铍冶炼专利技术

1、“钽”式突击步枪和“铍”式短突击步枪有什么区别？

“钽”和“铍”的区别只是口径和枪管长度的不同，此外就是新的弹匣、枪托和护木造型了。“铍”式步枪在打开枪托时的全长不能超过944毫米，这个长度要求实际上是AKM时代的遗留物，因为军营里和汽车上的AKM枪架还在使用，这一要求还使得枪管长度被限制在457毫米以内，为了让枪管尽可能长一点以适应5.56毫米弹，设计人员不得不重新设计一个结构更简单、尺寸更短的枪口装置代替了原本“钽”式步枪那个具有枪榴弹发射功能的AK74式枪口装置。新枪口装置兼具消焰、制退和发射枪榴弹功能，用销子固定在枪管上，并且能螺接上一个空包弹助退器。不幸的是，由于长度限制，枪托的长度同样也设计得比较短，因此如果是手臂较长的射手，抵肩瞄准时会比较别扭。

枪管为冷锻成形，膛内镀铬，内有6条右旋膛线，缠距为228毫米（9英寸），这样便能同时使用SS109/M855北约标准弹和旧的M193弹。但直到今天为止，波兰军队还没有机会使用这种兼容功能，因为波兰军队装备的5.56毫米RS钢芯普通弹仿制自SS109，而5.56毫米SM曳光弹则仿制自L110。最近波兰军队部署了一部分在乍得，在那里的后勤由法国提供，这有可能会是一个难得的机会，测试一下“铍”步枪的枪管发射M193弹时的实际效果，因为法军装备的FAMAS F1仍然发射M193弹。

“铍”枪族还有一个重大的改进，就是采用了一种新的光学瞄准具安装轨道，这个导轨简称POPC，意思是“光学瞄具安装接口”（Podstawa Optycznych Przyrzadow Celowniczych）。机匣也加得到改进，尤其是枪托铰链经过了加强和延长，以便安装新式枪托，和作为POPC的后连接点，同时又在AK式的机匣上增设了第三枚铆钉以适应压力比5.45毫米更强的5.56毫米弹。

“铍”式步枪的枪托造型类似于以色列加利尔步枪的枪托，不使用时可折叠到机匣右侧。这两根管连接着钢制枪托底板，底板后有厚厚的橡胶缓冲垫。与“钽”式步枪相比，“铍”式的枪托卡笋也经过了改进，枪托折叠后的固定卡笋是仿制自瑞士SG550系列，因此枪托在重新展开时不必按下按钮，直接拨出枪托就行。

莫名奇妙的是，在1999年以前，该枪托的外表还是覆有塑料管，这样无论在波兰的寒冷冬季还是在伊拉克的暴晒天气中，都是比较友好的人机工效设计。然而后来生产的枪托都省掉了塑料外层，结果部署在伊拉克的波兰士兵只好自己用布条缠在枪托的钢管外表。

POPC安装时前端插入照门座，后端连接在枪托铰链上，导轨架空在机匣上方。这种桥梁式的导轨固然比传统的卡拉什尼科夫式机匣侧面导轨更牢固可靠，但不幸的是，早期的POPC采用独立的导轨专用接口，而只能使用PCO公司自己生产的配套瞄准装置，不能安装市面上的其他通用瞄准装置。PCO系列瞄准镜的设计也不怎样，在安装或拆卸时，需要两个工具（一个一字螺丝刀和一个六角扳手），而且从枪上拆卸后再安装时还需要重新归零，如果不想重新归零，最好就不要拆卸装上去的瞄准镜。

但这个这些缺点最初都没人发现，因为波兰军队中配备有POPC和PCO瞄准镜的“铍”式步枪寥寥可数。但当波兰加入北约后，开始频繁参与海外任务，情况便有了迅速的变化。波兰在2002年派出第一支特遣部队参与在阿富汗的国际安全援助部队（ISAF），在2003年5月又开始参加伊拉克的维持治安行动。这些部队向总参谋部要求采购更先进的光学瞄准镜和红点瞄具，结果却发现POPC导轨不能安装皮卡汀尼接口的瞄准装置。

但讽刺的是，部队发现其实POPC在早期设计就有两种接口，其中之一是用于出口型“铍”步枪的皮卡汀尼接口，但由于出口型计划被搁置所以才没有生产出皮卡汀尼接口的POPC。

护木也经过了改进，以便能直接安装上40毫米口径wz.74 Pallad下挂式榴弹发射器。在“钽”式上，是需要先换上专门的榴弹发射器护木才能安装wz.74的。“铍”步枪可以通过普通实弹发射波兰生产的几种枪榴弹，包括重275格令的GNPO双用途高烧/破甲枪榴弹，320格令的NGOs-93照明弹，220格令NGZ-93燃烧枪榴弹，和NGD-93烟雾弹。

另外“铍”式步枪的通条也不像AK式那样在枪管下面随枪携带，而是拆成两截放在弹匣袋里。

当“铍”式枪族在量产和投入使用后还继续进行了一些小的改进。首先是快慢机得到加强，以避免在射击过程中由于振动而导致快慢机从“单发”跳到“连发”去。然后，又有士兵抱怨说要拨去3发点射位置时，他们的拇指很难够得着快慢机柄，于是快慢机开关就增加了第二个拨动手柄。机匣盖在最初试用时发现在发射枪榴弹时有时会震掉，从1999年开始改为类似AKS-74U那样通过铰链安装的机匣盖，其实这个设计原本就是波兰wz.60枪榴弹发射步枪上的设计。不过这并不能解决发射枪榴弹时机匣盖有时弹开的问题，只不过不会掉出来而矣。

由于早期的POPC不能通用市场上的瞄准装置，因此又研制了第二代的POPC。第二代POPC其实只是从照门座上向后延伸了一个悬臂式的韦弗式导轨，但导轨的装置非常高，如果装上瞄准镜后，射手在抵肩瞄准时脖子要抬得非常高才能使用。尤其是当波兰军队选中了EOTech 552全息衍射瞄具后，试用的人都说脖子很辛苦。

而且由于悬臂式导轨并不长，只适合安装红点镜之类无放大倍率的瞄准装置，如果使用望远式瞄准镜，则因为安装位置太靠前而使射手的眼睛凑不到出瞳位置上。所以波兰军队不愿意采用第二代POPC的“铍”式步枪。

此时拉多姆推出了配有这第二代POPC的民用型“铍”式步枪，最初命名为“铍-IPSC”（Beryl-IPSC），后来又改名为拉多姆运动型步枪（Radom-Sport），并配有5发、10发、15发、20发和25发的弹匣，而且也可以使用军用型的30发弹匣。

两名波兰的实用步枪射击选手使用该枪在比赛上获得不错的成绩，于是工厂打算正式向市场推出这种民用型“铍”，但波兰警方不允许这种民用型步枪在市面上销售，出口许可证也没拿到，结果一直无人问津。拉多姆运动型本身有些比较先进的改进项目，比如延长和扩大接触面的“P”形弹匣卡笋，新研制的鸟笼形枪口消焰器，准星可折叠以免干扰光学瞄具等。

进入21世纪后，与其他北约部队一起部署在海外的波兰军队因为接触了其他国家的武器，很快就向国反映了“铍”步枪的许多缺点，而其中大多数问题是来自对AK-47人机工效缺点上的继承。虽然波兰军队禁止士兵擅自改装国家配发的武器，一开始只有个别士兵自己动手来解决“铍”步枪的缺点，但很快就演变成整个前线士兵对“铍”步枪进行现代化改造的基层运动了。

波兰部署到伊拉克的第一支部队对于当地气候估计不足，士兵们必须用双手接触长时间太阳暴晒下的步枪，于是很多人都用白布条来包裹枪托和手枪形握把。转换到伊拉克的第二支部队自己带来了手套，于是部队的指挥官用铁腕手段要求必须恢复军纪，禁止再改装枪支。

但结果还是很多士兵因为“损坏公物”而受到警告甚至处分，这些人的改装更彻底，比如换上皮卡汀尼导轨，或换上罗马尼亚AKM的前握把护木，还有些人在互联网上购买或从美国基地的军人福利社购买三点式背带。

到了2004年，第四支部队派驻伊拉克的波兰军队在准备出发前的誓师及展示会上，出现了一种新的wz.2004“铍”（5,56毫米kbs wz.04 Beryl）步枪。后来又在波兰举办的第12届国际防务工业展（MSPO 2004）上展出过。wz.2004主要装备特种部队，例如波兰海军的特种蛙人部队（Special Frogman Unit）。

这种改进型从短命的民用型上采纳了几项改进，包括鸟笼形消焰器、“P”形弹匣卡笋、折叠准星座筀等等，另外又采用了一种新的半透明弹匣。这种弹匣最初试验时曾打算设计成全透明材料的，但在试验中发现很脆很容易坏掉，反光也强烈。这种新弹匣有20发和30发两种容量，20发弹匣空重160克，实弹匣重406克；30发弹匣空重185克，实弹匣重554克。瞄准具表尺分划有100米、200米和400米3种。标准配备包括：20发弹匣1个，30发弹匣3个，4个15发弹夹条，和弹夹装填套，通条，维护工具、油壶、枪带和弹匣袋。

不过wz.2004“铍”步枪最特别的改进是增加有前握把和侧式皮卡汀尼导轨的新护木，以及第三代POPC。这个前握把其实只是在护木底部多安装一个“铍”式步枪的小握把，用过的人都认为这个设计说明设计师严重缺乏射击经验，因为这个前握把在更换弹匣时会搁手。但即使如此也算是比旧型号有较大的改善了。至于侧式导轨是通过螺栓安装在护木两侧。

第三代POPC倒是比较受欢迎，表面看来，似乎只是简化了第一代POPC，但第三代POPC是采用韦弗式导轨，可以安装大部分的市售瞄准装置，比如EOTech 552。而且瞄准镜拆卸后再重新安装时，只要对正上一次的安装标记就不需要重新归零。不过第三代POPC有个缺点，就是遮挡了机械瞄具的瞄准线。

在2005年，又出现了一种新的改进型“铍”式步枪，该枪使用了一个拉多姆公司自己设计的侧折叠式伸缩枪托，枪托的伸缩长度有3段。这种枪托后来被“迷你铍”的宪兵型所选用。到了2007年，又推出了另外两种变型枪，安装了美国生产的全皮卡汀尼导轨护木和6段式伸缩/折叠枪托。

在2008年初，新的改进型又推出了，命名为wz.2007“铍”式步枪，但实际上只是把wz.2004换成第四代POPC和安装新的伸缩/折叠枪托，并整体喷涂成迷彩色，又换成不透明的塑料弹匣，新的消焰器还可以直接安装B&T公司的消声器。

“迷你铍”和wz.89“缟玛瑙”差不多，只是“迷你铍”的枪管稍长一点（235毫米），枪口装置的直径略小。“迷你铍”的护木改为用销子固定，而不像“缟玛瑙”那样用螺丝连接，这样可以不用工具就进行拆卸。至于机械瞄具则完全是取自“缟玛瑙”5.56毫米型的，包括氚光点夜间瞄准功能。“迷你铍”的照门座整合了一根向后延伸的导轨杆，照门上有两个翻转式的U型缺口（200米和400米）。不过POPC也可以在“迷你铍”上安装使用。虽然标准30发弹匣也可以使用，不过“迷你铍”一般是配更短的20发弹匣。而尽管枪管较短，“迷你铍”也是能够发射枪榴弹，这完全是为了满足最初提出的指标，但事实上在战场上完全没有用处。

“迷你铍”卡宾枪通常配发给车辆或机组空勤人员和指挥人员自卫，他们并不是一线步兵，所以根本就没配枪榴弹，也没必要让他们发射枪榴弹，就算有这机会，又有谁会用“迷你铍”发射枪榴弹？用这样短的枪管来发射枪榴弹，不但后坐力更强，而且即使戴了护目镜保护眼睛，但从枪口喷出的未完全燃烧的发射药颗还是会溅到射手裸露的面部皮肤上继续烧灼。

其实，无论“迷你铍”还是标准型的“铍”都没有正式装备部队，都只是在各个特种单位进行试用，而且都是小批量订购，派驻伊拉克的波兰部队规模也很小，优先装备“铍”也是为了国家的面子，但在波兰国内的大多数常规部队里，仍然大量使用着7.62毫米口径的AKMS。

在2005年，波兰宪兵正式把wz.2004“迷你铍”采用为制式步枪，并订购了数千支，这是整个“铍”枪族有史以来的第一宗大订单。

宪兵型的“迷你铍”与wz.2004的原型有所区别，这是根据订户要求专门作了改进。比如照门座的导轨杆换成皮卡汀尼接口的导轨，而翻转式照门也根据订单要求，由两个U型缺口换成一个觇孔和一个U形缺口，而且射程都装定在300米。

基于宪兵型的“迷你铍”，拉多姆FB公司又推出一种新的改进型，包括采用一种新设计的鸟笼形消焰器，这种型号开始被陆军的装甲部队采用，逐步地取代了9毫米口径的PM-84P冲锋枪。然后这个型号又换上了6段式伸缩/折叠枪托，换上wz.2007型那个能直接安装消声器的新式消焰器，并喷涂了迷彩色。

在2006年还推出了另一个衍生型，这是专门根据波兰第一突击队的要求而改进的型号。这个型号被称为“midi”型，意思是“处于大铍和迷你铍之间的中间型，其枪管长375毫米，与M4卡宾枪的378毫米枪管差不多一样长，并安装折叠/伸缩式枪托，但不是拉多姆专利的3段式伸缩托，而是安装市面上买来的M4式伸缩枪托。这种“中间”型短步枪也被称为“突击队员型铍”（Beryl-Commando）。后来拉多姆FB又推出了另一型号，基本上是突击队员型的改进，但机匣两侧都有相同的保险杆，并取消了3发点射功能。这两种“中间”型步枪尽管有过订单，但都没有批量生产。

2、铁铍为什么退出了战场

技术的进步问题。马镫普及之后，骑兵的作战能力和冲击强度得到极大提高，铍长度不足，不足以有效对抗骑兵。当然更主要的原因是，铁的冶炼水平提高，强度逐渐超越青铜，直接的表现，就是铁剑的剑身不断加长。熟悉西方历史的人应该知道，同时代罗马军团的制式武器就是长度小于半米的西班牙式短剑，之所以如此，除了罗马军团密集的作战队形外，生铁的冶炼技术也是瓶颈之一（和青铜一样，韧度不足的铁剑也会因长度超过某个极限后变得极易折断，从而变得不很实用）。然而，这个问题一旦解决，铁剑的能力就会得到全面发挥。东汉时，中国的冶炼技术已经走在世界前列，长度超过一米的铁制武器比比皆是，对比之下，用双手持握的铍显然就显得不够灵活，在与单手长剑的近战中落尽下风，性价比自然也迅速降低。
简而言之，铍这种武器在很长一段时间里是作为一种步车皆吃的“通用”武器应用于战场的，当步兵和骑兵都因技术的发展而变得没法有效应对的时候，被淘汰的命运也就无可避免了。

3、为什么铍是最好金属的导体

因为铍有极好的吸热、散热的性能.

住在绿宝石里的金属——铍

有一种翠绿晶莹、光耀夺目的宝石叫绿柱石。它过去是供贵族玩赏的宝物，今天成了劳动人民的珍品。

为什么我们也把绿柱石当做珍品呢？这倒不是由于它有一副漂亮诱人的外表，而是因为它那里面含有一种珍贵的稀有金属——铍。

“铍”的含意就是“绿宝石”。过了差不多三十年，人们用活泼的金属钙和钾还原氧化铍和氯化铍，制得了纯度不高的第一块金属铍。又过了将近七十年，人们才对铍进行小规模的加工生产。近三十年来，铍的产量逐年激增。现在，铍的“隐性埋名”时期已经过去，人们每年要生产好几百吨的铍。

看到这里，有的小朋友可能会提出这样的问题：为什么铍的发现时间这么早，而在工业上的应用却这样晚呢？

关键在铍的提纯工作上，要从铍矿石中把铍提纯出来很困难，而铍又偏偏特别喜欢“清洁”，铍中只要含有很少一点点杂质，就会使它的性能发生很大的变化，失去许多优良的品质。

现在的情况当然大有改观了，我们已经能够采用现代的科学方法生产出纯度很高的金属铍。铍的许多特性我们都“了如指掌”：比重比铝轻三分之一；强度跟钢差不多，传热本领是钢的三倍，是金属中良好的导体；透X射线的能力最强，有“金属玻璃”之称。

曾有这么多优异的性能，怪不得人们称誉它是“轻金属中的钢”哩！

百折不挠的铍青铜

起初，因为冶炼技术不过关，炼出来的铍里含有杂质，脆性大，不好加工，加热时又容易氧化，所以少量的铍只是在特殊情况下使用，比如用X射线管的透光小窗、霓虹灯的零件等等。

后来，人们给铍的应用开辟了一个广阔而又重要的新领域——制造合金，特别是制造铍铜合金——铍青铜。

大家知道，铜比钢铁要软得多，弹性和抵抗腐蚀的能力也不强。但是，铜中加进一些铍后，铜的性能发生了惊人的变化。含铍百分之一到三点五的铍青铜，机械性能优良，硬度加强，弹性极好，抗蚀本领很高，而且还有很高的导电能力。用铍青铜制成的弹簧，可以压缩几亿次以上。

百折不挠的铍青铜，最近又被用来制造深海探测器和海底电缆，这对海洋资源的开发具有重要的意义。

含镍的铍青铜还有一个可贵的特点——受到撞击的时候不会产生火花。这个特点对炸药厂很有用。你想，易燃易爆的材料怕得就是火，比如炸药和雷管，一见火就会发生爆炸。而铁制的锤子、钻头等工具在使用时都会冒出火花，这怎么得了。很明显，用这种含镍的铍青铜来制造这些工具，是最合适的了，另外，含镍的铍青铜也不会被磁铁所吸引，不受磁场磁化，所以又是制造防磁零件的好材料。

前面不是说过，铍有“金属玻璃”的外号吗？近年来，比重小、强度高、弹性好的铍，已经作为反射镜用到高精度的电视传真上，效果果然不错，发送一张照片只需要几分钟。

给原子锅炉建造“住房”

铍虽然有很多用处，但在众多元素中，它仍是一个默默无名的“小人物”，受不到人们的重视。但在本世纪五十年代时，铍的“命运”却大为好转，一时成了科学家们的抢手货。

这是为什么呢？原来是这样的：在无煤的锅炉——原子反应堆里，为了从原子核里解放出大量的能量，需要用极大的力量去轰击原子核，使原子核发生分裂，就像用炮弹去轰击坚固的炸药库，使炸药库发生爆炸一样。这个用来轰击原子核的“炮弹”叫中子，而铍正是一种效率很高的能够提供大量中子炮弹的“中子源”。原子锅炉中光有中子“点火”还不行，点火以后，还要使它真正“着火燃烧起来”。

中子轰击原子核，原子核分裂，放出原子能，同时产生新的中子。新中子的速度极快，达到每秒几万公里。必须使这类快中子减慢速度，变成慢中子，才容易继续去轰击别的原子核而引起新的分裂，一变二、二变四……持续不断地发展“链式反应”，使原子锅炉里的原子燃料真正“燃烧”起来，正因为铍对中子有很强的“制动”能力，所以它就成了原子反应堆里效能很高的减速剂。

这还不算，为了防止中子跑出反应堆，反应堆的周围需要设置“警戒线”——中子反射体，用来勒令那些企图“越境”的中子返回反应区。这样，一方面可以防止看不见的射线伤害人体健康，保护工作人员的安全；另一方面又能减少中子逃跑的数量，节省“弹药”，维持核裂变的顺利进行。

铍的氧化物比重小，硬度大，熔点高达摄氏二千四百五十度，而且能够像镜子反射光线那样把中子反射回去，正是建造原子锅炉“住房”的好材料。

现在，几乎各种各样的原子反应堆都要用铍作中子反射体，特别在建造用于各种交通工具的小型原子锅炉时更需要。建造一个大型的原子反应堆，往往需要动用二吨多金属铍。

在航空工业中大显身手

航空工业的发展要求飞机飞得更快、更高、更远，重量轻、强度大的铍当然也可以在这方面显一下自己的本领。

有些铍合金是制造飞机的方向舵、机翼箱和喷气发动机金属构件的好材料。现代化战斗机上的许多构件改用铍制造后，由于重量减轻，装配部分减少，使飞机的行动更加迅速灵活。有一种新设计的超音速战斗机——铍飞机，飞行速度可达每小时四千公里，相当于声速的三倍多。在将来的原子飞机和短距离起落的飞机上，铍和铍的合金一定会得到更多的应用。

进入二十世纪六十年代以后，铍在火箭、导弹、宇宙飞船等方面的用量也在急剧增加。

铍是金属中最好的良导体。现在有许多超音速飞机的制动装置是用铍来制造的，因为它有极好的吸热、散热的性能，“刹车”时产生的热量很快就会散失。[NextPage]

当人造地球卫星和宇宙飞船高速穿越大气层的时候，机体与空气分子摩擦会产生高温。铍作为它们的“防热外套”，能够吸收大量的热量并很快地激发出去，这样就可防止温度过度升高，保障飞行安全。

铍还是高效率的火箭燃料。铍在燃烧的过程中能释放出巨大的能量。每公斤铍完全燃烧放出的热量高达15000千卡，是一种优质的火箭燃料。

医治“职业病”的妙药

人在工作、劳动一段时间后会感到疲劳，这是一种正常的生理现象。然而，许多金属和合金也会“疲劳”，不同的是，人们歇一会儿之后疲劳就自动消失了，人们又可以继续进行工作，但金属和合金就不行了，它们疲劳过度后，用它们造成的东西就不能再用了。

这多么可惜呀！怎么来治疗金属和合金的这种“职业病”呢？

科学家已找到了医治这种“职业病”的“灵丹妙药”，它就是铍，如果在钢中加入少量的铍，把它制成小汽车用的弹簧，可以经受1400万次冲击，也不会出现疲劳的痕迹。

甜味金属

金属也会有甜味吗？当然没有，那为什么题目却是“甜味金属”呢？

原来，有些金属的化合物是带有甜味的，于是人们就把这种金同叫做“甜味金属”，铍就是其中的一个。

但是千万不要接触铍，因为它具有毒性。每一立方米的空气中只要有一毫克铍的粉尘，就会使人染上急性肺炎——铍肺病。我国冶金战线的广大职工，向铍毒发动进攻，终于使一立方米空气中的铍的含量降低到十万分之一克以下，已经圆满地解决了铍中毒的防护问题。

跟铍相比，铍的化合物的毒性更大，铍的化合物会在动物的组织和血浆中形成可溶性的胶状物质，进而与血红蛋白发生化学反应，生成一种新的物质，从而使组织器官发生各种病变，在肺和骨骼中的铍，还可能引发癌症。铍的化合物虽然甜，却是“老虎的屁股”，千万摸不得。

4、新疆白杨河铀铍特大型矿床

王谋　王果　李彦龙　张雷　朱明永　张广辉

（核工业二一六大队，新疆　乌鲁木齐　830011）

[摘要]白杨河铀铍床勘查工作经过了铀矿区域地质调查、预查、普查等几个工作阶段，取得了新疆火山岩性铀－多金属矿的突破。铀铍钼矿体主要赋存于花岗斑岩体的接触带构造部位，铍矿体具有规模大、连续性好等特点，探明的铍资源量达特大型，铀矿体达中型，钼矿体达小型，是我国最大的羟硅铍石型铍铀钼矿床。通过总结矿床基本地质特征，建立了“白杨河式”成矿模式及找矿模式，有效地指导了区域铀－多金属矿的找矿工作。

[关键词]花岗斑岩；铀铍矿床；接触带构造；新疆白杨河

白杨河铀铍矿床位于新疆和布克赛尔蒙古自治县境内，东距和布克赛尔蒙古自治县约70km，西距农九师170团约25km，行政上归塔城地区和布克赛尔蒙古自治县管辖，矿区内交通便利。

1　发现和勘查过程

白杨河矿床铀矿找矿工作始于1956年，几经停顿，前后已有50多年的历史。20世纪50年代，原二机部新疆五一九大队在开展铀矿找矿过程中，通过光谱半定量分析发现Be已达工业利用要求。1988～1989年核工业西北地勘局二一六大队对白杨河铀矿床中铍的存在形式及铀铍关系进行了专题研究，认为铍矿具有较好的找矿远景[1]。上述工作为后期找矿积累了宝贵的地质资料和丰富的找矿经验。自2006年起，核工业二一六大队通过对前人基础地质资料研究认为：雪米斯坦火山岩带近东西向展布的杨庄大断裂（F1）是白杨河矿床的重要控岩导矿构造，花岗斑岩体的接触带构造是铀－多金属矿体的主要赋存位置，白杨河地区具备形成特大型铍铀多金属矿的找矿前景。2007年中国核工业地质局组织专家开展现场考察和论证，决定在雪米斯坦火山岩带分3个层次开展综合找矿：一是在火山岩带1∶10万区域预测评价，二是在白杨河地区杨庄岩体及其外围开展1∶5万区域地质调查，三是在白杨河二号工地开展详查。

1.1　铀矿区域地质调查和重点地段详查

2008～2010年，为尽快评价白杨河地区火山岩型铀矿的成矿潜力，落实可供勘查的铀－多金属矿产地，实现地质勘查成果的突破，采用“综合研究与重点解剖相结合，面上研究与工程查证相结合的思路”的技术思路，在白杨河地区开展了1∶5万铀矿区域地质调查，通过大间距钻探查证与有利地段加密解剖，初步了解了杨庄岩体、阿苏达岩体、小白杨河岩体的深部形态及含矿性，落实了3个成矿有利地段[2]。完成钻探工作量19000m，施工钻孔65个，发现工业铀矿孔7个，工业铍矿孔29个。2008年在白杨河矿区二号工地同时开展了详查找矿工作，落实了一处中型铍矿产地。

1.2　铀－多金属矿预查—普查工作

2011～2013年，为大致查明白杨河矿床的地质特征，落实铀－多金属矿资源量，为矿床的进一步勘查提供依据，按照“以铀为主、综合找矿”的勘查部署思路，对白杨河矿区17～136线开展了普查找矿，对阿苏达地段、阿日和拉提地段开展了预查找矿工作。完成钻探工作量104000m，按一般工业指标估算氧化铍资源量达特大型，铀矿资源量达中型，钼矿资源量达小型，将白杨河矿床落实为我国最大的羟硅铍石型铍铀钼矿床[3～6]。

2　矿床基本特征

2.1　地层

白杨河矿床属西准噶尔分区沙尔布尔提山小区，地层由老至新出露泥盆系上统塔尔巴哈台组（D3t）、石炭系和布克河组（C1hb）及黑山头组（C1h）、新近系塔西河组（N1t）及第四系（Q）（图1）。

泥盆系上统塔尔巴哈台组，主要分布于杨庄岩体（γπP1）北侧及矿床西南、西北角，为陆相中酸性火山岩及火山碎屑岩建造夹正常碎屑岩，岩层总体倾向160°～190°，倾角40°～60°。

石炭系下统和布克河组及黑山头组，主要分布于矿床南部，整体呈近东西走向的条带状延伸，与北侧岩体间以杨庄大断裂为界。

新近系中新统塔西河组，分布于矿床南部及东北角，岩性为黄色砂质黏土。

第四系：大面积分布于矿床东部及东南部，为冲积、洪积、堆积物。

2.2　构造

白杨河矿床位于巴尔雷克－沙尔布尔提褶皱带内、吾尔喀什尔山复背斜—赛米斯台背斜与白杨河复向斜—巴哈力单斜之间。北北东向的孟克拉克大断裂与东西向的德格列底提大断裂分居矿床两侧，近东西向的杨庄大断裂贯穿全区（图2）。地质构造比较复杂，不同方向的褶皱、断裂较为发育。晚古生代以来，火山活动、岩浆侵入作用都十分强烈，白杨河矿床岩石以酸性火山岩建造为主，其间夹中—基性火山岩建造。

2.3　侵入岩

侵入岩在白杨河矿床内分布较广，受断裂控制明显。根据侵入岩产出状态划分为中深成侵入岩、超浅成侵入岩和脉岩。

中深成侵入岩岩性为辉石闪长岩及条纹长石花岗岩。

图1 白杨河矿床地质略图

1—第四系；2—塔西河组；3—黑山头组第三岩性段；4—黑山头组第二岩性段；5—黑山头组第一岩性段；6—和布克河组上亚组；7—和布克河组下亚组第七分层；8—和布克河组上亚组第六分层；9—和布克河组上亚组第五分层；10—和布克河组上亚组第四分层；11—和布克河组上亚组第三分层；12—和布克河组上亚组第二分层；13—和布克河组上亚组第一分层；14—塔尔巴哈台组第四岩性段；15—塔尔巴哈台组第三岩性段；16—花岗斑岩及倾入阶段编号；17—白岗岩及侵入阶段编号；18—闪长玢岩及侵入阶段编号；19—辉石闪长岩及侵入阶段编号；20—辉绿岩；21—角度不整合界线；22—侵入接触界线；23—断层；24—推测断层；25—平移断层；26—逆断层；27—正断层；28—铀矿化点及编号

超浅成侵入岩岩性为花岗斑岩（γπP1），为早二叠世超浅成侵入的酸性岩，与围岩呈侵入关系。岩体呈近东西向串珠状展布，东西长约10km，南北宽变化较大，最宽达1.8km，最窄0.1km，面积约6.9km2，由杨庄岩体、阿苏达岩体、小白杨河岩体组成（图3）。

图2 白杨河矿床构造略图

1—第四纪松散沉积物；2—新近纪红色碎屑岩建造；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—花岗岩；7—花岗闪长岩；8—花岗斑岩；9—白杨河矿床范围

杨庄岩体北界总体南倾（局部北倾），与泥盆系呈侵入接触，倾角约32°；南界北倾，倾角45°～75° ，与石炭系呈断层（F1）接触。总体呈南厚北薄形态产出（图4）。

核工业北京地质研究院马汉峰采用全岩钕－锶法测量了杨庄岩体的形成时代，得到年龄值为（293±15）Ma，形成时代介于晚石炭世—早二叠世。

2.4　脉岩

辉绿岩（βμ）：多呈南北走向穿插于岩体内，平行排列，走向340°，倾向东，长10～1000m，宽0.5～20m。主要成分为斜长石，辉石填充，副矿物为磁铁矿（15%）及少许赤铁矿、铬铁矿。

图4 杨庄岩体南北向剖面示意图

1—下石炭统和布克河组；2—上泥盆统塔尔巴哈台组；3—次火山岩体；4—花岗斑岩；5—辉绿岩；6—凝灰岩；7—凝灰质粉砂岩；8—含炭质泥岩；9—破碎带；10—接触界线；11—钻孔位置；12—工业铍矿化；13—低品位矿体；14—断裂

闪长玢岩（δπ）：走向340°，宽5～15m，长400～2500m，在岩墙的边部出现暗紫色微晶闪长斑岩，宽20～50cm，以岩墙的边缘相出现。

2.5　水文地质特征

2.5.1　地下水类型及其分布特征

白杨河矿床位于雪米斯坦山南麓山前丘陵地带，处于丘陵平原水文地质区侵入岩、喷发岩裂隙水亚区（Ⅱ1）内，地下水平面展布形态特征及类型主要有：裂隙潜水、裂隙脉状水和裂隙承压水。

2.5.2　地下水补给、径流、排泄条件

白杨河矿床气候干旱，潮湿系数仅0.057，地表水系稀少。地下水仅在山前局部地段以下降泉出露，泉水流量0.01～0.13L/s，矿化度0.5～1.0g/L,pH 值7.0～8.0，水化学类型为SO4·Cl及SO4型。地下水可直接通过出露于地表的花岗斑岩、凝灰质火山碎屑岩等岩石的风化裂隙及构造窗，接受大气降水和孔隙潜水的补给，自北向南径流，并在区域控矿断裂带附近具有一定的承压性。排泄方式有3种：一是干旱气候条件下的垂向蒸发排泄；二是通过矿床南北向的干沟侧向径流排泄；三是以泉水的方式排泄，矿床东段大干沟处的1号泉便是该矿床的排泄源之一。

2.5.3　含水层（带）及其特征

依据岩石的岩性、结构构造及含水特征，地下水沿剖面自上而下可划分为：裂隙潜水含水层（Ⅰ）、接触带上盘裂隙含水层（Ⅱ）和接触带下盘裂隙承压水含水层（Ⅲ） （图5）。

图5 白杨河矿床25线水文地质剖面

1—花岗斑岩；2—上泥盆塔尔巴哈台组；3—凝灰质粉砂岩；4—炭质泥岩；5—花岗斑岩；6—辉绿岩；7—破碎带；8—抽水试验段及编号；9—含水带分界线；10—含水带编号；11—裂隙倾向及倾角；12—含水带；13—隔水带

2.5.3.1　裂隙潜水含水层（Ⅰ）

贮存于花岗斑岩（γπP1）的节理裂隙中，直接出露于地表，以矿床南部分布范围最大，呈东西向展布。含水岩石破碎，节理、裂隙发育，赋存风化裂隙潜水，接受大气降水及冰雪融水补给为主。储水空间为裂隙，透水性及含水性较差；中心工地水位28.40～35.44m，水位标高1235.17～1262.17m，水温9.5～14.7℃，单位涌水量0.11～0.12L/s· m，渗透系数0.07～0.20m/d。

2.5.3.2　接触带上盘裂隙脉状含水层（Ⅱ）

主要分布在矿床南部，地下水赋存在裂隙发育的花岗斑岩及破碎带中，呈东西向展布。含水岩石线裂隙率一般为6～10条/m，该带含水层为1～2层，含水性弱—中等；水位埋深35.38m，水位标高1234.86m，水温7.7℃，单位涌水量0.0351～0.0614L/s·m，渗透系数0.452m/d,pH 值7.70，矿化度2.20g/L，水化学类型为SO4-Na·Ca型。该带含水性很不均匀，坑道涌水量一般为0.25～0.89L/s，蚀变破碎带最大涌水量可达2.50L/s。

2.5.3.3　接触带下盘裂隙水含水层（Ⅲ）

呈带状分布，地下水主要赋存在构造破碎影响带的D3t晶屑凝灰岩、凝灰质砂岩、凝灰质粉砂岩裂隙中，在矿床北部出露地表。该含水带有1～2层，岩石含水性弱，分布极不均匀，具有承压性。

2.5.4　矿床水化学特征

矿区地下水无色、无嗅、无味、透明，以SO4-Na·Ca型水为主，SO4·Cl-Na·Ca型水次之；矿化度1.39～2.22g/L,pH 值7.4～8.0，水中铀含量一般为2.0×10-5～1.7×10-4g/L，水中氡浓度110.63～335.52Bq/L。

2.6　近矿围岩蚀变与铀铍矿体

2.6.1　围岩蚀变

矿床围岩蚀变发育，种类多样，特别是含矿的花岗斑岩、流纹质晶屑凝灰岩，蚀变现象明显。各种蚀变强度、范围不一，在矿体中的近矿围岩蚀变常见的有萤石化、赤铁矿化、绿泥石化、水云母化，其次为锰矿化、碳酸盐化、高岭土化、钠长石化等。

赤铁矿化：通常称为“红化”，与铀成矿关系密切，为近矿蚀变，将近矿围岩染成褐红色或在含矿萤石脉两侧形成红褐色，在花岗斑岩体中常与矿体分布一致，在含矿裂隙两侧呈浸染状产出。

萤石化：为中－低温热液阶段形成的萤石，与铍矿体有关的常为紫黑色、紫色，呈细脉状、细粒状产出，局部见深紫色萤石脉被浅色萤石脉所切穿，部分呈浸染状赋存于白色碳酸盐细脉内。

绿泥石化：主要是交代深色矿物，一般是黑云母，个别为长石或岩石的基质。呈星点状及鳞片状组成的放射状集合体或细脉，这种细脉切穿前期的绿泥石和萤石，蚀变强烈地段可变成深绿色的绿泥石化岩石，这种现象一般见于晶屑凝灰岩中。

绢云母化：常交代长石斑晶及岩石的基质而呈细小鳞片状，或与硅化形成共同的细脉，一般在花岗斑岩中出现。

锰矿化：由水锰矿、硬锰矿组成。与矿化有关者呈浸染状、脉状及块状等，分布在矿体的外侧。当矿体产于内接触带时这种蚀变关系明显。

碳酸盐化：主要为方解石，多与萤石紧密共生，以细脉或团块出现，并切穿了绿泥石及萤石脉。与成矿作用有关的大部分被染成暗红色，与锰矿、萤石、铀矿物共同组成条带。

2.6.2　铀铍矿体

白杨河矿床的主要矿体为铍矿体，其次为铀矿体，钼矿体只在局部出现。三者在平面上分布不均，其组合关系也不一致（图6）。铍矿产出空间范围远大于铀矿，往往有铀钼矿的部位一般有铍矿产出，但有铍矿的部位不一定产出铀矿、钼矿。因此，铀铍钼矿亦常常呈同体共生产出（图7，图8）。铍矿体主要产于岩体接触带变异部位，铀矿则多产于有与接触带呈斜交的次级密集构造裂隙带部位，矿体多呈北北西向展布并向南东侧伏。

图6 白杨河矿床铍、铀、钼矿体平面分布示意图

1—侵入接触界线；2—角度不整合界线；3—断层及编号；4—花岗斑岩侵入体；5—辉绿岩脉；6—闪长岩脉；7—工业品位铍矿体；8—低品位铍矿体；9—铀矿体；10—钼矿体

2.6.2.1　矿体形态与规模

铍矿体：主矿体有4个，占总资源量的98%，其他为单工程控制的小矿体。规模最大的为ⅠBe-1号矿体，占总资源量的64%，位于118～47号线之间，总体呈近东西向（10°）展布，长达4.5km，宽50～1040m，局部受钻孔控制出现无矿天窗及低品位矿体；其次为ⅠBe-2号矿体，占总资源量的19%，位于39～79线之间，总体呈22°方向展布，延伸长约970m，宽40～160m，控制程度较高，矿体延续稳定，向南部未完全控制，在73线出现无矿天窗；ⅠBe-3号矿体位于75～103线间，呈22°方向展布，长约640m，最宽650m，中部出现无矿天窗及低品位矿体；ⅠBe-4号矿体位于131～147线间，呈东西向展布，长约470m，南北宽960m，整体控制程度低，矿体倾角30°，向南部及东部均未控制。铍矿体总体产于岩体接触带附近。

铀矿体：总体规模较小，一般长50～130m，最长410m；矿体呈似层状或透镜状；矿体埋深为76～380m，从北向南逐渐变深；矿体标高872～1229m。按照铀矿体分布特征可分为4个区段（表1）。

图7 ZK3612中U-Be-Mo工业矿体产出特征柱状示意图

表1 白杨河矿床铀矿体形态特征一览表

钼矿体：主要分布于22～66线及91～103线，大致呈北西－南东向展布形态，矿体形态较简单，矿体以层状、似层状为主，矿体在22～66线倾向南，倾角30°；在91～103线南倾，倾角30°。

2.6.2.2　矿体品位与厚度

铍矿体：工业矿体长200～4500m，宽50～1040m，最小厚度为0.62m，最大厚度为28.99m，平均为5.21m，变化系数为100%。矿体单样段平均品位0.1922%，变化系数175%；单矿段品位为0.0800%～0.7707%，平均品位0.1549%，变化系数为73.67%；矿床氧化铍平均品位0.1391%。

图8 ZK4012-ZK2218剖面铀、铍、钼关系示意图

1—第四系；2—次火山岩体；3—塔尔巴哈台组；4—辉绿岩脉；5—花岗斑岩；6—凝灰质砂岩；7—凝灰质粉砂岩；8—凝灰质泥岩；9—凝灰岩；10—熔结凝灰岩；11—凝灰质角砾岩；12—晶屑凝灰岩；13—玄武岩；14—辉绿岩脉；15一破碎带；16—铍工业矿体；17—铀工业矿体；18—钼工业矿体；19—品位及厚度；20—钻孔编号及高程；21—钻孔深度

铀矿体：铀矿段厚0.39～8.60m，平均厚2.67m，变化系数为82.4%；矿段品位为0.050%～1.212%，平均品位0.185%，变化系数为92.6%（表2）。

表2 白杨河矿床铀矿体品位、厚度特征一览表

钼矿体：平均厚3.64m，品位0.0496%～0.4224%，平均品位0.1089%，品位变化系数为66.94%。矿体最大厚度为20.83m。单层矿体一般厚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　矿石物质成分及存在形式

白杨河矿床属花岗斑岩接触带热液蚀变型铀铍矿床。铀铍矿石与围岩成分基本一致，仅在矿石矿物和蚀变矿物上有所差别。主要岩性为花岗斑岩、晶屑凝灰岩；主要结构为自形粒状、微细状结构；主要构造为细脉状构造、浸染状构造等。

脉石矿物以石英为主，次为钠长石、钾长石、萤石、黏土矿物等。石英以斑晶形式存在于花岗斑岩之中和以晶屑形式存在于流纹质凝灰岩之中；钠长石和钾长石为矿石中主要的脉石矿物；萤石主要以两种形式存在：一是以脉状形式充填在矿石之中；二是沿长石解理缝充填；绿泥石、高岭石、绢云母等黏土矿物为矿石的脉石矿物。磁铁矿和褐铁矿为矿石中主要的含铁矿物，主要以点线状或星点状分布于岩石之中；黄铁矿主要呈半自形粒状形式存在于岩石中。

铀主要以铀矿物、分散吸附状态两种存在形式为主，有少量以类质同象等形式存在于其他矿物中。铀矿物以微脉浸染状产出的沥青铀矿和分布于矿石裂隙面上的钙铀云母为主；铀呈分散状及超显微UO2质点状主要吸附于紫色萤石和红色微晶石英中；另在原岩中副矿物（锆石、磷灰石、独居石等）中有极微量的铀呈类质同象形式存在。

偏光显微镜、扫描电子显微镜、X 射线能谱及激光拉曼分析结果显示，铍的赋存状态主要以羟硅铍石为主，极少量含铍矿物。羟硅铍石存在形式主要有：一是羟硅铍石以自形晶、半自形晶的形式存在，常呈细小的板状和柱状晶体，主要分布于萤石脉之中；二是羟硅铍石被包裹于萤石脉之中，与萤石颗粒常呈线状接触关系。羟硅铍石常与深紫色、紫色萤石共生，呈不规则状、片状，半自形或他形，粒径0.01～0.2mm。含铍镧铈矿物为矿石中微量的含铍矿物，铍以类质同象形式存在于镧、铈矿物之中，铍的原子百分含量可达14.5%，矿物颗粒大小为5～30μm，主要以半自形粒状形式呈星点状或放射状集合体形式存在。

2.6.2.4　成岩成矿年龄

马汉峰、李晓峰及加拿大马尼托巴大学Fayek等分别对该矿床控矿岩体、脉岩及成矿的年龄进行了初步研究，控矿的杨庄花岗斑岩体形成年龄为309.3Ma（单颗粒锆石U-Pb法）；小白杨河花岗斑岩岩体形成年龄为（231.40±0.85）Ma（明显偏小）。脉岩主要有辉绿岩和闪长岩，其中辉绿岩形成年龄为（254.2±1.9）Ma，闪长岩形成年龄为（298±18）Ma、（222±18）Ma（铷－锶法）。宏观与微观研究显示铀铍不是同一成矿期次，通过矿石中沥青铀矿获得铀成矿年龄为（197.8±2.8）Ma、（224±3.1）～（237.8+3.3）Ma、（97.8±1.4）Ma、（30.0±0.4）Ma；通过矿石中不同期次萤石的形成确定铍成矿年龄为（298+18）Ma、（264±12）Ma、（255+13）Ma和（249+16）Ma。

3　主要成果和创新点

3.1　主要成果

（1）落实白杨河特大型铀铍矿床，矿床类型独特，是我国铀铍综合勘查的首次重大突破

白杨河铀铍多金属矿床铍矿资源量达到特大型规模，铀矿资源量达到中型规模，并探明少量伴生钼矿。该矿床为较为典型的火山热液型铀铍多金属矿床，主要铍矿物为羟硅铍石，主要铀矿物为沥青铀矿，矿石矿物组合为羟硅铍石－沥青铀矿－辉钼矿，热液蚀变组合为赤铁矿化—萤石化—绿泥石化—钠长石化—碳酸盐化—锰化，矿化类型独特，是我国唯一的羟硅铍石型铀铍多金属矿床，该项成果被评为2010年度“全国十大地质找矿成果”之一。

（2）查明了白杨河矿床铀多金属矿化特征，为矿山开采提供了地质依据

通过勘查，基本查明了雪米斯坦火山岩带铀多金属矿的分布，基本查明了矿化规模、矿体埋深、矿体形态、矿体厚度及矿石品位变化规律；查明了矿石特征成分特征及存在形式。

（3）建立了“白杨河式”成矿模式及找矿模式

在雪米斯坦火山岩带铀多金属矿勘查过程中，对白杨河矿床铀多金属矿的分布规律、铀成矿规律、控矿规律进行了系统的研究，在此基础上总结出了“白杨河式”成矿模式及找矿模式，为我国北方晚古生代火山岩铀多金属矿勘查工作提供了重要借鉴。通过勘查实践，提出了五大控矿因素[7,8]:

1）接触带构造：白杨河矿床工业铀矿体主要发育于杨庄岩体的内外接触带构造上，以内接触带为主；铀矿体通常发育在距接触带几米至几十米的范围内，大的矿体均是沿接触带平行发育的平躺着的矿体，在远离接触带的岩体中或地层中发育的则是竖着的矿体；沿构造裂隙发育的规模较小的次要矿体，在矿床中所占的资源量有限。

2）断裂构造：杨庄岩体和围岩接触带附近铀矿体较为发育的原因也是接触带附近断裂构造较为发育。断裂构造既充当铀成矿流体的通道又是铀沉淀的场所，成矿流体中的铀沿着断裂或裂隙运移时，对其两侧的岩石进行渗透和交代蚀变，使溶液中的铀含量逐步提高，然后在适当的构造环境下沉淀富集就形成了铀矿化，而且铀矿化多发育在次级断裂内。

3）花岗斑岩体控矿：铀成矿作用受花岗斑岩控制明显，所有铀矿化均处于花岗斑岩体内或其边部。杨庄次火山岩体铀含量较高，后期热液很容易从中淬取出铀而形成含铀热液在有利部位富集成矿。其侵入通道可能在岩体东部第四系覆盖之下，是今后找矿的重点地段。

4）热液作用：白杨河铀矿床热液成矿作用现象明显，热液作用类型可能多样，但与铀成矿作用关系密切的可能为火山期后热液，根据其特点可分为早期中高温热液和晚期低温热液，中高温热液蚀变规模大，强度大，与铀矿化关系明显，晚期低温热液及后期脉岩作用导致的热液规模较小，可能对铀成矿起到改造作用。

5）蚀变作用：蚀变作用是铀矿化的直接表现，可作为寻找铀矿的直接标志，但在铀成矿过程中蚀变作用发育程度和强度决定形成的铀矿化的规模。蚀变规模大，说明热液蚀变持续的时间长，参与蚀变的热液体量大，其带来的物质就多，在岩石中沉淀富集的铀量就多，因而能形成较大的或较富的矿体。

与铀矿有关的蚀变主要有赤铁矿化、高岭土化、水云母化、绿泥石化、紫黑色萤石化、锰矿化。通常赤铁矿化和紫黑色萤石化在铀矿化的内带，与沥青铀矿和其他铀矿物距离较近，向外依次为高岭土化、水云母化、绿泥石化。一般规律是蚀变规模越大，强度越高，分带越清晰，铀矿化愈好。

3.2　创新点

（1）勘查技术方法的综合应用

白杨河矿床铀多金属矿勘查，不仅采用了地质、物探、化探（包括井中化探）、遥感等综合技术手段，而且对火山岩型铀多金属矿的勘探类型和不同勘查阶段工程间距进行了研究，初步进行了矿床数字化建模，为实现数字勘查奠定了基础。由于不同矿种在不同勘查阶段所要求的勘探工程间距不同，为了满足不同矿种的勘查要求，采用40m×40m为基本工程勘查间距，同时满足了不同矿种的需要，这无疑对其他地区同类型矿床的勘查工程部署具有重要的指导意义和推广价值。

（2）开采（冶炼）工艺创新

白杨河矿床为铀多金属矿床，其中的铀、铍、钼矿体在空间上部分重合在一起，所开采的矿体为混合型矿石，在冶炼过程中必须采用分离技术。羟硅铍石型铍矿石在中国铍矿冶炼史上是个首例，其选矿技术是矿山开采的关键。通过科技攻关，攻克了铀、铍分离的难题，大大改进了铍矿石的溶矿方法，并获得了国家专利。

4　开发利用状况

白杨河矿床铍资源量已达到特大型规模，为开发利用铍矿资源，已成立了新疆中核大地和丰矿业有限公司。公司在资源开发的同时，依托国内科研院所，在实验室条件下已完成铍的浮选试验，选出的铍精粉已达到工业一级品的要求。该铍矿床的开发利用，将有效缓解我国铍原料不足的现状[9] 。

白杨河地区铀矿地质勘查工作开始于20世纪50年代，最终落实了两个小型铀矿床。70年代在中心工地矿床由新疆生产建设兵团建工师进行了试验性开采，80年代后期矿山关停。在本轮找矿勘查中对矿床铀资源做了重新勘查评价，并对铀铍矿石做了铀铍分离的浸出工艺实验，试验结果表明，铀矿石具有浸出率高、耗酸量低等特点，可以作为伴生矿产进行综合回收利用。目前正在开展矿山综合开发建设的前期工作。

5　结束语

经过近年来的勘查工作，在22～66线发现了新的铀矿体，铀矿资源量有所扩大，达到中型规模。目前杨庄岩体以东工作程度低，其顶、底界面保存完好，并在顶界面附近已发现矿化，因此，该区域是今后攻深找盲的重点地段。

区域上，雪米斯坦火山岩带长约120km，前人在白杨河矿床东部已发现了一批铀矿点、矿化点及异常点，通过近年的找矿勘查工作已发现了水根萨依一带等铀钼找矿靶区，表明雪米斯坦火山岩带具有较好的找矿潜力，有望继白杨河铀铍矿床后再落实几处铀多金属矿勘查基地。

参考文献

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[3]陈奋雄，刘刚，张雷，等．新疆和布克赛尔县白杨河矿区二号工地铍矿详查报告[R]．核工业二一六大队，2008.

[4]李彦龙，张雷，王谋，等．新疆和布克赛尔县合什哈西哈力干地区铍矿详查区外围（东段）铍矿详查[R]．核工业二一六大队，2009.

[5]李彦龙，张雷，朱明永，等．新疆和布克赛尔县白杨河矿区东段铀－稀有金属矿详查[R]．核工业二一六大队，2010.

[6]王谋，李彦龙，张雷，等．新疆和布克赛尔县合什哈西哈力干地区铍矿详查区外围（东段）铍矿详查[R]．核工业二一六大队，2009.

[7]王谋，李晓峰，王果，等．新疆雪米斯坦火山岩带白杨河铍铀矿床地质特征[J]．矿产勘查，2012,3（1）:34-40.

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[9]张霖．白杨河矿区伴生铍的开发前景评价[M]．核工业二一六大队，2000.

我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例

[作者简介]王谋，男，1983年生，工程师。2005年毕业于石家庄经济学院资源勘查工程专业。2013年以来任核工业二一六大队地勘院项目技术部主任，一直从事铀矿地质勘查及科研工作。2011年获国防科技进步二等奖1项、2010年度十大地质找矿成果奖1项、中核集团公司科学技术二等奖1项，2014年获中国地质调查局地质调查成果二等奖1项。

5、铍铜合金的分类是什么？

铍铜可分为，铍青铜（C17200），铍钴铜（C17500），铍镍铜（C17510），铍镍钴铜（CW103C）

铍青铜是一种含铍铜基合金（Be0.2～2.75%wt%），在所有的铍合金中是用途最广的一种，其用量在雕世界已超过铍消费总量的70%。铍青铜是沉淀硬化型合金，固溶时效处理后具有很高强度、硬度、弹性极限和疲劳极限，弹性滞后小，并具有耐蚀（铍青铜合金在海水中耐蚀速度：（1.1-1.4）×10-2mm／年。腐蚀深度：（10.9-13.8）×10-3mm／年。）腐蚀后，铍青铜合金强度、延伸率均无变化，故在还水中可保持40年以上，铍铜合金是海底电缆中继器构造体不可替代的材料。在硫酸介质中：铍青铜在小于80％浓度的硫酸中（室温）年腐蚀深度为0.0012-0.1175mm，浓度大于80％则腐蚀稍加快。 

铍铜合金具有高强度、高硬度、高导电性、高弹性、耐磨、耐疲劳、抗腐蚀性及弹性滞后小等特点。产品用途：各类焊接用电极及精密铸造模具、温度控制器、手机电池、电脑、汽车零配件、微电机、电刷针、高级轴承、眼镜、接触件、齿轮、 冲头、各类无火花开关等。产品牌号： C17200铍铜，C17500铍钴铜，C17510铍镍铜。产品类型：棒，饼，条，块，六角棒，板，带，线，管等。硬度： >HRB 100导电率: 45-60%IACS

6、铜锌冶炼对人体有危害吗

有色金属冶炼是职业危害比较严重的生产过程，在整个生产过程中从原料到成品都产生各种各样的职业危害。
烧结、焙烧、冶炼中产生大量的含有各种毒物的混合性烟尘，每生产1 t铅排放烟尘量约为0.6 t，每生产1 t锌排放烟尘可达0.11～35.8 t，严重地污染了车间内外环境。
（1）铅冶炼工的铅中毒发病率较高。
（2）铍冶炼中产生铍蒸气、烟尘，工人长期接触可发生铍中毒、铍性皮炎、皮肤溃疡、肺的铍肉芽肿。
（3）铜锌冶炼时产生大量的锌蒸气，在空气中，迅速被氧化成氧化锌，吸入氧化锌引起的金属热是铜锌等金属冶炼中多发的职业病。
（4）锡、锑冶炼过程中产生的烟尘，工人长期接触可引发上呼吸道炎症，长期累积可发生锡尘肺、锑尘肺等。
（5）刺激性气体的危害在有色金属冶炼中也是比较常见的，铜锌冶炼中产生的大量二氧化硫，可对人体造成危害。
（6）粉尘的危害在有色金属冶炼过程中也是普遍的，粉尘中含毒性较大的铅、铍、铊等，其中游离二氧化硅所造成的危害也是不可忽视的。
（7）高温与热辐射是有色金属冶炼中较普遍的危害因素。
三、预防措施
有色金属冶炼中毒物、粉尘、物理因素各种职业危害几乎均有，可列为职业危害严重的生产过程，必须采取更为严格的预防措施。解决有色金属冶炼中的职业危害根本出路在于对生产工艺过程、生产设备的技术改造，彻底实现生产过程的密闭化、自动化。防暑降温，控制噪声、振动等措施在有色金属冶炼过程中也是必不可少的

7、高中化学，请问金属的冶炼方式有几种？据我所知一共有四种，分别是热还原，热分解，电解，金属钠冶炼金属

1.我印象中热还原有两种，一种是利用的利用CO等在高温下具有的还原性还原中等活泼的金属，另一种是利用铝热反应（但铝热反应更倾向于利用它的热量而不是产物，因为本身冶炼铝也具有一定难度，虽然目前铝的价格由于电解冶炼技术的进步已经不再高昂）。热分解则是利用金属氧化物的热不稳定性，加热分解生成金属单质。一般不活泼的金属的氧化物比较容易分解。
2.Na冶炼金属是利用它的强还原性和沸点。本身K金属性强于Na，但是由于K的沸点较Na低，反应过程中K的挥发会使平衡向着生成K的方向进行，从而达到冶炼的目的。因此比Na沸点低而且难以用热还原法还原的金属都是可以在考虑之列的，如Rb（铷）等。
3.氯化钾会腐蚀电极是因为反应会在阳极生成具有强氧化性的氯气从而腐蚀阳极。
4.电解法冶炼的一定是在熔融状态下能导电的化合物（稳定的离子化合物）。因此上述的化合物是可以用来电解的。但是电解法同样需要考虑成本。熔点高的离子化合物，如氧化钙，可能会使成本大大增加，因此在工业上受到限制。氧化铝熔点高，但是AlCl3是共价化合物导致只能使用氧化铝电解，工业上为了降低熔点减少成本会加入冰晶石（Na3AlF6)。
5.目前看到的都是正确的。
6.一般不是。它们的熔点于钠相较更高，因此更倾向采用电解法。如铍会使用BeCl2电解的方式，但是由于氯化铍的共价性较强（接近AlCl3)，一般会加入其他物质增强导电性。
7.铂、金在自然界一般即以单质形式存在，因此是不需要冶炼的，只需要通过物理方法分离。例如筛金（沙里淘金），利用沙与金的密度不同的特点（传统上利用水流）分离。

8、居里夫人对科学有哪些贡献？

癌，这个吞食人们生命的怪物，在人类历史的长河中，曾几何时奔荡不羁，象战争的罪犯，给人们留下痛苦和死亡。人们无时无刻不在寻找同它斗争的武器。可是，一个世纪又一个世纪地过去了，直到二十世纪初，波兰伟大的科学家玛丽·居里——斯克洛道夫斯卡和她的丈夫皮埃尔·居里发现了一种新的放射性元素——镭。它可以破坏被病毒侵蚀了的细胞，然后构成新的、健康的细胞组织。这样，镭就成了治癌的有力武器。
朋友，如果你被病魔久缠不愈，甚至面临死亡危险的时候，由于得到镭的放射性治疗而康复，要感谢居里夫人的话，那么，你就应该用实际行动去学习她那忘我的精神和不屈的斗志；如果你是一位白衣战士，有志攻克癌症这个顽固的堡垒，那么，追溯居里夫人一生走过的道路，你将会得到很大的启发和教益；如果你是一个科技工作者，下决心为在本世纪末实现四个现代化，贡献出自己的一切，那么，你从居里夫人的身上，将会看到：志在攀登科学顶峰的人该怎样战斗和生活……

最高原则

一八七七年的波兰，还是一个千疮百孔、支离破碎的国家。它被沙皇俄国、奥地利和普鲁士侵占着。

在压迫中降生，在铁蹄下长大的小玛丽，对世间发生的这一切疑惑不解：为什么波兰的孩子不准学波兰话？为什么波兰的孩子不准看波兰书？为什么波兰的孩子要在沙俄监察员的监视下学习？放学回家的路上，玛丽问她的小伙伴：“沙皇要我们波兰干什么？他难道还不够富有吗？他的国土是那么大。”老师最了解孩子们的心里。当沙俄监察员不在的时候，秘密地讲授着波兰民族反抗侵略者的历史；秘密地传授着波兰的文化和语言；秘密地培养孩子们热爱祖国的感情。小玛丽回到家里，父亲和哥哥秘密地给她讲：“压迫会产生反抗”、“知识就是力量”，唤起她追求知识和提高学习成绩的强烈愿望。从此，小玛丽的心窝里，就埋下了对祖国热爱、对侵略者憎恨的感情。虽然她还只有十岁，不懂得怎样去反抗侵略者，但是那种决不屈服的性格却在她幼小的心灵里燃烧着；为祖国解放而学习的念头，在她的脑海里翻腾着。

玛丽由于学习刻苦，成绩优异，顺利地从小学升入中学，又以获得金质奖章的成绩在中学毕了业。她多么想继续升学和深造啊！可是，带着殖民枷锁和封建镣铐的波兰，大学是不收女生的。她梦想去巴黎学习物理和化学。可是，清贫的斯克洛道夫斯基一家，连生活都难以维持，又那里拿得出到外国求学的费用呢？何况她姐姐中学毕业已经三年了，幻想到巴黎学医的计划，一次次都变成了泡影。强烈的求知欲望没有使姊妹俩心灰意冷，而是更加倔强地向既定目标挺进。玛丽和姐姐分别去担任家庭教师，一点一滴地积蓄着去巴黎求学的费用。

一个春天的早晨，玛丽惊喜地告诉姐姐，她想出了一个到巴黎求学的好办法：“是这样，你把我们俩个节省下来的这一点钱都带上，先到巴黎去，我仍然留在这儿当家庭教师，把我挣来的钱都寄给你，等你当了医生，再设法接我到巴黎去学物理和化学。”多大的牺牲，多好的办法啊！玛丽的这一番话，使她姐姐感激地流下了热泪。打这以后，玛丽更加节衣缩食，按月把自己挣来的钱寄给在巴黎的姐姐，宁肯自己穷得身边连零花钱也没有，连写信的邮票都买不起。贫苦的生活影响不了玛丽刻苦学习的积极性。她为了多学一些，养成了每天早晨六点钟以前就起床学习的习惯，而晚上常常自修到深夜。她不仅刻苦自学，而且不辞辛苦地到波兰农村给孩子们讲授科学知识，到工厂女工中传播波兰文化，而这样做是随时都有可能被密探们发现，被沙俄监察员抓走的。可是玛丽的心目中只有一个念头：为被压迫的祖国服务，为祖国的解放而学。正象她给自己一位童年时代的朋友的信中所说：“我用尽了力量来应付这一切，再接再励……我有一个最高原则：不管是对人或者对事，都决不屈服！……”

志在顶峰

有志者事竟成。度过五年艰苦岁月，玛丽用她倔强的两手开拓了达到理想境界的道路，姐姐获得了博士学位，妹妹踏上了新的征程。

玛丽来到巴黎索尔本学院求学，穿着褪了色、挂了丝的衣服；住着难以形容的简陋小屋；钱用光了，常常是整个星期用面包和茶水充饥。大学的图书馆象块有魔力的磁石，紧紧地吸引着玛丽。玛丽象块贪婪的海绵，拚命地吸吮着知识的乳汁。有一次，她正在图书馆里伏案攻读，突然晕倒在地，有的同学找来医 生给她做了检查。原来是因为玛丽忘记了吃饭。忘记吃饭，对于玛丽来说已经成为司空见惯的事了。她的姐夫、姐姐常常为这件事操心，玛丽也常常为这件忘却了的事情发笑。每当晚上十点钟，图书馆闭馆了，玛丽才带着婉惜的心情离去，回到自己的小屋里，在煤油灯下继续用功，一直到后半夜两点钟。当她躺在床上休息的时候，又被冻得不得不爬起来，把自己所有的衣服一件一件地全部穿上，再重新躺下。早晨起床的时候，洗脸盆里的水冻成冰块，就连水壶里的水也结成了冰。艰苦的生活，刻苦的学习，弄得这位年轻的姑娘面色苍白、容颜憔悴。然而，在向科学之巅攀登的玛丽，却象那冰山上的雪莲，开得那样火红，放射出绚丽的异彩。在索尔本学院的学位考试中，玛丽以她优异的成绩获得了物理学硕士第一名。从此，玛丽的研究内容扩充到许多方面。在研究金属磁性的试验中，在物理学会的会议席上，玛丽结识了优秀的物理学家皮埃尔·居里。在崎岖的小路上相识，在向科学顶峰的攀登中结成伴侣。从此玛丽、居里成了不可分开的名字。

物理学家亨利·柏克勒尔发现：铀的盐类会发出一种看不见的射线。当时，这种神秘射线的来源对科学家们来说，还是一个算不出答案的难题。居里夫妇正是从解决这个难题入手，开始了他们共同的生活和战斗。他们经过反复的研究和试验，终于从沥青状铀矿里先后发现了放射性元素——“钋”和“镭”。亨利·柏克勒尔的难题攻下以后，居里夫妇并没有停止他们的脚步，而是继续向光辉的顶点前进！当时，几平所有的化学家、物理学家对于镭的发现都持观望态度。因此，居里夫妇又给自己提出了一个新的攻坚任务：下决心，从沥青状铀矿中取出“相当”分量的镭，拿出“真凭实据”来，证明这种“神密”射线的存在。

没有钱买沥青状铀矿作试验，他们就用沥青状铀矿的残渣供试验用；没有实验室，他们就借用所在学校的一间简陋的木板房搞实验。两位科学家向大自然的开战就这样开始了。要把大量的矿渣加热，要在盛矿渣的大桶里每次搅拌好几个小时，是一项艰巨的体力劳动。小屋里散发出来的刺激性很强的蒸汽使人窒息。居里夫妇正是在这种恶劣的条件下，进行着提取“镭”的不懈的搏斗，为了使实验不间断，他们往往就在这里，边做实验，边做顿简单的饭来充饥。日复一日，年复一年，四年时间过去了，尽管居里夫妇历尽了千辛万苦，可是把镭分析出来的试验还是没有成功。

不卫生的工作环境又使皮埃尔·居里患上了四肢疼痛的病症。玛丽身上的担子就更重了。她需要把大量的矿渣加热、搅拌，把大桶里的流汁倒出来，如蒸馏、结晶等等。化学处理的繁重劳动，累得玛丽瘫痪了一样。每到晚上，她照料完孩子，又要开始他们的论文写作，有时整年的时间在实验室里度过。这对年轻的夫妇没到过一次戏院、没有去听过一次音乐会，甚至没有访问过一次朋友。可是，仅用一年的时间，居里夫妇竟写出过三篇震撼世界的科学论文。正象玛丽·居里后来回顾这段艰苦历程时所说：“…在这 间简陋的木板房子里度过的几年，是我们一生中最有价值的、最幸福的、完全献身于工作的时期。”

一九0二年深冬的一个雪夜，居里夫妇肩并着肩、手挽着手，迎着万家灯火，踏着厚厚的积雪，习惯地向他们的实验室走去。当皮埃尔·居里划火柴开门的时候，被玛丽·居里拦住说：“不要点亮。”他们摸黑走进小屋，顿时惊呆了。这间简陋的木板房简直成了一个魔宫：从瓶子里、罐子里、桶里放出一片晶莹的蓝光，特别是那支盛试验产物的玻璃管里，放射出来的光更加强烈。看不见的射线，看见了！神秘的射线揭穿了！他们日思夜想的镭诞生了！可是，谁曾想到这世界上第一克镭竟是居里夫妇从八吨沥青状铀矿的残渣碎屑中，经过整整四年的辛勤劳动才提炼出来的。它象镶嵌在科学之巅的一颗明亮的珍珠，被不畏劳苦的居里夫妇亲手摘下来了！这一克镭的诞生包含着居里夫妇多少次失败的教训，多少次胜利的喜悦呵！至于究竟盛着他们多少劳动的汗水和脑汁，那却是无法计算了，但是从居里夫人还在学生时代给她哥哥的信中，我们可以看到这个伟大事业的成功所在：

“人必须有耐心，特别是要有信心”，“我应该相信，自己对于某种事业有特殊的才干，并且应该不惜任何代价来完成这个事业。”

鄙视功利

居里夫妇发现镭的伟大功绩和获得诺贝尔奖金的荣誉，象一声春雷轰动了整个世界。外国科学界的诚挚邀请电，各地发来的热情贺信，象雪片一样飞来；怀着崇高敬意的来访者络绎不绝；毫不相识的人，请求他们亲笔签名留念；摄影师赶来拍照；新闻记者前来采访……当玛丽·居里还是一个默默无闻的穷学生时，饥饿、寒冷、清贫和冷眼包围着她、侵扰着她，她对这一切曾做出响铮铮地回答：决不屈服！刻苦学习！今天，当百万法郎、灿灿的金质奖章向她微笑的时候；当成功、荣誉、祝贺象潮水般涌来的时候，居里夫妇用坚定的行动，表现了他们具有高贵的品质；毫不夸耀，谦虚忘我！

一次，有一位报社记者前来采访这位科学家，想把她的事迹报道出去。她坚定地回答：“在科学上重要的是研究出来的‘东西’，不是研究者的‘个人’。”

对于研究出来的东西——镭，有几位朋友劝他们申请生产镭的专利权。玛丽·居里代表她的丈夫作出了这样的决定：“不应该这样做。这是违背科学精神的。科学家的研究成果应该公开发表，不受任何限制。——如果我们的发现可以获利，这只是一件偶然的事情，在这上面我们不应该有什么优先权。何况镭是对于病人有好处的……依我看，我们不应当借此来谋利。”他们把这个伟大的发现交给工业界和医学界广泛利用，并不谋求个人的任何私利。

巨额的诺贝尔奖金，对于一向清贫的居里夫人来说，并不希罕它，而是把大量的奖金赠送给波兰的大学生、贫困的女友、实验室的助手、没有钱的女学生、教过她的老师、资助过她的亲属。

瑞士的日内瓦大学公开提议，给他们提供优厚的待遇，聘请他们到大学讲学。做为普通中学教师的居里夫妇认为，这样做尽管对自己有利，但会影响甚至会中断他们的研究工作，因而谢绝了，仍旧在他们那间破旧的木板房里作实验。

皮埃尔·居里逝世以后，居里夫人把他们共同研究的成果，价值一百万法郎的镭，无偿地赠送给了一个研究治癌的实验室。她说：“只要能治好病，甚至只要能够使病人减轻一些痛苦，那么我们的工作就不算是徒劳的了。”许多朋友责怪她，没有把这笔财产留给自己的孩子。居里夫人却有自己的见解，她说：“贫困固然不大好受”，“但是富裕却也没有必要，甚至是很讨厌的。”她要求自己的孩子，用勤劳的双手去开拓自己的生活道路。而她给孩子们留下的却是那独立不羁的精神和鄙视功利的高尚品德。

有名的学者爱因斯坦曾经这样评价居里夫人：“在我所认识的所有著名人物里面，居里夫人是唯一不为盛名所颠倒的人。”

英勇献身

一九一四年第一次世界大战爆发了。

当德国侵略军逼近巴黎的时候，居里夫人毅然走上了反侵略战争的战场。她用她所掌握的科学知识，努力为伤员们服务。为了很快检查出受伤者身上的枪弹和弹皮的所在位置，及时为伤员实施手术，解除他们的痛苦和死亡，居里夫人研究用汽车上的发动机发电，在汽车上安上一套爱克斯光射线设备。这种活动的爱克斯射线车，士兵们亲切地叫它“小居里”。一天早晨，居里夫人乘坐的那辆“小居里”突然发生了事故，跌进了路旁的战壕里，居里夫人被擦伤、摔昏了，这可把年轻的司机吓坏了，表示再也不敢开汽车。居里夫人在战争期间开始刻苦学习驾驶技术。几个星期后，她又成了一名合格的司机。从此，居里夫人亲自驾着汽车，不知疲倦地从一个诊疗站跑到另一个诊疗站，一下车，就投入了透视、照像的紧张战斗……

如果说居里夫人在这炮火连天的战场上，英勇的献身精神是可歌可泣的，那么，她在那无声无响的实验室里，英勇的献身精神。更使人肃然起敬。居里夫人继镭的发现之后，又成为爱克斯光射线学方面的权威，并着手提炼放射性元素“锕”。几十年来，居里夫人由于长期从事放射性物质的研究工作，加上恶劣的实验环境和对身体保护的不够严格，时常受到放射性元素的侵袭，使她的血液渐渐受到了破坏。她患有肺病、眼病、胆病、肾病，甚至患过神经错乱症。但是，在居里夫人看来，科学研究要比她本身的健康更重要。她曾为了能参加世界物理学大会，请求医生延期施行肾脏手术；她曾带病回国参加镭研究所的开幕典礼。她曾忍受着眼睛失明的恐惧，顽强地进行科学研究。直到她生命的最后一息，由于恶性贫血、高烧不退，躺在床上的时候，仍然要求她的女儿向她报告实验室里的工作情况，替她校对她写的《放射性》著作。居里夫人把她的一生完全献给了伟大的科学事业。

一九三四年七月四日，原子时代的先驱、镭的“母亲”——居里夫人与世长辞了。但是，她那决不屈服的最高原则、志在顶峰的雄心壮志、鄙视功利的高尚品德、英勇献身的实际精神，将永远铭刻在人们的心中，激励人们向新的目标前进！

9、金属矿选矿奥秘

（一）金属矿选矿的定义和作用

1. 选矿的定义

选矿最早英文解释为 Ore Dressing 或 concentration，意为矿砂富集。随后延伸为矿物处理，英文为 Mining process。选矿是利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助不同的方法，将有用矿物同无用的矿物分离，把彼此共生的有用矿物尽可能地分离并富集成单独的精矿，排除对冶炼和其他加工过程有害的杂质，提高选矿产品质量，以便充分、合理、经济地利用矿产资源。

矿物是在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用，所产生的自然元素和自然化合物，如金、银、铜自然元素和黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等自然化合物。这些元素和化合物都具有各自的物理性质，如粒度、形状、颜色、光泽、密度、摩擦系数、磁性、电性、放射性、表面润泽性等。这些不同的性质为不同的选矿方法提供了依据。

2. 选矿的作用和地位

自然界蕴藏着极为丰富的矿产资源，但是，除少数富矿外，一般含量都较低，例如，很多铁矿石含铁只有 20% ～ 30%；铜矿石含铜小于 0.5%；铅锌矿石中铅锌的含量不到 5%；铍矿石氧化铍含量 0.05% ～ 0.1%；这样的矿石直接冶炼，极不经济。一般冶金对矿石的含量有一定的要求。如铁矿石中铁的含量最低不得低于 45%；铜矿石中铜的含量最低不得低于 12%；铅矿石含铅不得小于 40%；锌矿石含锌不得小于 40%；氧化铍含量不小于 8%。对于采出的矿石在冶炼之前，必须经过选矿工艺，将主要金属矿物的含量富集几倍、几十倍乃至几百倍才能满足冶炼工艺的要求。

通过选矿手段为冶炼提供“精料”，减少冶炼的物料量，大大提高冶炼的技术经济指标。在选矿过程中大量的废石被排除，减少了炉渣量，一方面减低了能耗和运输成本，同时也相应地减少了炉渣中的金属损失，大大提高了冶炼的回收率。例如，某冶炼厂将铜精矿含量提高1%，每年可多生产粗铜 3135 吨。某钢铁公司将铁精矿含量提高 1%，高炉产量提高 3%，节约石灰石 4% ～ 5%，减少炉渣量 1.8% ～ 2%。目前，我国要求入炉炼铁磁铁矿含量在 65% 以上，如果铁精矿含量达到 68% 以上，可以采用直接炼钢工艺，大大简化冶炼流程。

通过选矿工艺可以减少冶炼原料中有害元素的危害，变害为利，综合回收金属资源。自然界中的矿石往往含有多种有用成分，例如，铜、铅、锌等有色金属往往共生或伴生于同一矿床中；铁既有单一的铁矿石，也有铁－铜、铁－硫、钒钛铁等共生矿石。冶炼过程中对原料中某些共生或伴生元素，常视为有害杂质。例如，炼铜的原料中含铅、锌都是有害杂质。炼铁原料中含硫、磷和其他有色金属都是有害杂质。但将这些杂质提前通过选矿工艺使之分离分别富集后，分别冶炼，变害为利。

选矿也作为冶炼工艺中的一个中间过程，用以提高选矿、冶炼两个过程的总的经济效益。例如，我国金川有色金属公司冶炼厂现有的生产流程是将铜－镍混合精矿用电炉熔炼、转炉吹炼，产出高冰镍，经过缓冷后，再破碎磨矿，用浮选法获得铜精矿和镍精矿，用磁选法得到合金。此后分别进入各自的冶炼系统提取金属铜、镍和贵金属。

选矿是冶金、化工、建材等工业部门必不可少的极其重要的一环。选矿技术的发展，大大地扩大了工业原料基地，从而使那些以前因为含量太低或成分复杂而不能在工业上应用的矿床变为有用矿床。

近 20 多年来，随着科学技术和经济建设的迅猛发展，对矿产资源的需求量与日俱增，矿产资源开采量翻番，周期愈来愈短，易采易选的单一富矿愈来愈少，嵌布粒度细、含量低的难选复合矿的开采量愈来愈大，对矿产品加工过程中的环保要求越来越高，这些都需要通过选矿方法来解决。

（二）选矿方法

目前常用的选矿方法主要是重选、浮选、磁选和化学选矿，除此而外还有电选、手选、摩擦选矿、光电选矿、放射性选矿等。

重力选矿法（简称重选法），是根据矿物密度的不同及其在介质（水、空气、重介质等）中具有不同的沉降速度进行分选的方法，它是最古老的选矿方法之一。这种方法广泛地用来选别煤炭和含有铂、金、钨、锡和其他重矿物的矿石。此外，铁矿石、锰矿石、稀有金属矿、非金属矿石和部分有色金属矿石也采用重选法进行选别。

磁选法，是根据矿物磁性的不同进行分选的方法。它主要用于选别铁、锰等黑色金属矿石和稀有金属矿石。

浮游选矿法（简称浮选法），是根据矿物表面的润泽性的不同选别矿物的方法。目前浮选法应用最广，特别是细粒浸染的矿石用浮选处理效果显著。对于复杂多金属矿石的选别，浮选是一种最有效的方法。目前绝大多数矿石可用以浮选处理。

化学选矿法，基于矿物和矿物组分的化学性质的差异，利用化学方法改变矿物组成，然后用相应方法使目的组分富集的矿物加工工艺。目前对氧化矿石的处理效果非常明显，也是处理和综合利用某些贫、细、杂等难选矿物原料的有效方法之一。

电选法是根据矿物电性的不同来进行选别的方法。

手选法是根据矿物颜色和光泽的不同来进行选别的方法。

摩擦选矿是利用矿物摩擦系数的不同对矿物进行分选的方法。

光电选矿是利用矿物反射光的强度不同对矿物进行选别的方法。

放射性选矿是利用矿物天然放射性和人工放射性对矿物进行选别的方法。

（三）选矿过程

选矿是一个连续的生产过程，由一系列连续的作业组成，表示矿石连续加工的工艺过程为选矿流程（图 6-7-1）。

矿石的选矿处理过程是在选矿厂里完成的。不论选矿厂的规模大小（小型选矿厂日处理矿石几十吨，大型选矿厂日处理矿石量高达数万吨以上），但无论工艺和设备如何复杂，一般都包括以下三个最基本的过程。

选别前的准备作业：一般矿石从采矿场采出的矿石粒度都较大，必须经过破碎和筛分、磨矿和分级，使有用矿物与脉石矿物、有用矿物和无用矿物相互分开，达到单体分离，为分选作业做准备。

选别作业：这是选矿过程的关键作业（或称主要作业）。它根据矿物的不同性质，采用不同的选矿方法，如浮选法、重选法、磁选法等。

产品处理作业：主要包括精矿脱水和尾矿处理。精矿脱水通常由浓缩、过滤、干燥三个阶段。尾矿处理通常包括尾矿的储存和尾水的处理。

有的选矿厂根据矿石性质和分选的需要，在选别作业前设有洗矿，预先抛废（即在较粗的粒度下预先排出部分废石）以及物理、化学与处理等作业，如赤铁矿的磁化焙烧等作业。

（四）选矿技术在新疆矿山的应用

新疆应用选矿技术可追溯到古代，新疆远在 300 年前，就在阿勒泰地区的各个沟内利用金的比重大的特点，从砂金矿中淘洗黄金，这就是重选的原始雏形。但在新中国成立之前，新疆没有一处正规的选矿厂，全部都是采用人工方式手选和手淘，生产效率极其低下，只能处理比重差异大的砂金矿和根据颜色手选出黑钨矿石。新中国成立后，新疆选矿技术有了长足的发展，磁选技术应用于铁矿山，建成年处理量 80 万吨的磁选矿厂，为钢铁企业源源不断地提供高品质的铁精粉。浮选应用于铅锌矿、铜矿、金矿山，先后建成康苏铅锌浮选厂、喀拉通克铜镍浮选厂、哈图金浮选厂，促进了新疆有色工业的发展。重选、浮选、磁选联合应用于新疆北部阿勒泰地区的稀有金属矿山，为我国的早期国防建设提供所需的锂、铍、钽、铌等稀有金属资源。以下是目前新疆有代表性的选矿厂。

1. 康苏铅锌矿浮选选矿

康苏选矿厂是新疆第一座机械化浮选厂，1952 年开始建设，设计生产规模为 250 吨 / 天，1954 年投产。该厂是由前苏联专家参与指导设计，前期主要处理喀什地区沙里塔什的方铅矿和闪锌矿，1961 年开始处理乌拉根氧化铅锌矿。康苏选厂最初投产时是采用苏联专家设计的流程和药剂制度进行浮选，流程采用氰化物与硫酸锌作闪锌矿的抑制剂，以苏打作 pH 值的调整剂，并添加了少量的硫化钠，先将铅矿优先选出后，再将锌矿物选出。该流程没有取得较好的经济指标，大部分锌矿被选入铅矿中。后经过我国工程技术人员和苏联专家的共同努力，通过几次技术改造，在流程结构、技术参数和生产管理方面进行了革新和改进。将部分德国式的浮选机改成苏式米哈诺贝尔 5A 型充气量大的浮选机，使用水力旋流器代替螺旋分级机，加强了中矿再磨循环，增加了锌浮选时间，降低了锌浮选矿浆碱度，合理控制破碎粒度和钢球装入量，严格贯彻技术操作规程和技术监督等。使各项指标得到稳步提升。铅回收率由 71% 提高到 90%，锌回收率由 13% 提高到 41%。其选矿过程见浮选工艺流程图（图 6-7-2）。

2. 新疆八一钢铁厂磁铁矿浮磁选选矿

新疆八一钢铁选矿厂与 1989 年建成投产，设计处理能力 80 万吨 / 年，主要处理高硫磁铁矿。矿石由矿山采出后，运输到选矿厂，经两段破碎一段磨矿后，矿浆进入浮－磁车间。选出的硫精矿销售给新疆境内的一些化工厂和化肥厂，铁精矿供球团和烧结使用。尾矿浓缩后，用水隔泵输送至尾矿库，晾干后，一部分尾矿成为八钢西域水泥厂铁质校正原料。新疆八一钢铁厂简易浮磁选流程图（图 6-7-3）。

3. 喀拉通克铜镍矿浮选选矿

喀拉通克铜镍矿是新疆目前最大的铜镍生产基地，矿山一期为采冶工程，采出的特富矿块直接进入鼓风炉熔炼成低冰镍，经过几年的生产特富矿逐渐减少。为充分利用矿产资源，在二期改造中增加了优先选铜－铜镍混合浮选流程，日处理原矿 900 吨。

原矿直接从采场经竖井提升到地面，通过窄轨输送到原矿仓，原矿仓的矿石经群式给矿机由带式输送机送至中间矿仓。经重型板式给矿机、带式输送机，送至自磨机进行一段磨矿，自磨机排矿给入与格子型球磨机闭路的高堰式双螺旋分级机，进行二段磨矿。分级机溢流经砂泵扬送至水力旋流器组，沉砂进入溢流型球磨机，进行三段磨矿。三段磨矿排矿与第一段分级机溢流合并，经砂泵扬送至水力旋流器组，旋流器溢流，自流至浮选厂房的搅拌槽内，加药后进入浮选作业。浮选采用一次铜粗选、一次铜精选、一次铜镍混合浮选、一次铜镍扫选、三次铜镍精选后，产出铜精矿、铜镍混合精矿及尾矿，分别送至脱水厂房。铜精矿、铜镍混合精矿经过脱水后分别送入铜精矿库和冶炼厂原料库。浮选尾矿经高效浓密机脱水后，用泵杨送至采矿场充填站，作为充填原料。喀拉通克铜镍矿简易选矿工艺流程图（图 6-7-4）。

4. 哈图金矿黄金混汞－浮选选矿

哈图矿区是新疆历史上有名的岩金产地，早在乾隆年间便开始开采，主要采用的是土法重选法，将采出的矿石用石碾盘碾碎，通过淘洗的方式回收比重大的金粒。大量的细粒金无法回收，致使许多淘金者亏损严重。

1983 年通过实验研究，采用“混汞—浮选—部分焙烧—氰化”原则流程，哈图金矿建成了新疆第一座现代化的黄金生产矿山，日处理原矿 100 吨。1986 年通过改进破碎工艺，新增 100吨 / 天的浮选系列，使产能达到 200 吨 / 天。哈图金矿混汞浮选工艺流程图（图 6-7-5）。

原矿由采厂通过汽车运到原矿仓，原矿经颚式破碎机进行一段破碎。然后经皮带运输机运到圆锥破碎机，进行二段破碎，破碎产物由圆振筛筛分后，筛下矿物由皮带运输机运送至粉矿仓，筛上矿物返回圆锥破碎机再破。粉矿仓经给矿机和皮带运输机送至格子型球磨机磨矿，磨矿排矿自流通过镀银铜板（俗称汞板）进行混汞作业，通过汞板表面粘附的汞吸附单体解理的金形成汞齐，通过冶炼回收部分黄金。矿浆经过汞板后，用高堰式螺旋分级机，溢流进入浮选工序，返砂进入球磨机再磨。浮选工序采用一次粗选、二次精选、一次扫选流程选的浮选精矿。浮选精矿脱水经过焙烧和进行冶炼后得到金锭。

5. 可可托海稀有金属矿重、磁、电、浮联合选矿

可可托海以稀有金属储量大，品种多而闻名中外，铍、锂、钽、铌、铷、铯、锆、铪等稀有元素在许多矿带中均有不同程度的分布，因而造成选矿上的复杂性和难度。经过众多科技人员 10 年的反复实验研究，从手工选矿到单一矿物选矿，发展到最后的重磁浮联合选矿流程，分选出锂精矿、铍精矿、钽铌精矿，突破了这一世界性的难题，促进了选矿技术的发展。

1953 年，为回收绿柱石和钽铌矿在 3 号矿脉小露天采场东北角兴建了一座简易的 30 多米长的手选室，改善了手选的工作环境，提高了手选效率。另外，在 3 号矿脉尾矿堆附近兴建了一座 20 吨 / 天的钽铌重选厂，采用对滚一段破碎、跳汰、摇床、溜槽进行重选，回收钽铌矿。1957 ～ 1958 年，将手选筛下的尾矿，用方螺旋溜槽进行富集，每年产出的氧化锂精矿接近万吨。

1963 年，经过科研院所近 8 年的选矿试验研究，国家计委批准兴建 750 吨 / 天的选矿厂（“87 － 66”机选厂），综合回收氧化锂精矿和钽铌精矿。选厂工艺流程简图（图 6-7-6）。根据可可托海矿伟晶岩体分带开采的特点，选厂采用三个系统分别对三种类型的矿石（铍矿石、锂矿石、钽铌矿石）进行选别。采用联合选矿工艺综合回收矿石中的锂铍钽铌矿物。先利用重力－磁法－电磁法选矿，从原矿含量只有 0.01% ～ 0.02%（Ta、Nb）203 的原矿中选50% 以上的（Ta、Nb）203 钽铌精矿，然后再用碱法锂铍优先浮选，先优浮选锂再选铍。

可可托海选厂选矿工艺的不断改进，使我国花岗伟晶岩类型矿石钽铌、锂、铍选矿工艺水平进入世界先进行列。

6. 选矿技术的发展方向

在美国、日本、德国等国家对选矿技术的发展非常重视，选矿技术的不断进步和创新，促进了这些国家矿产资源的开发和综合利用沿着可持续发展前进。在矿物破碎方面，美国开发了超细破碎机和高压对滚机，降低球磨机入料粒度，节约了能耗。同时在不断研究外加电场、激光、微波、超声、高频振荡、等离子处理矿石对粉碎和分选的影响。在矿物分选方面，已经或正在研究“多种力场”联合作用的分选设备，并不断将高技术引入选矿工程领域，诸如将超导技术引入磁选，将电化学及控制技术引入浮选等。在选矿工艺管理方面，将工艺控制过程自动化，并将“专家控制系统”与“最优适时控制”相结合，以达到根据矿石性质调整控制参数，使选矿生产工艺流程全过程保持最优状态。

随着我国国民经济的快速发展，对矿产品的需求不断增长，选矿工程技术面临着资源、能源、环保的严峻挑战和发展机遇。以下领域的技术创新将是今后选矿的发展方向：

一是研究开发高效预选设备、高效节能新型破磨与分选设备，以及固液分离新技术与装备，大幅降低矿石粉碎固液分离过程的能耗。

二是研究各种能场的预处理对矿物粉碎和分选行为的影响，开发利用各种能场的预处理新技术，以提高粉碎效率和分选精度。

三是开发高效分选设备、高效无毒的新药剂，重点研究复合力场分选新设备、多种成分协同作用的新药剂以及处理贫、细、杂难选矿石的综合分选新技术。

四是在矿石综合利用研究中，开发无废清洁生产工艺，加强尾矿中矿物的分离、提纯、超细、改性的研究，使其成为市场需要的产品，为矿物物料工业向矿物材料工业转化提供新技术。

五是大力将高新技术引进矿物工程领域，重点开展矿物生物工程技术、电化学调控和电化学控制浮选技术、过程自动寻优技术，以及高技术改造传统产业的新技术研究。

六是加强基础理论与选矿技术相结合的新型边缘科学研究，促进新一代矿物分选理论体系的形成，并派生出新兴的矿物分选和提纯技术。

10、什么是铍青铜合金

1)钢铁

钢铁是铁与C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。

按含碳量不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为0.03%～2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我国合金钢的资源相当丰富，除Cr、Co不足，Mn品位较低外，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。21世纪初，合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。

含碳量2%～4.3%的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C形态分布，断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特种条件下有十分重要的应用。

(2)铝合金

铝是分布较广的元素，在地壳中含量仅次于氧和硅，是金属中含量最高的。纯铝密度较低，为2.7 g/cm3，有良好的导热、导电性(仅次于Au、Ag、Cu)，延展性好、塑性高，可进行各种机械加工。铝的化学性质活泼，在空气中迅速氧化形成一层致密、牢固的氧化膜，因而具有良好的耐蚀性。但纯铝的强度低，只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。

铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。硬铝合金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能有所下降，这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。

目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水侵蚀，避磁性等特点。

(3)铜合金

纯铜呈紫红色，故又称紫铜，有极好的导热、导电性，其导电性仅次于银而居金属的第二位。铜具有优良的化学稳定性和耐蚀性能，是优良的电工用金属材料。

工业中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等。

Cu与Zu的合金称黄铜，其中Cu占60%～90%、Zn占40%～10%，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。再如在黄铜中加入少量Sn，称为海军黄铜，具有很好的抗海水腐蚀的能力。在黄铜中加入少量的有润滑作用的Pb，可用作滑动轴承材料。

青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu�Sn合金。锡的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善，抗腐蚀性增强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。Sn较贵，目前已大量用Al、Si、Mn来代替Sn而得到一系列青铜合金。铝青铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍青铜是强度最高的铜合金，它无磁性又有优异的抗腐蚀性能，是可与钢相竞争的弹簧材料。

白铜是Cu-Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。

3.特种合金

目前工业上应用的合金种类数以千计，现只简要地介绍其中几大类。

(1)耐蚀合金

金属材料在腐蚀性介质中所具有的抵抗介质侵蚀的能力，称金属的耐蚀性。纯金属中耐蚀性高的通常具备下述三个条件之一：

①热力学稳定性高的金属。通常可用其标准电极电势来判断，其数值较正者稳定性较高；较负者则稳定性较低。耐蚀性好的贵金属，如Pt、Au、Ag、Cu等就属于这一类。

②易于钝化的金属。不少金属可在氧化性介质中形成具有保护作用的致密氧化膜，这种现象称为钝化。金属中最容易钝化的是Ti、Zr、Ta、Nb、Cr和Al等。

③表面能生成难溶的和保护性能良好的腐蚀产物膜的金属。这种情况只有在金属处于特定的腐蚀介质中才出现，例如，Pb和Al在H2SO4溶液中，Fe在H3PO4溶液中，Mo在盐酸中以及Zn在大气中等。

因此，工业上根据上述原理，采用合金化方法获得一系列耐蚀合金，一般有相应的三种方法：

①提高金属或合金的热力学稳定性，即向原不耐蚀的金属或合金中加入热力学稳定性高的合金元素，使形成固溶体以及提高合金的电极电势，增强其耐蚀性。例如在Cu中加Au，在Ni中加入Cu、Cr等，即属此类。不过这种大量加入贵金属的办法，在工业结构材料中的应用是有限的。

②加入易钝化合金元素，如Cr、Ni、Mo等，可提高基体金属的耐蚀性。在钢中加入适量的Cr，即可制得铬系不锈钢。实验证明，在不锈钢中，含Cr量一般应大于13%时才能起抗蚀作用，Cr含量越高，其耐蚀性越好。这类不锈钢在氧化介质中有很好的抗蚀性，但在非氧化性介质如稀硫酸和盐酸中，耐蚀性较差。这是因为非氧化性酸不易使合金生成氧化膜，同时对氧化膜还有溶解作用。

③加入能促使合金表面生成致密的腐蚀产物保护膜的合金元素，是制取耐蚀合金的又一途径。例如，钢能耐大气腐蚀是由于其表面形成结构致密的化合物羟基氧化铁〔FeOx·(OH)23-2x〕，它能起保护作用。钢中加入Cu与P或P与Cr均可促进这种保护膜的生成，由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大气腐蚀的低合金钢。

金属腐蚀是工业上危害最大的自发过程，因此耐蚀合金的开发与应用，有重大的社会意义和经济价值。

(2)耐热合金

这类合金又称高温合金，它对于在高温条件下的工业部门和应用技术领域有着重大的意义。

一般说，金属材料的熔点越高，其可使用的温度限度越高。这是因为随着温度的升高，金属材料的机械性能显著下降，氧化腐蚀的趋势相应增大，因此，一般的金属材料都只能在500 ℃～600 ℃下长期工作。能在高于700 ℃的高温下工作的金属通称耐热合金。“耐热”是指其在高温下能保持足够强度和良好的抗氧化性。

提高钢铁抗氧化性的途径有两条：一是在钢中加入Cr、Si、Al等合金元素，或者在钢的表面进行Cr、Si、Al合金化处理。它们在氧化性气氛中可很快生成一层致密的氧化膜，并牢固地附在钢的表面，从而有效地阻止氧化的继续进行。二是用各种方法在钢铁表面形成高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等耐高温涂层。

提高钢铁高温强度的方法很多，从结构、性质的化学观点看，大致有两种主要方法：

一是增加钢中原子间在高温下的结合力。研究指出，金属中结合力，即金属键强度大小，主要与原子中未成对的电子数有关。从周期表中看，ⅥB元素金属键在同一周期内最强。因此，在钢中加入Cr、Mo、W等原子的效果最佳。

二是加入能形成各种碳化物或金属间化合物的元素，以使钢基体强化。由若干过渡金属与碳原子生成的碳化物属于间隙化合物，它们在金属键的基础上，又增加了共价键的成分，因此硬度极大，熔点很高。例如，加入W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物，从而增加了钢铁的高温强度。

利用合金方法，除铁基耐热合金外，还可制得镍基、钼基、铌基和钨基耐热合金，它们在高温下具有良好的机械性能和化学稳定性。其中镍基合金是最优的超耐热金属材料，组织中基体是Ni�Cr�Co的固溶体和Ni3Al金属化合物，经处理后，其使用温度可达1 000 ℃～1 100 ℃。

(3)钛合金

钛是周期表中第IVB类元素，外观似钢，熔点达1 672 ℃，属难熔金属。钛在地壳中含量较丰富，远高于Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。我国钛的资源极为丰富，仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中，伴生钛金属储量约达4.2亿吨，接近国外探明钛储量的总和。

纯钛机械性能强，可塑性好，易于加工，如有杂质，特别是O、N、C等元素存在，会提高钛的强度和硬度，但会降低其塑性，增加脆性。

钛是容易钝化的金属，且在含氧环境中，其钝化膜在受到破坏后还能自行愈合。因此，钛对空气、水和若干腐蚀介质都是稳定的。钛和钛合金有优异的耐蚀性，只能被氢氟酸和中等浓度的强碱溶液所侵蚀。特别是钛对海水很稳定，将钛或钛合金放入海水中数年，取出后，仍光亮如初，远优于不锈钢。

钛的另一重要特性是密度小。其强度是不锈钢的3.5倍，铝合金的1.3倍，是目前所有工业金属材料中最高的。

液态的钛几乎能溶解所有的金属，形成固溶体或金属化合物等各种合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善钛的性能，以适应不同部门的需要。例如，Ti-Al-Sn合金有很高的热稳定性，可在相当高的温度下长时间工作；以Ti-Al-V合金为代表的超塑性合金，可以50%～150%地伸长加工成型，其最大伸长可达到2 000%。而一般合金的塑性加工的伸长率最大不超过30%。

由于上述优异性能，钛享有“未来的金属”的美称。钛合金已广泛用于国民经济各部门，它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业部门中要大量应用钛合金，只是目前钛的价格较昂贵，限制了它的广泛使用。

(4)磁性合金

材料在外加磁场中，可表现出三种情况：①不被磁场所吸引的，叫反磁性材料；②微弱地被磁场所吸引的，叫顺磁性材料；③强烈地被磁场吸引的，称铁磁性材料，其磁性随外磁场的加强而急剧增高，并在外磁场移走后，仍能保留磁性。金属材料中，大多数过渡金属具有顺磁性；只有Fe、Co、Ni等少数金属是铁磁性的。

金属中组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�钴系、铁�铬�钴系和锰�铝�碳系合金。

磁性合金在电力、电子、计算机、自动控制和电光学等新兴技术领域中，有着日益广泛的应用。
(5)钾钠合金
[英] Sodium Potaddium Al
[别]钠钾合金
[缩]JNHJ
【化学结构】
4K-Na
【化学特性】
银色的软质固体或液体. 遇酸、二氧化碳、潮气及水发生剧烈反应, 放出氢气, 立即自燃, 有时甚至会爆炸. 密度: 0.847克／毫升(100℃) (K78％,Na22％); 0.886克／毫升(100℃)(K56％,Na44％) 熔点: -11℃(K78％,Na22％); 19℃(K56％, Na44％);
【极限参数】
沸点: 784℃(K78％,Na22％); 825℃(K56％, Na44％);
【应用】液态金属核反应堆用的冷却剂是钠钾合金，常温下液态。
钠钾合金的熔点
钠 钾 熔点
20% 80% -10 ℃
22% 78% -11 ℃
24% 76% -3.5 ℃
40% 60% 5 ℃