哪些貢獻？

癌，這個吞食人們生命的怪物，在人類歷史的長河中，曾幾何時奔盪不羈，象戰爭的罪犯，給人們留下痛苦和死亡。人們無時無刻不在尋找同它斗爭的武器。可是，一個世紀又一個世紀地過去了，直到二十世紀初，波蘭偉大的科學家瑪麗·居里——斯克洛道夫斯卡和她的丈夫皮埃爾·居里發現了一種新的放射性元素——鐳。它可以破壞被病毒侵蝕了的細胞，然後構成新的、健康的細胞組織。這樣，鐳就成了治癌的有力武器。
朋友，如果你被病魔久纏不愈，甚至面臨死亡危險的時候，由於得到鐳的放射性治療而康復，要感謝居里夫人的話，那麼，你就應該用實際行動去學習她那忘我的精神和不屈的鬥志；如果你是一位白衣戰士，有志攻克癌症這個頑固的堡壘，那麼，追溯居里夫人一生走過的道路，你將會得到很大的啟發和教益；如果你是一個科技工作者，下決心為在本世紀末實現四個現代化，貢獻出自己的一切，那麼，你從居里夫人的身上，將會看到：志在攀登科學頂峰的人該怎樣戰斗和生活……

最高原則

一八七七年的波蘭，還是一個千瘡百孔、支離破碎的國家。它被沙皇俄國、奧地利和普魯士侵佔著。

在壓迫中降生，在鐵蹄下長大的小瑪麗，對世間發生的這一切疑惑不解：為什麼波蘭的孩子不準學波蘭話？為什麼波蘭的孩子不準看波蘭書？為什麼波蘭的孩子要在沙俄監察員的監視下學習？放學回家的路上，瑪麗問她的小夥伴：「沙皇要我們波蘭干什麼？他難道還不夠富有嗎？他的國土是那麼大。」老師最了解孩子們的心裡。當沙俄監察員不在的時候，秘密地講授著波蘭民族反抗侵略者的歷史；秘密地傳授著波蘭的文化和語言；秘密地培養孩子們熱愛祖國的感情。小瑪麗回到家裡，父親和哥哥秘密地給她講：「壓迫會產生反抗」、「知識就是力量」，喚起她追求知識和提高學習成績的強烈願望。從此，小瑪麗的心窩里，就埋下了對祖國熱愛、對侵略者憎恨的感情。雖然她還只有十歲，不懂得怎樣去反抗侵略者，但是那種決不屈服的性格卻在她幼小的心靈里燃燒著；為祖國解放而學習的念頭，在她的腦海里翻騰著。

瑪麗由於學習刻苦，成績優異，順利地從小學升入中學，又以獲得金質獎章的成績在中學畢了業。她多麼想繼續升學和深造啊！可是，帶著殖民枷鎖和封建鐐銬的波蘭，大學是不收女生的。她夢想去巴黎學習物理和化學。可是，清貧的斯克洛道夫斯基一家，連生活都難以維持，又那裡拿得出到外國求學的費用呢？何況她姐姐中學畢業已經三年了，幻想到巴黎學醫的計劃，一次次都變成了泡影。強烈的求知慾望沒有使姊妹倆心灰意冷，而是更加倔強地向既定目標挺進。瑪麗和姐姐分別去擔任家庭教師，一點一滴地積蓄著去巴黎求學的費用。

一個春天的早晨，瑪麗驚喜地告訴姐姐，她想出了一個到巴黎求學的好辦法：「是這樣，你把我們倆個節省下來的這一點錢都帶上，先到巴黎去，我仍然留在這兒當家庭教師，把我掙來的錢都寄給你，等你當了醫生，再設法接我到巴黎去學物理和化學。」多大的犧牲，多好的辦法啊！瑪麗的這一番話，使她姐姐感激地流下了熱淚。打這以後，瑪麗更加節衣縮食，按月把自己掙來的錢寄給在巴黎的姐姐，寧肯自己窮得身邊連零花錢也沒有，連寫信的郵票都買不起。貧苦的生活影響不了瑪麗刻苦學習的積極性。她為了多學一些，養成了每天早晨六點鍾以前就起床學習的習慣，而晚上常常自修到深夜。她不僅刻苦自學，而且不辭辛苦地到波蘭農村給孩子們講授科學知識，到工廠女工中傳播波蘭文化，而這樣做是隨時都有可能被密探們發現，被沙俄監察員抓走的。可是瑪麗的心目中只有一個念頭：為被壓迫的祖國服務，為祖國的解放而學。正象她給自己一位童年時代的朋友的信中所說：「我用盡了力量來應付這一切，再接再勵……我有一個最高原則：不管是對人或者對事，都決不屈服！……」

志在頂峰

有志者事竟成。度過五年艱苦歲月，瑪麗用她倔強的兩手開拓了達到理想境界的道路，姐姐獲得了博士學位，妹妹踏上了新的征程。

瑪麗來到巴黎索爾本學院求學，穿著褪了色、掛了絲的衣服；住著難以形容的簡陋小屋；錢用光了，常常是整個星期用麵包和茶水充飢。大學的圖書館象塊有魔力的磁石，緊緊地吸引著瑪麗。瑪麗象塊貪婪的海綿，拚命地吸吮著知識的乳汁。有一次，她正在圖書館里伏案攻讀，突然暈倒在地，有的同學找來醫 生給她做了檢查。原來是因為瑪麗忘記了吃飯。忘記吃飯，對於瑪麗來說已經成為司空見慣的事了。她的姐夫、姐姐常常為這件事操心，瑪麗也常常為這件忘卻了的事情發笑。每當晚上十點鍾，圖書館閉館了，瑪麗才帶著婉惜的心情離去，回到自己的小屋裡，在煤油燈下繼續用功，一直到後半夜兩點鍾。當她躺在床上休息的時候，又被凍得不得不爬起來，把自己所有的衣服一件一件地全部穿上，再重新躺下。早晨起床的時候，洗臉盆里的水凍成冰塊，就連水壺里的水也結成了冰。艱苦的生活，刻苦的學習，弄得這位年輕的姑娘面色蒼白、容顏憔悴。然而，在向科學之巔攀登的瑪麗，卻象那冰山上的雪蓮，開得那樣火紅，放射出絢麗的異彩。在索爾本學院的學位考試中，瑪麗以她優異的成績獲得了物理學碩士第一名。從此，瑪麗的研究內容擴充到許多方面。在研究金屬磁性的試驗中，在物理學會的會議席上，瑪麗結識了優秀的物理學家皮埃爾·居里。在崎嶇的小路上相識，在向科學頂峰的攀登中結成伴侶。從此瑪麗、居里成了不可分開的名字。

物理學家亨利·柏克勒爾發現：鈾的鹽類會發出一種看不見的射線。當時，這種神秘射線的來源對科學家們來說，還是一個算不出答案的難題。居里夫婦正是從解決這個難題入手，開始了他們共同的生活和戰斗。他們經過反復的研究和試驗，終於從瀝青狀鈾礦里先後發現了放射性元素——「釙」和「鐳」。亨利·柏克勒爾的難題攻下以後，居里夫婦並沒有停止他們的腳步，而是繼續向光輝的頂點前進！當時，幾平所有的化學家、物理學家對於鐳的發現都持觀望態度。因此，居里夫婦又給自己提出了一個新的攻堅任務：下決心，從瀝青狀鈾礦中取出「相當」分量的鐳，拿出「真憑實據」來，證明這種「神密」射線的存在。

沒有錢買瀝青狀鈾礦作試驗，他們就用瀝青狀鈾礦的殘渣供試驗用；沒有實驗室，他們就借用所在學校的一間簡陋的木板房搞實驗。兩位科學家向大自然的開戰就這樣開始了。要把大量的礦渣加熱，要在盛礦渣的大桶里每次攪拌好幾個小時，是一項艱巨的體力勞動。小屋裡散發出來的刺激性很強的蒸汽使人窒息。居里夫婦正是在這種惡劣的條件下，進行著提取「鐳」的不懈的搏鬥，為了使實驗不間斷，他們往往就在這里，邊做實驗，邊做頓簡單的飯來充飢。日復一日，年復一年，四年時間過去了，盡管居里夫婦歷盡了千辛萬苦，可是把鐳分析出來的試驗還是沒有成功。

不衛生的工作環境又使皮埃爾·居里患上了四肢疼痛的病症。瑪麗身上的擔子就更重了。她需要把大量的礦渣加熱、攪拌，把大桶里的流汁倒出來，如蒸餾、結晶等等。化學處理的繁重勞動，累得瑪麗癱瘓了一樣。每到晚上，她照料完孩子，又要開始他們的論文寫作，有時整年的時間在實驗室里度過。這對年輕的夫婦沒到過一次戲院、沒有去聽過一次音樂會，甚至沒有訪問過一次朋友。可是，僅用一年的時間，居里夫婦竟寫出過三篇震撼世界的科學論文。正象瑪麗·居里後來回顧這段艱苦歷程時所說：「…在這 間簡陋的木板房子里度過的幾年，是我們一生中最有價值的、最幸福的、完全獻身於工作的時期。」

一九0二年深冬的一個雪夜，居里夫婦肩並著肩、手挽著手，迎著萬家燈火，踏著厚厚的積雪，習慣地向他們的實驗室走去。當皮埃爾·居里劃火柴開門的時候，被瑪麗·居里攔住說：「不要點亮。」他們摸黑走進小屋，頓時驚呆了。這間簡陋的木板房簡直成了一個魔宮：從瓶子里、罐子里、桶里放出一片晶瑩的藍光，特別是那支盛試驗產物的玻璃管里，放射出來的光更加強烈。看不見的射線，看見了！神秘的射線揭穿了！他們日思夜想的鐳誕生了！可是，誰曾想到這世界上第一克鐳竟是居里夫婦從八噸瀝青狀鈾礦的殘渣碎屑中，經過整整四年的辛勤勞動才提煉出來的。它象鑲嵌在科學之巔的一顆明亮的珍珠，被不畏勞苦的居里夫婦親手摘下來了！這一克鐳的誕生包含著居里夫婦多少次失敗的教訓，多少次勝利的喜悅呵！至於究竟盛著他們多少勞動的汗水和腦汁，那卻是無法計算了，但是從居里夫人還在學生時代給她哥哥的信中，我們可以看到這個偉大事業的成功所在：

「人必須有耐心，特別是要有信心」，「我應該相信，自己對於某種事業有特殊的才幹，並且應該不惜任何代價來完成這個事業。」

鄙視功利

居里夫婦發現鐳的偉大功績和獲得諾貝爾獎金的榮譽，象一聲春雷轟動了整個世界。外國科學界的誠摯邀請電，各地發來的熱情賀信，象雪片一樣飛來；懷著崇高敬意的來訪者絡繹不絕；毫不相識的人，請求他們親筆簽名留念；攝影師趕來拍照；新聞記者前來采訪……當瑪麗·居里還是一個默默無聞的窮學生時，飢餓、寒冷、清貧和冷眼包圍著她、侵擾著她，她對這一切曾做出響錚錚地回答：決不屈服！刻苦學習！今天，當百萬法郎、燦燦的金質獎章向她微笑的時候；當成功、榮譽、祝賀象潮水般涌來的時候，居里夫婦用堅定的行動，表現了他們具有高貴的品質；毫不誇耀，謙虛忘我！

一次，有一位報社記者前來采訪這位科學家，想把她的事跡報道出去。她堅定地回答：「在科學上重要的是研究出來的『東西』，不是研究者的『個人』。」

對於研究出來的東西——鐳，有幾位朋友勸他們申請生產鐳的專利權。瑪麗·居里代表她的丈夫作出了這樣的決定：「不應該這樣做。這是違背科學精神的。科學家的研究成果應該公開發表，不受任何限制。——如果我們的發現可以獲利，這只是一件偶然的事情，在這上面我們不應該有什麼優先權。何況鐳是對於病人有好處的……依我看，我們不應當藉此來謀利。」他們把這個偉大的發現交給工業界和醫學界廣泛利用，並不謀求個人的任何私利。

巨額的諾貝爾獎金，對於一向清貧的居里夫人來說，並不希罕它，而是把大量的獎金贈送給波蘭的大學生、貧困的女友、實驗室的助手、沒有錢的女學生、教過她的老師、資助過她的親屬。

瑞士的日內瓦大學公開提議，給他們提供優厚的待遇，聘請他們到大學講學。做為普通中學教師的居里夫婦認為，這樣做盡管對自己有利，但會影響甚至會中斷他們的研究工作，因而謝絕了，仍舊在他們那間破舊的木板房裡作實驗。

皮埃爾·居里逝世以後，居里夫人把他們共同研究的成果，價值一百萬法郎的鐳，無償地贈送給了一個研究治癌的實驗室。她說：「只要能治好病，甚至只要能夠使病人減輕一些痛苦，那麼我們的工作就不算是徒勞的了。」許多朋友責怪她，沒有把這筆財產留給自己的孩子。居里夫人卻有自己的見解，她說：「貧困固然不大好受」，「但是富裕卻也沒有必要，甚至是很討厭的。」她要求自己的孩子，用勤勞的雙手去開拓自己的生活道路。而她給孩子們留下的卻是那獨立不羈的精神和鄙視功利的高尚品德。

有名的學者愛因斯坦曾經這樣評價居里夫人：「在我所認識的所有著名人物裡面，居里夫人是唯一不為盛名所顛倒的人。」

英勇獻身

一九一四年第一次世界大戰爆發了。

當德國侵略軍逼近巴黎的時候，居里夫人毅然走上了反侵略戰爭的戰場。她用她所掌握的科學知識，努力為傷員們服務。為了很快檢查出受傷者身上的槍彈和彈皮的所在位置，及時為傷員實施手術，解除他們的痛苦和死亡，居里夫人研究用汽車上的發動機發電，在汽車上安上一套愛克斯光射線設備。這種活動的愛克斯射線車，士兵們親切地叫它「小居里」。一天早晨，居里夫人乘坐的那輛「小居里」突然發生了事故，跌進了路旁的戰壕里，居里夫人被擦傷、摔昏了，這可把年輕的司機嚇壞了，表示再也不敢開汽車。居里夫人在戰爭期間開始刻苦學習駕駛技術。幾個星期後，她又成了一名合格的司機。從此，居里夫人親自駕著汽車，不知疲倦地從一個診療站跑到另一個診療站，一下車，就投入了透視、照像的緊張戰斗……

如果說居里夫人在這炮火連天的戰場上，英勇的獻身精神是可歌可泣的，那麼，她在那無聲無響的實驗室里，英勇的獻身精神。更使人肅然起敬。居里夫人繼鐳的發現之後，又成為愛克斯光射線學方面的權威，並著手提煉放射性元素「錒」。幾十年來，居里夫人由於長期從事放射性物質的研究工作，加上惡劣的實驗環境和對身體保護的不夠嚴格，時常受到放射性元素的侵襲，使她的血液漸漸受到了破壞。她患有肺病、眼病、膽病、腎病，甚至患過神經錯亂症。但是，在居里夫人看來，科學研究要比她本身的健康更重要。她曾為了能參加世界物理學大會，請求醫生延期施行腎臟手術；她曾帶病回國參加鐳研究所的開幕典禮。她曾忍受著眼睛失明的恐懼，頑強地進行科學研究。直到她生命的最後一息，由於惡性貧血、高燒不退，躺在床上的時候，仍然要求她的女兒向她報告實驗室里的工作情況，替她校對她寫的《放射性》著作。居里夫人把她的一生完全獻給了偉大的科學事業。

一九三四年七月四日，原子時代的先驅、鐳的「母親」——居里夫人與世長辭了。但是，她那決不屈服的最高原則、志在頂峰的雄心壯志、鄙視功利的高尚品德、英勇獻身的實際精神，將永遠銘刻在人們的心中，激勵人們向新的目標前進！

9、金屬礦選礦奧秘

（一）金屬礦選礦的定義和作用

1. 選礦的定義

選礦最早英文解釋為 Ore Dressing 或 concentration，意為礦砂富集。隨後延伸為礦物處理，英文為 Mining process。選礦是利用礦物的物理或物理化學性質的差異，藉助不同的方法，將有用礦物同無用的礦物分離，把彼此共生的有用礦物盡可能地分離並富集成單獨的精礦，排除對冶煉和其他加工過程有害的雜質，提高選礦產品質量，以便充分、合理、經濟地利用礦產資源。

礦物是在地殼中由於自然的物理化學作用或生物作用，所產生的自然元素和自然化合物，如金、銀、銅自然元素和黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等自然化合物。這些元素和化合物都具有各自的物理性質，如粒度、形狀、顏色、光澤、密度、摩擦系數、磁性、電性、放射性、表面潤澤性等。這些不同的性質為不同的選礦方法提供了依據。

2. 選礦的作用和地位

自然界蘊藏著極為豐富的礦產資源，但是，除少數富礦外，一般含量都較低，例如，很多鐵礦石含鐵只有 20% ～ 30%；銅礦石含銅小於 0.5%；鉛鋅礦石中鉛鋅的含量不到 5%；鈹礦石氧化鈹含量 0.05% ～ 0.1%；這樣的礦石直接冶煉，極不經濟。一般冶金對礦石的含量有一定的要求。如鐵礦石中鐵的含量最低不得低於 45%；銅礦石中銅的含量最低不得低於 12%；鉛礦石含鉛不得小於 40%；鋅礦石含鋅不得小於 40%；氧化鈹含量不小於 8%。對於采出的礦石在冶煉之前，必須經過選礦工藝，將主要金屬礦物的含量富集幾倍、幾十倍乃至幾百倍才能滿足冶煉工藝的要求。

通過選礦手段為冶煉提供「精料」，減少冶煉的物料量，大大提高冶煉的技術經濟指標。在選礦過程中大量的廢石被排除，減少了爐渣量，一方面減低了能耗和運輸成本，同時也相應地減少了爐渣中的金屬損失，大大提高了冶煉的回收率。例如，某冶煉廠將銅精礦含量提高1%，每年可多生產粗銅 3135 噸。某鋼鐵公司將鐵精礦含量提高 1%，高爐產量提高 3%，節約石灰石 4% ～ 5%，減少爐渣量 1.8% ～ 2%。目前，我國要求入爐煉鐵磁鐵礦含量在 65% 以上，如果鐵精礦含量達到 68% 以上，可以採用直接煉鋼工藝，大大簡化冶煉流程。

通過選礦工藝可以減少冶煉原料中有害元素的危害，變害為利，綜合回收金屬資源。自然界中的礦石往往含有多種有用成分，例如，銅、鉛、鋅等有色金屬往往共生或伴生於同一礦床中；鐵既有單一的鐵礦石，也有鐵－銅、鐵－硫、釩鈦鐵等共生礦石。冶煉過程中對原料中某些共生或伴生元素，常視為有害雜質。例如，煉銅的原料中含鉛、鋅都是有害雜質。煉鐵原料中含硫、磷和其他有色金屬都是有害雜質。但將這些雜質提前通過選礦工藝使之分離分別富集後，分別冶煉，變害為利。

選礦也作為冶煉工藝中的一個中間過程，用以提高選礦、冶煉兩個過程的總的經濟效益。例如，我國金川有色金屬公司冶煉廠現有的生產流程是將銅－鎳混合精礦用電爐熔煉、轉爐吹煉，產出高冰鎳，經過緩冷後，再破碎磨礦，用浮選法獲得銅精礦和鎳精礦，用磁選法得到合金。此後分別進入各自的冶煉系統提取金屬銅、鎳和貴金屬。

選礦是冶金、化工、建材等工業部門必不可少的極其重要的一環。選礦技術的發展，大大地擴大了工業原料基地，從而使那些以前因為含量太低或成分復雜而不能在工業上應用的礦床變為有用礦床。

近 20 多年來，隨著科學技術和經濟建設的迅猛發展，對礦產資源的需求量與日俱增，礦產資源開采量翻番，周期愈來愈短，易采易選的單一富礦愈來愈少，嵌布粒度細、含量低的難選復合礦的開采量愈來愈大，對礦產品加工過程中的環保要求越來越高，這些都需要通過選礦方法來解決。

（二）選礦方法

目前常用的選礦方法主要是重選、浮選、磁選和化學選礦，除此而外還有電選、手選、摩擦選礦、光電選礦、放射性選礦等。

重力選礦法（簡稱重選法），是根據礦物密度的不同及其在介質（水、空氣、重介質等）中具有不同的沉降速度進行分選的方法，它是最古老的選礦方法之一。這種方法廣泛地用來選別煤炭和含有鉑、金、鎢、錫和其他重礦物的礦石。此外，鐵礦石、錳礦石、稀有金屬礦、非金屬礦石和部分有色金屬礦石也採用重選法進行選別。

磁選法，是根據礦物磁性的不同進行分選的方法。它主要用於選別鐵、錳等黑色金屬礦石和稀有金屬礦石。

浮游選礦法（簡稱浮選法），是根據礦物表面的潤澤性的不同選別礦物的方法。目前浮選法應用最廣，特別是細粒浸染的礦石用浮選處理效果顯著。對於復雜多金屬礦石的選別，浮選是一種最有效的方法。目前絕大多數礦石可用以浮選處理。

化學選礦法，基於礦物和礦物組分的化學性質的差異，利用化學方法改變礦物組成，然後用相應方法使目的組分富集的礦物加工工藝。目前對氧化礦石的處理效果非常明顯，也是處理和綜合利用某些貧、細、雜等難選礦物原料的有效方法之一。

電選法是根據礦物電性的不同來進行選別的方法。

手選法是根據礦物顏色和光澤的不同來進行選別的方法。

摩擦選礦是利用礦物摩擦系數的不同對礦物進行分選的方法。

光電選礦是利用礦物反射光的強度不同對礦物進行選別的方法。

放射性選礦是利用礦物天然放射性和人工放射性對礦物進行選別的方法。

（三）選礦過程

選礦是一個連續的生產過程，由一系列連續的作業組成，表示礦石連續加工的工藝過程為選礦流程（圖 6-7-1）。

礦石的選礦處理過程是在選礦廠里完成的。不論選礦廠的規模大小（小型選礦廠日處理礦石幾十噸，大型選礦廠日處理礦石量高達數萬噸以上），但無論工藝和設備如何復雜，一般都包括以下三個最基本的過程。

選別前的准備作業：一般礦石從采礦場采出的礦石粒度都較大，必須經過破碎和篩分、磨礦和分級，使有用礦物與脈石礦物、有用礦物和無用礦物相互分開，達到單體分離，為分選作業做准備。

選別作業：這是選礦過程的關鍵作業（或稱主要作業）。它根據礦物的不同性質，採用不同的選礦方法，如浮選法、重選法、磁選法等。

產品處理作業：主要包括精礦脫水和尾礦處理。精礦脫水通常由濃縮、過濾、乾燥三個階段。尾礦處理通常包括尾礦的儲存和尾水的處理。

有的選礦廠根據礦石性質和分選的需要，在選別作業前設有洗礦，預先拋廢（即在較粗的粒度下預先排出部分廢石）以及物理、化學與處理等作業，如赤鐵礦的磁化焙燒等作業。

（四）選礦技術在新疆礦山的應用

新疆應用選礦技術可追溯到古代，新疆遠在 300 年前，就在阿勒泰地區的各個溝內利用金的比重大的特點，從砂金礦中淘洗黃金，這就是重選的原始雛形。但在新中國成立之前，新疆沒有一處正規的選礦廠，全部都是採用人工方式手選和手淘，生產效率極其低下，只能處理比重差異大的砂金礦和根據顏色手選出黑鎢礦石。新中國成立後，新疆選礦技術有了長足的發展，磁選技術應用於鐵礦山，建成年處理量 80 萬噸的磁選礦廠，為鋼鐵企業源源不斷地提供高品質的鐵精粉。浮選應用於鉛鋅礦、銅礦、金礦山，先後建成康蘇鉛鋅浮選廠、喀拉通克銅鎳浮選廠、哈圖金浮選廠，促進了新疆有色工業的發展。重選、浮選、磁選聯合應用於新疆北部阿勒泰地區的稀有金屬礦山，為我國的早期國防建設提供所需的鋰、鈹、鉭、鈮等稀有金屬資源。以下是目前新疆有代表性的選礦廠。

1. 康蘇鉛鋅礦浮選選礦

康蘇選礦廠是新疆第一座機械化浮選廠，1952 年開始建設，設計生產規模為 250 噸 / 天，1954 年投產。該廠是由前蘇聯專家參與指導設計，前期主要處理喀什地區沙里塔什的方鉛礦和閃鋅礦，1961 年開始處理烏拉根氧化鉛鋅礦。康蘇選廠最初投產時是採用蘇聯專家設計的流程和葯劑制度進行浮選，流程採用氰化物與硫酸鋅作閃鋅礦的抑制劑，以蘇打作 pH 值的調整劑，並添加了少量的硫化鈉，先將鉛礦優先選出後，再將鋅礦物選出。該流程沒有取得較好的經濟指標，大部分鋅礦被選入鉛礦中。後經過我國工程技術人員和蘇聯專家的共同努力，通過幾次技術改造，在流程結構、技術參數和生產管理方面進行了革新和改進。將部分德國式的浮選機改成蘇式米哈諾貝爾 5A 型充氣量大的浮選機，使用水力旋流器代替螺旋分級機，加強了中礦再磨循環，增加了鋅浮選時間，降低了鋅浮選礦漿鹼度，合理控制破碎粒度和鋼球裝入量，嚴格貫徹技術操作規程和技術監督等。使各項指標得到穩步提升。鉛回收率由 71% 提高到 90%，鋅回收率由 13% 提高到 41%。其選礦過程見浮選工藝流程圖（圖 6-7-2）。

2. 新疆八一鋼鐵廠磁鐵礦浮磁選選礦

新疆八一鋼鐵選礦廠與 1989 年建成投產，設計處理能力 80 萬噸 / 年，主要處理高硫磁鐵礦。礦石由礦山采出後，運輸到選礦廠，經兩段破碎一段磨礦後，礦漿進入浮－磁車間。選出的硫精礦銷售給新疆境內的一些化工廠和化肥廠，鐵精礦供球團和燒結使用。尾礦濃縮後，用水隔泵輸送至尾礦庫，晾乾後，一部分尾礦成為八鋼西域水泥廠鐵質校正原料。新疆八一鋼鐵廠簡易浮磁選流程圖（圖 6-7-3）。

3. 喀拉通克銅鎳礦浮選選礦

喀拉通克銅鎳礦是新疆目前最大的銅鎳生產基地，礦山一期為采冶工程，采出的特富礦塊直接進入鼓風爐熔煉成低冰鎳，經過幾年的生產特富礦逐漸減少。為充分利用礦產資源，在二期改造中增加了優先選銅－銅鎳混合浮選流程，日處理原礦 900 噸。

原礦直接從采場經豎井提升到地面，通過窄軌輸送到原礦倉，原礦倉的礦石經群式給礦機由帶式輸送機送至中間礦倉。經重型板式給礦機、帶式輸送機，送至自磨機進行一段磨礦，自磨機排礦給入與格子型球磨機閉路的高堰式雙螺旋分級機，進行二段磨礦。分級機溢流經砂泵揚送至水力旋流器組，沉砂進入溢流型球磨機，進行三段磨礦。三段磨礦排礦與第一段分級機溢流合並，經砂泵揚送至水力旋流器組，旋流器溢流，自流至浮選廠房的攪拌槽內，加葯後進入浮選作業。浮選採用一次銅粗選、一次銅精選、一次銅鎳混合浮選、一次銅鎳掃選、三次銅鎳精選後，產出銅精礦、銅鎳混合精礦及尾礦，分別送至脫水廠房。銅精礦、銅鎳混合精礦經過脫水後分別送入銅精礦庫和冶煉廠原料庫。浮選尾礦經高效濃密機脫水後，用泵楊送至采礦場充填站，作為充填原料。喀拉通克銅鎳礦簡易選礦工藝流程圖（圖 6-7-4）。

4. 哈圖金礦黃金混汞－浮選選礦

哈圖礦區是新疆歷史上有名的岩金產地，早在乾隆年間便開始開采，主要採用的是土法重選法，將采出的礦石用石碾盤碾碎，通過淘洗的方式回收比重大的金粒。大量的細粒金無法回收，致使許多淘金者虧損嚴重。

1983 年通過實驗研究，採用「混汞—浮選—部分焙燒—氰化」原則流程，哈圖金礦建成了新疆第一座現代化的黃金生產礦山，日處理原礦 100 噸。1986 年通過改進破碎工藝，新增 100噸 / 天的浮選系列，使產能達到 200 噸 / 天。哈圖金礦混汞浮選工藝流程圖（圖 6-7-5）。

原礦由采廠通過汽車運到原礦倉，原礦經顎式破碎機進行一段破碎。然後經皮帶運輸機運到圓錐破碎機，進行二段破碎，破碎產物由圓振篩篩分後，篩下礦物由皮帶運輸機運送至粉礦倉，篩上礦物返回圓錐破碎機再破。粉礦倉經給礦機和皮帶運輸機送至格子型球磨機磨礦，磨礦排礦自流通過鍍銀銅板（俗稱汞板）進行混汞作業，通過汞板表面粘附的汞吸附單體解理的金形成汞齊，通過冶煉回收部分黃金。礦漿經過汞板後，用高堰式螺旋分級機，溢流進入浮選工序，返砂進進球磨機再磨。浮選工序採用一次粗選、二次精選、一次掃選流程選的浮選精礦。浮選精礦脫水經過焙燒和進行冶煉後得到金錠。

5. 可可托海稀有金屬礦重、磁、電、浮聯合選礦

可可托海以稀有金屬儲量大，品種多而聞名中外，鈹、鋰、鉭、鈮、銣、銫、鋯、鉿等稀有元素在許多礦帶中均有不同程度的分布，因而造成選礦上的復雜性和難度。經過眾多科技人員 10 年的反復實驗研究，從手工選礦到單一礦物選礦，發展到最後的重磁浮聯合選礦流程，分選出鋰精礦、鈹精礦、鉭鈮精礦，突破了這一世界性的難題，促進了選礦技術的發展。

1953 年，為回收綠柱石和鉭鈮礦在 3 號礦脈小露天采場東北角興建了一座簡易的 30 多米長的手選室，改善了手選的工作環境，提高了手選效率。另外，在 3 號礦脈尾礦堆附近興建了一座 20 噸 / 天的鉭鈮重選廠，採用對滾一段破碎、跳汰、搖床、溜槽進行重選，回收鉭鈮礦。1957 ～ 1958 年，將手選篩下的尾礦，用方螺旋溜槽進行富集，每年產出的氧化鋰精礦接近萬噸。

1963 年，經過科研院所近 8 年的選礦試驗研究，國家計委批准興建 750 噸 / 天的選礦廠（「87 － 66」機選廠），綜合回收氧化鋰精礦和鉭鈮精礦。選廠工藝流程簡圖（圖 6-7-6）。根據可可托海礦偉晶岩體分帶開採的特點，選廠採用三個系統分別對三種類型的礦石（鈹礦石、鋰礦石、鉭鈮礦石）進行選別。採用聯合選礦工藝綜合回收礦石中的鋰鈹鉭鈮礦物。先利用重力－磁法－電磁法選礦，從原礦含量只有 0.01% ～ 0.02%（Ta、Nb）203 的原礦中選50% 以上的（Ta、Nb）203 鉭鈮精礦，然後再用鹼法鋰鈹優先浮選，先優浮選鋰再選鈹。

可可托海選廠選礦工藝的不斷改進，使我國花崗偉晶岩類型礦石鉭鈮、鋰、鈹選礦工藝水平進入世界先進行列。

6. 選礦技術的發展方向

在美國、日本、德國等國家對選礦技術的發展非常重視，選礦技術的不斷進步和創新，促進了這些國家礦產資源的開發和綜合利用沿著可持續發展前進。在礦物破碎方面，美國開發了超細破碎機和高壓對滾機，降低球磨機入料粒度，節約了能耗。同時在不斷研究外加電場、激光、微波、超聲、高頻振盪、等離子處理礦石對粉碎和分選的影響。在礦物分選方面，已經或正在研究「多種力場」聯合作用的分選設備，並不斷將高技術引入選礦工程領域，諸如將超導技術引入磁選，將電化學及控制技術引入浮選等。在選礦工藝管理方面，將工藝控制過程自動化，並將「專家控制系統」與「最優適時控制」相結合，以達到根據礦石性質調整控制參數，使選礦生產工藝流程全過程保持最優狀態。

隨著我國國民經濟的快速發展，對礦產品的需求不斷增長，選礦工程技術面臨著資源、能源、環保的嚴峻挑戰和發展機遇。以下領域的技術創新將是今後選礦的發展方向：

一是研究開發高效預選設備、高效節能新型破磨與分選設備，以及固液分離新技術與裝備，大幅降低礦石粉碎固液分離過程的能耗。

二是研究各種能場的預處理對礦物粉碎和分選行為的影響，開發利用各種能場的預處理新技術，以提高粉碎效率和分選精度。

三是開發高效分選設備、高效無毒的新葯劑，重點研究復合力場分選新設備、多種成分協同作用的新葯劑以及處理貧、細、雜難選礦石的綜合分選新技術。

四是在礦石綜合利用研究中，開發無廢清潔生產工藝，加強尾礦中礦物的分離、提純、超細、改性的研究，使其成為市場需要的產品，為礦物物料工業向礦物材料工業轉化提供新技術。

五是大力將高新技術引進礦物工程領域，重點開展礦物生物工程技術、電化學調控和電化學控制浮選技術、過程自動尋優技術，以及高技術改造傳統產業的新技術研究。

六是加強基礎理論與選礦技術相結合的新型邊緣科學研究，促進新一代礦物分選理論體系的形成，並派生出新興的礦物分選和提純技術。

10、什麼是鈹青銅合金

1)鋼鐵

鋼鐵是鐵與C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe外，C的含量對鋼鐵的機械性能起著主要作用，故統稱為鐵碳合金。它是工程技術中最重要、用量最大的金屬材料。

按含碳量不同，鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常用的普通鋼，冶煉方便、加工容易、價格低廉，而且在多數情況下能滿足使用要求，所以應用十分普遍。按含碳量不同，碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。合金鋼又叫特種鋼，在碳鋼的基礎上加入一種或多種合金元素，使鋼的組織結構和性能發生變化，從而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性，等等。經常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我國合金鋼的資源相當豐富，除Cr、Co不足，Mn品位較低外，W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲量都很高。21世紀初，合金鋼在鋼的總產量中的比例將有大幅度增長。

含碳量2%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆，但耐壓耐磨。根據生鐵中碳存在的形態不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態分布，斷口呈銀白色，質硬而脆，不能進行機械加工，是煉鋼的原料，故又稱煉鋼生鐵。碳以片狀石墨形態分布的稱灰口鐵，斷口呈銀灰色，易切削，易鑄，耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵，其機械性能、加工性能接近於鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特種條件下有十分重要的應用。

(2)鋁合金

鋁是分布較廣的元素，在地殼中含量僅次於氧和硅，是金屬中含量最高的。純鋁密度較低，為2.7 g/cm3，有良好的導熱、導電性(僅次於Au、Ag、Cu)，延展性好、塑性高，可進行各種機械加工。鋁的化學性質活潑，在空氣中迅速氧化形成一層緻密、牢固的氧化膜，因而具有良好的耐蝕性。但純鋁的強度低，只有通過合金化才能得到可作結構材料使用的各種鋁合金。

鋁合金的突出特點是密度小、強度高。鋁中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蝕性，良好的塑性和較高的強度，稱為防銹鋁合金，用於製造油箱、容器、管道、鉚釘等。硬鋁合金的強度較防銹鋁合金高，但防蝕性能有所下降，這類合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近開發的高強度硬鋁，強度進一步提高，而密度比普通硬鋁減小15%，且能擠壓成型，可用作摩托車骨架和輪圈等構件。Al-Li合金可製作飛機零件和承受載重的高級運動器材。

目前高強度鋁合金廣泛應用於製造飛機、艦艇和載重汽車等，可增加它們的載重量以及提高運行速度，並具有抗海水侵蝕，避磁性等特點。

(3)銅合金

純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，有極好的導熱、導電性，其導電性僅次於銀而居金屬的第二位。銅具有優良的化學穩定性和耐蝕性能，是優良的電工用金屬材料。

工業中廣泛使用的銅合金有黃銅、青銅和白銅等。

Cu與Zu的合金稱黃銅，其中Cu佔60%～90%、Zn佔40%～10%，有優良的導熱性和耐腐蝕性，可用作各種儀器零件。再如在黃銅中加入少量Sn，稱為海軍黃銅，具有很好的抗海水腐蝕的能力。在黃銅中加入少量的有潤滑作用的Pb，可用作滑動軸承材料。

青銅是人類使用歷史最久的金屬材料，它是Cu�Sn合金。錫的加入明顯地提高了銅的強度，並使其塑性得到改善，抗腐蝕性增強，因此錫青銅常用於製造齒輪等耐磨零部件和耐蝕配件。Sn較貴，目前已大量用Al、Si、Mn來代替Sn而得到一系列青銅合金。鋁青銅的耐蝕性比錫青銅還好。鈹青銅是強度最高的銅合金，它無磁性又有優異的抗腐蝕性能，是可與鋼相競爭的彈簧材料。

白銅是Cu-Ni合金，有優異的耐蝕性和高的電阻，故可用作苛刻腐蝕條件下工作的零部件和電阻器的材料。

3.特種合金

目前工業上應用的合金種類數以千計，現只簡要地介紹其中幾大類。

(1)耐蝕合金

金屬材料在腐蝕性介質中所具有的抵抗介質侵蝕的能力，稱金屬的耐蝕性。純金屬中耐蝕性高的通常具備下述三個條件之一：

①熱力學穩定性高的金屬。通常可用其標准電極電勢來判斷，其數值較正者穩定性較高；較負者則穩定性較低。耐蝕性好的貴金屬，如Pt、Au、Ag、Cu等就屬於這一類。

②易於鈍化的金屬。不少金屬可在氧化性介質中形成具有保護作用的緻密氧化膜，這種現象稱為鈍化。金屬中最容易鈍化的是Ti、Zr、Ta、Nb、Cr和Al等。

③表面能生成難溶的和保護性能良好的腐蝕產物膜的金屬。這種情況只有在金屬處於特定的腐蝕介質中才出現，例如，Pb和Al在H2SO4溶液中，Fe在H3PO4溶液中，Mo在鹽酸中以及Zn在大氣中等。

因此，工業上根據上述原理，採用合金化方法獲得一系列耐蝕合金，一般有相應的三種方法：

①提高金屬或合金的熱力學穩定性，即向原不耐蝕的金屬或合金中加入熱力學穩定性高的合金元素，使形成固溶體以及提高合金的電極電勢，增強其耐蝕性。例如在Cu中加Au，在Ni中加入Cu、Cr等，即屬此類。不過這種大量加入貴金屬的辦法，在工業結構材料中的應用是有限的。

②加入易鈍化合金元素，如Cr、Ni、Mo等，可提高基體金屬的耐蝕性。在鋼中加入適量的Cr，即可製得鉻系不銹鋼。實驗證明，在不銹鋼中，含Cr量一般應大於13%時才能起抗蝕作用，Cr含量越高，其耐蝕性越好。這類不銹鋼在氧化介質中有很好的抗蝕性，但在非氧化性介質如稀硫酸和鹽酸中，耐蝕性較差。這是因為非氧化性酸不易使合金生成氧化膜，同時對氧化膜還有溶解作用。

③加入能促使合金錶面生成緻密的腐蝕產物保護膜的合金元素，是製取耐蝕合金的又一途徑。例如，鋼能耐大氣腐蝕是由於其表面形成結構緻密的化合物羥基氧化鐵〔FeOx·(OH)23-2x〕，它能起保護作用。鋼中加入Cu與P或P與Cr均可促進這種保護膜的生成，由此可用Cu、P或P、Cr製成耐大氣腐蝕的低合金鋼。

金屬腐蝕是工業上危害最大的自發過程，因此耐蝕合金的開發與應用，有重大的社會意義和經濟價值。

(2)耐熱合金

這類合金又稱高溫合金，它對於在高溫條件下的工業部門和應用技術領域有著重大的意義。

一般說，金屬材料的熔點越高，其可使用的溫度限度越高。這是因為隨著溫度的升高，金屬材料的機械性能顯著下降，氧化腐蝕的趨勢相應增大，因此，一般的金屬材料都只能在500 ℃～600 ℃下長期工作。能在高於700 ℃的高溫下工作的金屬通稱耐熱合金。「耐熱」是指其在高溫下能保持足夠強度和良好的抗氧化性。

提高鋼鐵抗氧化性的途徑有兩條：一是在鋼中加入Cr、Si、Al等合金元素，或者在鋼的表面進行Cr、Si、Al合金化處理。它們在氧化性氣氛中可很快生成一層緻密的氧化膜，並牢固地附在鋼的表面，從而有效地阻止氧化的繼續進行。二是用各種方法在鋼鐵表面形成高熔點的氧化物、碳化物、氮化物等耐高溫塗層。

提高鋼鐵高溫強度的方法很多，從結構、性質的化學觀點看，大致有兩種主要方法：

一是增加鋼中原子間在高溫下的結合力。研究指出，金屬中結合力，即金屬鍵強度大小，主要與原子中未成對的電子數有關。從周期表中看，ⅥB元素金屬鍵在同一周期內最強。因此，在鋼中加入Cr、Mo、W等原子的效果最佳。

二是加入能形成各種碳化物或金屬間化合物的元素，以使鋼基體強化。由若干過渡金屬與碳原子生成的碳化物屬於間隙化合物，它們在金屬鍵的基礎上，又增加了共價鍵的成分，因此硬度極大，熔點很高。例如，加入W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物，從而增加了鋼鐵的高溫強度。

利用合金方法，除鐵基耐熱合金外，還可製得鎳基、鉬基、鈮基和鎢基耐熱合金，它們在高溫下具有良好的機械性能和化學穩定性。其中鎳基合金是最優的超耐熱金屬材料，組織中基體是Ni�Cr�Co的固溶體和Ni3Al金屬化合物，經處理後，其使用溫度可達1 000 ℃～1 100 ℃。

(3)鈦合金

鈦是周期表中第IVB類元素，外觀似鋼，熔點達1 672 ℃，屬難熔金屬。鈦在地殼中含量較豐富，遠高於Cu、Zn、Sn、Pb等常見金屬。我國鈦的資源極為豐富，僅四川攀枝花地區發現的特大型釩鈦磁鐵礦中，伴生鈦金屬儲量約達4.2億噸，接近國外探明鈦儲量的總和。

純鈦機械性能強，可塑性好，易於加工，如有雜質，特別是O、N、C等元素存在，會提高鈦的強度和硬度，但會降低其塑性，增加脆性。

鈦是容易鈍化的金屬，且在含氧環境中，其鈍化膜在受到破壞後還能自行癒合。因此，鈦對空氣、水和若干腐蝕介質都是穩定的。鈦和鈦合金有優異的耐蝕性，只能被氫氟酸和中等濃度的強鹼溶液所侵蝕。特別是鈦對海水很穩定，將鈦或鈦合金放入海水中數年，取出後，仍光亮如初，遠優於不銹鋼。

鈦的另一重要特性是密度小。其強度是不銹鋼的3.5倍，鋁合金的1.3倍，是目前所有工業金屬材料中最高的。

液態的鈦幾乎能溶解所有的金屬，形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善鈦的性能，以適應不同部門的需要。例如，Ti-Al-Sn合金有很高的熱穩定性，可在相當高的溫度下長時間工作；以Ti-Al-V合金為代表的超塑性合金，可以50%～150%地伸長加工成型，其最大伸長可達到2 000%。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30%。

由於上述優異性能，鈦享有「未來的金屬」的美稱。鈦合金已廣泛用於國民經濟各部門，它是火箭、導彈和太空梭不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設備以及若干輕工業部門中要大量應用鈦合金，只是目前鈦的價格較昂貴，限制了它的廣泛使用。

(4)磁性合金

材料在外加磁場中，可表現出三種情況：①不被磁場所吸引的，叫反磁性材料；②微弱地被磁場所吸引的，叫順磁性材料；③強烈地被磁場吸引的，稱鐵磁性材料，其磁性隨外磁場的加強而急劇增高，並在外磁場移走後，仍能保留磁性。金屬材料中，大多數過渡金屬具有順磁性；只有Fe、Co、Ni等少數金屬是鐵磁性的。

金屬中組成永磁材料的主要元素是Fe、Co、Ni和某些稀土元素。目前使用的永磁合金有稀土�鈷系、鐵�鉻�鈷系和錳�鋁�碳系合金。

磁性合金在電力、電子、計算機、自動控制和電光學等新興技術領域中，有著日益廣泛的應用。
(5)鉀鈉合金
[英] Sodium Potaddium Al
[別]鈉鉀合金
[縮]JNHJ
【化學結構】
4K-Na
【化學特性】
銀色的軟質固體或液體. 遇酸、二氧化碳、潮氣及水發生劇烈反應, 放出氫氣, 立即自燃, 有時甚至會爆炸. 密度: 0.847克／毫升(100℃) (K78％,Na22％); 0.886克／毫升(100℃)(K56％,Na44％) 熔點: -11℃(K78％,Na22％); 19℃(K56％, Na44％);
【極限參數】
沸點: 784℃(K78％,Na22％); 825℃(K56％, Na44％);
【應用】液態金屬核反應堆用的冷卻劑是鈉鉀合金，常溫下液態。
鈉鉀合金的熔點
鈉 鉀 熔點
20% 80% -10 ℃
22% 78% -11 ℃
24% 76% -3.5 ℃
40% 60% 5 ℃