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[瞭望]三大有色金属的新应用

时间:2012-06-26 16:35来源:中国循环经济 作者:戴志雄 点击:
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近几年,随着科技的快速进步,有色金属应用领域不断拓展。这些新的应用必将推动铝、铜和锌金属的市场需求。
  

  铝、铜、锌作为有色金属的大金属品种,在我国有色金属工业体系中占据主要权重。中国有色金属工业协会数据:2011年铝、铜和锌三大品种的产量占到十种有色金属总产量3438万吨的83%。近几年,随着科技的快速进步,其应用领域不断拓展。这些新的应用必将推动铝、铜和锌金属的市场需求。

  轻量铝

  铝由于质轻和良好的加工性能,被制造成各种合金在交通运输领域使用。交通工具的轻量化正成为节能减排的重要抓手和高油价下的省油节支之道。

  据世界铝业协会有关人士介绍,汽车自重每减少10%,燃油消耗可降低6%~8%,排放可降低5%~6%。正因此,欧盟将实现碳排放控制目标的基础确定为汽车的小型化和轻量化;美国新一代汽车共同开发计划,将汽车轻量化列为节能减排的三大技术措施之一;我国是一个石油进口依存度较高的国家,汽车轻量化符合国家节能减排发展战略和我国中长期科技发展规划要求。权威资料的数据显示,我国自主轿车平均比发达国家同类轿车要重8%~10%,商用车平均重10%~15%,平均每百公里油耗比欧洲高23.2%,比日本高37.8%。我国汽车行业节能减排的压力和空间巨大。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006年~2020年)》中明确将低能耗汽车列为重点领域优先发展。

  要实现汽车的轻量化首要就是采用轻量化的材料,无疑铝是轻量化的重要材料之一。铝合金现在汽车上得到更大范围的应用。目前国外单车用铝合金量约在150千克,国内单车用铝合金不到100千克。国内汽车工业80%铝合金零部件为铸件铝,生产工艺水平较低。锻件铝由于生产成本、工艺水平高,产业化水平尚处于初级阶段。各种铝挤压材取得较大进步,被最大限度使用。

  汽车用铝主要应用作壳体类零件:缸体、缸盖、离合器罩、变速箱壳体、机泵体及盖、压缩机壳体、发电机壳体、制动泵壳体、减震器壳体;支架类零件:方向盘骨架、底盘部分支架;部件:活塞、轴瓦、铝车轮、水冷散热器、空调用冷凝器、蒸发器、暖风散热器;其它有管路、插接件、门内板、客车车窗等。货车应用铝挤压材部件主要有箱顶板、箱侧板、箱底板、侧面支杆、包角条等;在客车上应用铝挤压材部件主要有行李架、空气循环风道、车窗、行李舵门、座椅滑轨等。

  轨道交通为实现高速重载也纷纷选择铝材,用铝量也在不断提高。如轨道交通中的高铁列车、轻轨列车、地铁列车上,铝被用作车体、转向架构架、轴箱、齿轮箱、弹簧支座上,整体薄板、中空复杂薄壁型材、多孔复杂薄壁空心型材等被大量使用。

  航空航天将铝合金用作主要的结构材料,被应用作翼面蒙皮、翼面长桁、翼梁上下缘条、腹板、机身长桁、座椅滑轨、龙骨架、侧框、机身蒙皮、机身下壁板、主地板桁条等。

  船舶上也在更多的选择铝合金材料,被广泛应用在船侧、船底外板、龙骨、肋骨、肋板、隔壁、发动机台座、甲板、海船容器顶板与侧板、烟筒等。据测算,使用铝建造的船舶比使用钢材或其他合成材料建造的船舶相比重要减轻15%~20%。

  此外,铁路货车和公路货车,为了提高运能,最大限度降低车辆自重,提高载重,正大量采用铝合金材料。铝制铁路运煤敞车和漏斗车,以及全铝厢式半挂汽车已成为发展趋势。

  轻量化使铝在交通运输上更具经济性,铝的良好再生循环利用性能,又使铝更有生命力和发展前景。

  抑菌铜

  铜的抑菌性能已得到权威认可。美国环保署现登记注册的350多种铜及铜合金,被认定为最有效公共接触表面固体抑菌材料,也是唯一被认可的接触表面固体抑菌材料。经测试,用这些铜及铜合金能够在2小时内杀死其表面超过99.9%的特定致病细菌,并能持续抑菌最大限度减少二次感染,远离致病细菌的侵害。

  采用铜作为抑菌材料具有三个方面优势,一是能持续杀死致病细菌,其有效性被证实高于不锈钢和含银涂层;二是耐磨损,即使反复磨损和污染仍保持抑菌性,自然氧化不影响抑菌效能;三是安全性,抑菌铜材对人和环境无伤害,天然抑菌不添加化学成分,可完全回收。

  据美国疾病控制预防中心估计,仅在美国每年约有200万人在医院期间感染病菌,其中有近10万人因此失去生命。由于医疗卫生引起的感染给世界各地的人们带来了沉重的社会经济负担。美国每年用于医疗卫生引起的感染花费约在350亿~450亿美元。这些感染主要是由于每天接触到物体上的细菌引起。尽管采取了一定的清洁措施,但现在这些耐抗生素的细菌正从医疗卫生场所扩散到学校、家庭和公共交通场所,并以惊人的速度繁殖,时刻威胁着人们的健康。现在它们遇到了铜这个“克星”。

  由于铜的良好抑菌性能,美国环保署向全球发出倡导,在医疗设备、公共交通、教育机构以及其他的领域使用抑菌铜的材料。铜正被赋予健康卫士的使命,以对抗这些致命细菌和潜在“杀手”。

  抑菌铜材现已开始在国外的公共场所使用:在医院,由铜和铜合金制成的床栏、小车、水龙头、扶手、门把以及推板已被安装到重症监护和儿科病房中;在机场和地铁站,不锈钢的栏杆和扶手被替换成抑菌铜材料。抑菌铜材还被用在空调上,有厂家已将蒸发器全部采用纯铜翅片,摒弃传统的铝箔材料;在饮水机里,铜内胆取消不锈钢和塑料内胆将是趋势。作为抑菌铜材的应用及前景正被无限放大。国外许多知名铜制造企业已调整发展战略,开始推出系列新产品,以满足不断增长的抑菌铜市场需求。

  在国内,有着市场敏锐眼光的知名空调制造商—志高空调,从2010年9月起开始与国际铜协合作,并率先在全球推出了采用抑菌铜材生产的空调。2012年1月,志高空调在北京、上海、广州、重庆、南京等全国五大城市举行了盛大首销仪式,产品受到消费者青睐。据悉,现已有众多的国内企业开始关注抑菌铜材和抑菌铜产品,意欲抢占抑菌铜方面的商机。

  肥料锌

  锌是人体70多种合成酶的重要成分,与200多种酶的活性直接关系,是维系人体健康,促进生长发育、新陈代谢、免疫系统和调节脑细胞功能的必不可少的微量元素。人体缺锌对儿童的危害最大,严重影响生长发育和免疫能力。

  锌同时也是农作物生长所必需的一种微量元素,在作物体内参与生长素的合成,从而促进幼叶、茎端、根系的生长。锌也是多种酶的组成部分,参与作物的光合作用,促进蛋白质的代谢。锌对种子、果实的形成和发育起到重要作用。农作物缺锌,作物体内生长素的合成大大减少,生长发育出现停滞状态。农作物缺锌还可影响作物体内多种酶的活性,导致作物叶绿体数目减少,光合效率低,从而影响作物的新陈代谢。

  锌元素缺乏在全球普遍存在,给人类健康和农业生产带来严重影响。据统计,全球每年有超过45万的儿童死于“锌缺乏症”。我国60%的土壤缺锌,旱地更为严重,缺锌不仅影响了农作物的生长发育,还制约了产量水平和水肥资源利用效率的进一步提高。

  科学使用锌可以调整土壤和农作物中锌的含量,从而间接提高人体对锌的摄入量,改善锌营养水平。

  为推广锌肥在我国农业中的应用,2012年3月19日,国家农业部全国农业技术推广服务中心与加拿大泰克资源有限公司在北京签署了“锌肥示节推广项目”合作协议,于2012年新增50个锌肥示范点,进一步扩大相关教育普及和技术推广活动,让更多的农民认识锌对农业生产和人体健康的重要作用,引导农民科学施用锌肥,引导企业开发锌肥料,培育和壮大锌肥产业,促进锌肥在我国农业生产中的应用。

  泰克资源是世界上最大的锌生产商。其开展的“锌与人类健康”项目致力于提高大众对于人类缺锌的认识,并努力帮助解决这一全球性危害健康的问题。其合作伙伴有国际锌协会、联合国儿童基金会、儿童健康锌联盟和加拿大政府等。

  据国家农业部有关负责人介绍, 2011年,全国农业技术推广中心与国际锌协会开展合作,在我国开展了40个锌肥田间试验。试验结果表明,合理使用锌肥,玉米可增产6%~15%,小麦、马铃薯等作物可增产10%左右,为示范区农民带来了可观的经济效益。

  随着锌肥的推广与使用,这必将加大对锌的需求,锌市场的“农”味和农作物里的“锌”味也将会多了起来。

(责任编辑:朱竹)
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