为什么车削加工是提高有色金属零件加工精度和表面质量的唯一办法
在车削加工过程中,会产生热量和碎片。。。这个好像大家都知道。。就不多说了。为了保证加工质量,因此在加工时,需要根据加工材料的不同选择润滑冷却液。
在铝合金加工中,因铝合金属于有色金属,在以前润滑冷却材料种类及性能选择余地不大的时候,从经济性、物理性、化学性能几方面多选择使用煤油。但煤油的清洗是个问题。。。。我很郁闷地说:“曾经天天一股煤油味回家”。。。
现在有下面2种润滑冷却液可供参考。
1.半合成型冷却液 (ISOPAL)
不含亚硝酸盐的通用乳化液。能够显著提高加工表面的光洁度,并能对零件提供良好的防锈保护。此外,还具有抗菌能力强,易于 维护和使用寿命长等特点。适用于黑色金属及有色金属的加工,甚至可用于难加工的铝合金的切削加工。
2.铝合金加工冷却液 Hysol Al
良好的表面加工效果,即使在难度较高的加工条件下仍可延长刀具的使用寿命;良好的润滑性能,较低的泡沫;可用于混合型的金属产品上,故有较好的经济性;良好的润湿性,可减少冷却液带出量,同时保持机床及工件清洁;具有特别长的使用寿命;解决了通常铝加工冷却液的“星期一臭味”现象;出色的防腐蚀性能;对操作者及环境无损害。
适用于黑色金属、铝和铝合金,故可在同一台设备上加工铝和铝合金产品。
补充问题回答:在铝合金加工中,煤油就是起到润滑冷却作用。其他的非铝合金专用润滑冷却材料如机油、工业用菜油、乳化液等会在加工过程中影响铝合金加工件的表面颜色。
锌是重要的有色金属原材料,目前,锌在有色金属的消费中仅次于铜和铝,锌金属具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性,能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金\x0d.原生锌企业生产的主要产品有:金属锌、锌基合金、氧化锌.这些产品用途非常广泛,主要有以下几个方面:(一)镀锌用作防腐蚀的镀层(如镀锌板),广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业,约占锌用量的46%.锌具有优良的抗大气腐蚀性能,所以锌被主要用于钢材和钢结构件的表面镀层.\x0d电镀用热镀锌合金表面氧化后会形成一层均匀细密的碱式碳酸锌ZnCO3 3Zn(OH)2氧化膜保护层,该氧化膜保护层还有防止霉菌生长的作用.由于锌合金板具有良好的抗大气腐蚀性,近年来西方国家也开始尝试着直接用它做屋顶覆盖材料,用它作屋顶板材使用年限可长达120-140年,而且可回收再用,而用镀锌铁板作屋顶材料的使用寿命一般为5-10年.\x0d(二)制造铜合金材(如黄铜)\x0d用于汽车制造和机械行业,约占15%.\x0d锌具有适用的机械性能.锌本身的强度和硬度不高,加入铝、铜等合金元素后,其强度和硬度均大为提高,尤其是锌铜钛合金的出现,其综合机械性能已接近或达到铝合金、黄铜、灰铸铁的水平,其抗蠕变性能也大幅度被提高.因此,锌铜钛合金目前已经被广泛应用于小五金生产中.\x0d(三)用于铸造锌合金主要为压铸件\x0d,用于汽车、轻工等行业,约占15%.\x0d许多锌合金的加工性能都比较优良,道次加工率可达60%-80%.中压性能优越,可进行深拉延,并具有自润滑性,延长了模具寿命,可用钎焊或电阻焊或电弧焊(需在氦气中)进行焊接,表面可进行电镀、涂漆处理,切削加工性能良好.在一定条件下具有优越的超塑性能.\x0d此外,锌具有良好的抗电磁场性能.锌的导电率是标准电工铜的29%,在射频干扰的场合,锌板是一种非常有效的屏蔽材料,同时由于锌是非磁性的,适合做仪器仪表零件的材料及仪表壳体及钱币,同时,锌自身及与其他金属碰撞不会发生火花,适合作井下防爆器材.\x0d(四)用于制造氧化锌\x0d广泛用于橡胶、涂料、搪瓷、医药、印刷、纤维等工业,约占11%.\x0d(五)用于制造干电池,以锌饼、锌板形式,约占13%.\x0d锌具有适宜的化学性能.锌可与NH4CI发生作用,放出H+正离子.锌-二氧化锰电池正是利用锌的这个特点,用锌合金做电池的外壳,既是电池电解质的容器,又参加电池反应构成电池的阳极.它的着一性能也被广泛地应用于医药行业.
将享受当年一次性税前扣除优惠的企业新购进研发仪器、设备单位价值上限,从100万元提高到500万元。
优惠力度有多大?
会计制度对仪器设备处理为固定资产,一般会计处理按固定资产的年限计提折旧。一次性税前扣除优惠,实际上是把每年的折旧一次性计提到成本在税前扣除,相当于应税额减少。这样一来就是加速了折旧,利于企业更快速回收成本,把税收往后递延。
举个例子:比如买了一台研发设备,10年的折旧,每年折旧10万元。在原有政策的时候,只要设备价值超过100万元,每年10万的折旧只能计入当年公司成本,在当年缴纳企业所得税前在应税额中扣除。新政策实施,只要设备价值不超过500万元,就可以一次性把10年的折旧100万元一次性计提,相当于在第一年就把企业所得税的应税额度降低100万元。
受益企业是谁?
优惠并没有特指某些行业或者某个阶段、规模的企业,凡是有研发项目的企业,都符合该条件。比如某个金融机构,如果采购的设备用于数据研发,也符合政策优惠条件。
新政策的作用是鼓励企业积极大胆采购研发设备,因为价值更高的设备对研发成果更帮助,“说白了就是鼓励企业大胆花钱买研发设备。”
政策二
将享受减半征收企业所得税优惠政策的小微企业年应纳税所得额上限,从50万元提高到100万元。
小微企业所得税是多少?
我国现在有两种所得税率,一是一般企业25%的所得税率,即利润总额中的25%要作为税收上交国家财政;而是优惠税率,包括非居民企业适用税率20%,符合条件的小型微利企业适用税率20%,国家需要重点扶持的高新技术企业适用税率15%。
什么是应纳税所得额?
按照税法规定,是指纳税人在一定期间所获得的所有应税收入减除在该纳税期间依法允许减除的各种支出后的余额。
政策会让哪些企业受益?
在原政策下,只要年应纳税所得额在50万以下的符合条件的小微企业,都可以享受在20%所得税率基础上减半,即10%;新政策将该年应纳税所得额提升到100万,即会有更多小微企业享受10%的企业所得税率。
企业所得税是一个比较大的税种,对小微企业负担较大,新政策,意在为小微企业减负,鼓励创业,将至少增加几十万小微企业享受10%企业所得税率。
该两项措施实施期限为2018年1月1日至2020年12月31日。
政策三
取消企业委托境外研发费用不得加计扣除限制。
什么是研发加计扣除?
加计扣除,是指按照税法规定,在实际发生数额的基础上,再加成一定比例,作为计算应纳税所得额时的扣除数额的一种税收优惠措施。
举个例子:假定税法规定研发费用可实行50%加计扣除政策,一个企业当年收入1000元,成本700元,其中开发新产品研发费用为100元,就可按150元(100×150%)数额在税前进行扣除,即实际缴税时按照750元扣除(50元不用缴税)。这样一来,企业所得税就会减少。
针对什么样的企业?
该项政策对行业或者企业规模没有明确限制,但通常比较大或者高精尖的企业才会选择委托境外研发,因为国外的研发成本更高。政策实施意在鼓励国内企业更快学习国外的研发能力和技术。
该项非常开放的政策,比许多外国的相关政策还要开放。
政策四
将高新技术企业和科技型中小企业亏损结转年限由5年延长至10年。
亏损结转年限是什么?
亏损结转,是指缴纳所得税的纳税人在某一纳税年度发生经营亏损,准予在其他纳税年度盈利中抵补的一种税收优惠。
举个例子:一家企业盈利周期比较长,如果亏损结转年限为5年,第一年亏损300万元,第二年亏损200万元,第三年亏损100万元,第四年盈亏平衡,第五年实现1000万元盈利,那么第五年在缴纳企业所得税时,就可以在1000万元盈利中减去前边4年的亏损总额600万元,只需要对400万元进行缴税。
新政策实施后,亏损结转年限为10年,即前9年的亏损都可以在第10年抵补。
主要针对哪些行业的企业?
该项政策主要针对盈利周期比较长的研发企业,比如生物科技、半导体芯片研发等企业。
这是所得税政策上第一次将亏损结转年限拉长,可以让高科技企业在研发投入上更有耐心。
该两项措施从2018年1月1日起实施。
政策七
将目前在8个全面创新改革试验地区和苏州工业园区试点的创业投资企业和天使投资个人投向种子期、初创期科技型企业按投资额70%抵扣应纳税所得额的优惠政策推广到全国。企业所得税、个人所得税有关优惠政策分别自1月1日和7月1日起执行。
如何理解投资额70%抵扣应纳税所得额?
抵扣应纳税所得额,是指按照税法规定在计算应纳税所得额时不属于扣除项目的投资,准予按照一定比例直接抵扣应纳税所得额的一种税收优惠方式。
举个例子:比如一家天使投资机构投了某个初创期科技型企业1000万元,同一时期他又在别的项目实现了800万元的盈利。那么在缴纳所得税时,其应税额度是800万元减去700万元(1000万*70%)即100万元。
新政策影响哪些人和企业?
全国范围内将资金投向种子期、初创期科技型企业的创业投资企业和天使投资个人。政策对企业所得税或个人所得税有较大的优惠力度,时也是鼓励更多投资人投资种子期、初创期科技型企业。
金属材料是最重要的工程材料,包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属和其合金分为两大部分:
( 1 )黑色金属材料 —— 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)。
( 2 )有色金属材料 —— 黑色金属以外的所有金属及其合金。
有色金属按照性能和特点可分为:轻金属、易熔金属、难熔金属、贵重金属、稀土金属和碱土金属。
(二)非金属材料
非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀(酸)非金属材料和陶瓷材料等。
( 1 )耐火材料。耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。
( 2 )耐火隔热材料。耐火隔热材料又称为耐热保温材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉以及它们的制品。
( 3 )耐蚀(酸)非金属材料。耐蚀(酸)非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等,在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
( 4 )陶瓷材料。
(二)非金属材料
非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀(酸)非金属材料和陶瓷材料等。
( 1 )耐火材料。耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。
( 2 )耐火隔热材料。耐火隔热材料又称为耐热保温材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉以及它们的制品。
( 3 )耐蚀(酸)非金属材料。耐蚀(酸)非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等,在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
( 4 )陶瓷材料。
二、常用工程材料的性能和特点
(一)金属材料
1 、黑色金属
含碳量小于 2 . 11 %(重量)的合金称为钢,合碳量大于 2 . 11 %(重量)的合金称为生铁。
( 1 )钢及其合金的分类。
钢的力学性能决定于钢的成分和金相组织。钢中碳的含量对钢的性质有决定性影响。
在工程中更通用的分类为:
l )按化学成分分类。可分为碳素钢、低合金钢和合金钢。
2 )按主要质量等级分类:
① 普通碳素钢、优质碳素钢和特殊质量碳素钢;
② 普通低合金钢、优质低合金钢和特殊质量低合金钢;
③ 普通合金钢、优质合金钢和特殊质量合金钢。
( 2 )钢牌号的表示方法。按照国家标准《钢铁产品牌号表示方法》规定,我国钢铁产品牌号采用汉语拼音字母、化学符号和阿拉伯数字相结合的表示方法,即:
l )牌号中化学元素采用国际化学元素表示。
2 )产品名称、用途、特性和工艺方法等,通常采用代表该产品汉字的汉语拼音的缩写字母表示。
3 )钢铁产品中的主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。
合金结构钢的牌号按下列规则编制。数字表示含碳量的平均值。合金结构钢和弹簧钢用二位数宇表示平均含碳量的万分之几,不锈耐酸钢和耐热钢含碳量用千分数表示。平均含碳量< 0.1 %(用 “0” 表示;平均含碳量< 0.03 %,用 “00” 表示=。合金工具钢平均含碳量> 1.00 %时,不标合碳量,否则用千分数表示。高速工具钢和滚珠轴承钢不标含碳量,滚珠轴承钢标注用途符号 “C” 。平均合金含量< 1.5 %者,在牌号中只标出元素符号,不注其含量。
例:在钢的分类中 , 优质钢是按照( )来分类的。
A. 化学成分 B. 用途 C. 冶炼质量 D. 冶炼方法
答案 :C
( 3 )工程中常用钢及其合金的性能和特点。
l )碳素结构钢。
碳素结构钢生产工艺简单,有良好工艺性能(如焊接性能、压力加工性能等)、必要的韧性、良好的塑性以及价廉和易于大量供应,通常在热轧后使用。在桥梁、建筑、船舶上获得了极广泛的应用。某些不太重要、要求韧性不高的机械零件也广泛选用。
2 )低合金高强度结构钢。低合金高强度结构钢比碳素结构钢具有较高的韧性,同时有良好的焊接性能、冷热压力加工性能和耐蚀性,部分钢种还具有较低的脆性转变温度。
3 )合金结构钢。合金结构钢广泛用于制造各种要求韧性高的重要机械零件和构件。形状复杂或截面尺寸较大或要求韧性高的淬火零件,一般为合金结构钢。
4 )不锈耐酸钢。它在化工、石油、食品机械和国防工业中广泛应用。
按不锈钢使用状态的金相组织,可分为铁素体、马氏体、奥氏体、铁素体加奥氏体和沉淀硬化型不锈钢五类。现将各类不锈钢的特点简述如下:
① 铁素体型不锈钢。铬是铁素体型不锈钢中的主要合金元素。高铬钢有良好的抗高温氧化能力,在氧化性酸溶液,如硝酸溶液中,有良好的耐蚀性,故其在硝酸和氮肥工业中广泛使用。高铬铁素体不锈钢的缺点是钢的缺口敏感性和脆性转变温度较高,钢在加热后对晶间腐蚀也较为敏感。
② 马氏体型不锈钢。铬是钢中的主要合金元素。通常用在弱腐蚀性介质,如海水、淡水和水蒸汽等中,使用温度小于或等于 580 ℃ 、通常作为受力较大的零件和工具的制作材料,由于此钢焊接性能不好,故一般不用作焊接件。
③ 奥氏体型不锈钢。钢中主要合金元素为铬和镍。这类钢具有高的韧性、低的脆性转变温度、良好的耐蚀性和高温强度、较好的抗氧化性以及良好的压力加工和焊接性能。
④ 铁素体 — 奥氏体型不锈钢。
⑤ 沉淀硬化型不锈钢。这类钢主要用于制造要求高强度和耐蚀的容器、结构件零件,也可用作高温零件,如汽轮机零件。
5 )铸钢。铸钢具有较好的强度、塑性和韧性,可以铸成各种形状、尺寸和质量的铸钢件。
( 4 )铸铁的分类和牌号表示方法。大部分机械设备的箱体、壳体、机座、支架和受力不大的零件多用铸铁制造。某些承受冲击不大的重要零件,如小型柴油机的曲轴,多用球墨铸铁制造。其原因是铸铁价廉,切削性能和铸造性能优良,有利于节约材料,减少机械加工工时,且有必要的强度和某些优良性能,如高的耐磨性、吸震性和低的缺口敏感性等。
1 )铸铁的分类。
按照石墨的形状特征,铸铁可分为灰口铸铁(石墨成片状)、球墨铸铁(石墨成球状)和可锻铸铁(石墨成团絮状)三大类。
按照铸铁成分中是否含有合金元素,可分为一般铸铁和合金铸铁两大类。一般铸铁可分为普通铸铁和变质(孕育)铸铁。
2 )铸铁牌号的表示方法:
① 用各种铸铁相应汉语拼音字母的第一个大写字母作为铸铁的代号,当两种铸铁名称的代号字母相同时,可在大写字母后加小写字母表示。
② 在牌号中一般不标注常规元素 C . Si 、 Mn 、 S 和 P 的符号,但当它们有特殊作用时才标注其元素符号和含量。
③ 牌号中代号后面的一组数字表示抗拉强度值(如灰口铸铁 HT100 ),有两组数字时,第一组数字表示抗拉强度值,第二组数字表示伸长率值(如球墨铸铁 QT400 - 18 ),两组数字之间用 “ - ” 隔开。
3 )工程中常用铸铁的性能和特点:
① 灰口铸铁。基体可以是铁素体,珠光体或铁素体加珠光体,相当于钢的组织。
② 球墨铸铁。球墨铸铁综合机械性能接近于钢。
可用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件,如曲轴、连杆和凸轮轴等。
③ 蠕墨铸铁。蠕墨铸铁的强度接近于球墨铸铁,并具有一定的韧性和较高的耐磨性;同时又有灰口铸铁良好的铸造性能和导热性。
蠕墨铸铁在生产中主要用于生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。
④ 可锻铸铁。可锻铸铁可以部分代替碳钢。
⑤ 耐磨铸铁。耐磨铸铁是在磨粒磨损条件下工作的铸铁,应具有高而均匀的硬度。
⑥ 耐热铸铁。耐热铸铁是在高温下工作的铸件,如炉底板、换热器、钳锅、热处理炉内的运输链条等。
⑦ 耐蚀铸铁。耐蚀铸铁是主要用于化工部件,如阀门、管道、泵、容器等。
2 、有色金属
l )铝及其合金。
工业纯铝可制作电线、电缆、器皿及配制合金。铝合金可用于制造承受较大载荷的机器零件和构件。
① 防锈铝合金( LF )。主要用于焊接件、容器、管道或以及承受中等载荷的零件及制品,也可用作铆钉。
② 硬铝合金( LY )。低合金硬铝塑性好,强度低。主要用于制作铆钉,常称铆钉硬铝;标准硬铝合金强度和塑性属中等水平。主要用于轧材、锻材、冲压件和螺旋浆叶片及大型铆钉等重要零件;高合金硬铝合金元素含量较多,强度和硬度较高,塑性及变形加工性能较差。用于制作重要的销和轴等零件。
③ 超硬铝合金( LC )。
这类合金的抗蚀性较差,高温下软化快,多用于制造受力大的重要构件,例如飞机大梁、起落架等。
④ 锻铝合金( LD )。这类合金主要用于承受重载荷的锻件和模锻件。
2 )铜及其合金。铜合金具有较高的强度和塑性,具有高的弹性极限和疲劳极限,同时还具有较好的耐蚀性、抗碱性及优良的减摩性和耐磨性。
一般铜合金分黄铜、青铜和白铜三大类。
① 黄铜( H )。以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。
② 青铜( Q )。青铜原指铜锡合金,但工业上都习惯称含铝、硅、铅、锰等的铜基合金为青铜。
3 )镍及其合金。镍及镍合金是化学、石油、有色金属冶炼、高温、高压、高浓度或混有不纯物等各种苛刻腐蚀环境下比较理想的金属材料。
4 )钛及其合金。钛熔点高,热膨胀系数小,导热性差,强度低,塑性好。钛具有优良的耐蚀性和耐热性,其抗氧化能力优于大多数奥氏体不锈钢,而在较高温度下钛材仍能保持较高的强度。
常温下钛具有极好的抗蚀性能,在大气、海水、硝酸和碱溶液等介质中十分稳定,但在任何浓度的氢氟酸中均能迅速溶解。
5 )铅及其合金。
铅在大气、淡水、海水中很稳定,铅对硫酸、磷酸、亚硫酸、铬酸和氢氟酸等则有良好的耐蚀性。铅不耐硝酸的腐蚀,在盐酸中也不稳定。
6 )镁及其合金。镁合金是航空工业的重要结构材料,它能承受较大的冲击、振动载荷,并有良好的机械加工性能和抛光性能。其缺点是耐蚀性较差、缺口敏感性大及熔铸工艺复杂
大家平时在日常生活中见到的那种闪闪发亮,筋骨铮铮的金属,被人们用来制造成了各种各样的机器、兵刃,以及火车、飞机、舰船等等。可大家有所不知,金属也是有它的缺点的。在各种不同外力的反复作用下,是会发生疲劳现象的,如果发生疲劳现象,又没有及时得到修复,那样造成的后果是十分严重的。事实也证明了,金属疲劳的现象在我们日常的生产生活中是十分普遍的。
根据人们多年的调查发现,在金属的部件中,有大多数的损坏都是由疲劳引起的。在我们的日常生活中,也经常会有金属疲劳带来的危害。比如,一辆自行车正在马路上行走,突然间前叉折断,让人防不胜防,结果就会造成车翻了,人也受伤了的后果;在平时做饭炒菜时,铝铲在锅里不停的翻动,时间长了,铝铲就会折断,给人的生活带来了不便;农民在挖地时,铁锨突然断裂、刨地时铁镐断裂等,这些现象是屡见不鲜。
多年前,德国一列高速列车,正在行驶的途中,突然发生出轨的事故,结果造成了一百多人遇难身亡,后果相当严重,可以说这是德国近几十年来发生的最惨重的铁路事故。后来经过对事故的调查发现,一节车厢的车轮内部发生疲劳断裂竟是造成这起事故的真正原因所在。
早在几百年以前,人们就已经注意到了金属疲劳给大家在各方面带来的危害。但是,当时由于技术条件非常的落后,人们还不能找到造成疲劳破坏的原因所在。
自从显微镜和电子显微镜的发明出现之后,让人们揭开了金属疲劳的秘密所在,发明了很巧妙的方法来解决疲劳的现象,并且在这个道路上不断的取得了新的成果。
我们很多人不明白金属在疲劳时为什么会产生破坏作用。这是因为,在金属的内部结构中,并不是很均匀的,结果就会造成应力传递时的不平衡,有些地方还会成为应力的集中区。并且在金属内部的缺陷处,还会有许多微小裂纹的存在。在力的连续作用下,裂纹就会越来越大,这时材料中可以传递应力的部分会越来越少,直到余下的部分不能再继续的传递负载时,金属构件就会被全部的毁坏掉。
经过研究发现,增强金属抗疲劳作用的最有效的方法,就是在金属材料中添加各种微量的“维生素”。例如,在铁和有色金属里,可以添加微量的稀土元素,这样就可以很大程度上提高铁和有色金属抗疲劳的能力,并且可以延长使用的寿命。经过科学技术不断的发展,已经出现了“金属免疫疗法”这样新的技术,它是用事先引入的方法,加强金属的疲劳强度,从而减少疲劳带来的损坏。另外,在金属的构件上,也应该尽量避免有薄弱的环节,可以使用辅助性的工艺来增加金属构件表面的光洁度,防止发生锈蚀。对产生震动的机械设备要采取防震的措施,防止发生金属疲劳现象的可能性。必要时,对金属的内部结构要进行检测,这样对防止金属的疲劳也是非常有好处的。
金属疲劳就会有裂纹,这种裂纹能给人们带来灾难,不过它也有其它的妙用。如今,人们利用金属疲劳断裂的特性,制造出了应力断料机,它能对各种各样性能的金属和非金属,在一个切口处产生的疲劳断裂进行加工修复,只需要几秒钟的时间。而且,越是很难切削的材料,越是很容易通过这种机器来加工,可以满足人们不同的需求。
金属疲劳造成的危害确实不容忽视,相信只要利用科学的方法是可以解决这个问题的,从而让它给人们的生产生活带来方便。
氧化还原法制备纳米铜研究报告
纳米铜粉制备工艺研究报告
纳米铜粉制备工艺研究报告
2011年10月18日,欧盟定义纳米材料是指一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料,这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间,并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。这种材料由于量子尺寸效应,表面效应,体积效应等特性而具备特殊的性能。近些年来,随着金属及其合金制备方法的提高,越来越纯及越来越小的金属颗粒被制备出来,纳米金属的研究迅速发展。研究发现,纳米金属材料具有较好的机械性能如屈服强度、拉伸强度等[1],以及优异的电学性能,磁学性能,光学性能等等。1铜在材料方面的应用
1.1 氧化铜的应用
铜是与人类关系非常密切的有色金属,铜是唯一能大量天然产出的金属,存在于各种矿石中;它在有色金属材料的消费中仅次于铝。其氧化物—CuO有着广泛的应用,除作为制铜盐的原料外,它还广泛应用于其他领域:如在催化领域,它对高氯酸钱的分解,一氧化碳、乙醇、乙酸乙醋以及甲苯的完全氧化都具有较高的催化活性,且对前4种反应的催化活性均排在金属氧化物之前列;在传感器方面,用CuO作传感器的包覆膜,能够大大提高传感器对CO的选择性和灵敏度;近年来,由于含铜氧化物在高温超导领域的异常特性,使CuO又成为重要的模型化合物,用于解释复杂氧化物的光谱特征。此外,它还用于玻璃、陶瓷的着色剂,油漆的防皱以及有机分析中测定化合物含碳量的助氧剂,甚至有望用作汽车尾气的净化材料[2]。
1.2纳米铜的应用
由于纳米铜粉具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应及介电限域效应等特点,因此它的物理化学性质也与传统材料大不相同。自1995年IBM的C K HU 等指出纳米铜粉由于其低电阻可以用于电子连接后,其性质引起了电子界的很大兴趣。纳米铜粉作为重要的工业原料,代替贵金属粉末在制作高级润滑油、导电浆料、高效催化剂等方面可大大降低工业成本,有着广阔的应用前景。
在镍氢电池的负极中添加3-10wt.%型号VK-Cu01纳米氧化铜,就可以有效提高电池的比能量和比功率,提高电池的负极性能,还降低了负极电池的质量。纳米氧化铜(VK-Cu01,99.9%)可作为常温脱硫剂的唯一组分。纳米氧化铜在常温25-30℃条件下脱硫精度高,硫容高达18.3%-28.7%。比同等条件下的分析纯氧化铜硫容的4.65倍,是纳米氧化锌硫容的4-8倍,是首选的常温脱硫剂。美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究人员马克肯在润滑剂和制冷剂的标准混合物中加入适量的不同纳米粒子,发现在普通聚酯润滑剂上充分分散直径为30nm的氧化铜VK-Cu01粒子,并与普通的制冷剂(R134a)混合,可把制冷器的热传递提高50-275%。。M.M. Rashad等人[4]利用工业废料,采用水热法制得立方铁酸铜合金(CuFe2O4),结果表明在特定的温度条件下,其催化效率达到了95.9%,
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纳米材料制备技术
饱和磁化率Ms为83.7 emu/g4。张熙凤等人[5]以表面活性剂为改性剂,抗坏血酸为还原剂,辅助微波的方法,以硫酸铜作为原料,制得了针状纳米铜,将该纳米铜添加到环氧树脂中显示出了很好的导电性能。
1.3纳米铜在生物材料方面的应用
美国学者报道了纳米制造技术在制造通过荧光示踪剂和抗体来识别生物分子的分光镜式
纤维探测器上的应用,并制备出了基于聚合物/聚合物染色多层结构的荧光探测器和基于聚合物/金纳米颗粒/抗原体的细胞质基因探测器,这两个探测器系统的性能在有限范围内相对于目标参照物都显示出精确而灵敏的反应[6]。S. Ashok Kumar等人[3]利用电化学的方法将纳米氧化铜沉积在ZnO薄膜上,制成能够选择性探测D(+)-葡萄糖的传感器Cu-NPs/ZnO复合电极,该电极具有较高的灵敏度,稳定性,回复性,选择性及快速响应性等。
1968 年智利的zipper 在小动物实验中发现铜、锌等金属盐有明显的抗生育作用。1969 年Tatum 和Zipper 合作,比较惰性T 形宫内节育器(IUD)和带铜丝T 形IUD 的临床效果,证明铜确实能增加避孕效果且铜的表而积与避孕效果之间存在肯定的关系,利用纳米金属铜/聚合物基复合材料来制作IUD,其中的铜纳米颗粒在宫腔液中除产生具有避孕作用的可溶Cu2+外,由于纳米金属铜颗粒的尺寸效应,它的其它主要腐蚀产物之一的Cu2O也必然处于纳米尺度,因其具有巨大的表面积所产生额外的表面能,使Cu2O 处于非常不稳定的状态,进而更有效地转化成Cu2+。另外,由纳米金属/聚合物复合材料制成的IUD,不存在因金属铜的断裂和脱落而不得不提前取出等问题,可以最大限度地利用金属铜[7]。正因为这两方面的原因,金属铜的有效利用率可以得到极大的提高。在使用年限不变的情况下,由纳米金属/聚合物复合材料制作IUD,由于金属铜的有效利用率的大幅提高,可以大大地减轻含铜IUD 的重量,从而减轻含铜IUD 带来的某些副作用;在含铜IUD 中金属铜的含量不改变的情况下,由纳米金属/聚合物复合材料制成的IUD,由于金属铜的有效利用率的大幅提高,它的使用年限也将比现在的含铜IUD 大大延长。
2纳米铜的制备方法
一般要求纳米铜粉产物纯度高,粒径分布均匀且较窄,颗粒未团聚,表面未氧化,结晶好,超细铜粉的制备方法大致可以分为物理法、物理化学结合法和化学法,采用不同的工艺条件可以制备出具有较大差异的铜粉。
2.1 物理法
球磨法:利用介质和物料间相互研磨和冲击,并辅以助磨剂或大功率超声粉碎来达到微粒的细微化[8]。谢中亚等人[9]采用高能行星球磨机对粗颗粒铜进行研磨,在不同的球磨参数下,通过磨球的撞击使粉粒变形、焊合、断裂等过程不断地重复进行,随着时间的延长,颗粒不断细化,得到了超细铜纳米颗粒。
等离子体法:等离子体法的反应速度快、生产区域大、操作简单,几乎可以制备任何纯金属超细粉。直流电弧等离子体法(DC) 、高频等离子体法(RF)及混合等离子体法(Hybridplasma) 。DC法在高温条件下操作,电极容易熔化而污染产物;RF法的能量利用率低,稳定性差;混合等离子体法将前两法结合起来,既有较大的
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纳米铜粉制备工艺研究报告
等离子体空间,又有较高的生产效率,产品纯度高,方法稳定性好H. Suematsu等人[10]采用金属丝放电法(PWD),利用激光产生的瞬时高温使粗铜蒸发,然后冷凝,生成了铜纳米线,尺寸大概为50个纳米。
γ射线辐照法:γ射线辐照基本原理是将铜盐在γ射线下还原成铜粒子。γ射线使溶液生成溶剂化电子,不需要使用还原剂就可还原铜离子,经成核生长形成铜颗粒。γ射线的优点是在常温常压下易于操作,颗粒生成的同时进行保护,可以防止颗粒团聚,可规模化生产朱英杰等人[11]以CuSO4溶液为制备纳米铜原料,以十二烷基硫酸钠为表面活性剂,加入EDTA 二纳盐形成稳定的络合物,然后在Co源中辐照,水热处理数小时后即可得到金属纳米铜粉。
2.2化学法
溶胶-凝胶法:其过程是将金属有机醇盐或无机盐溶液水解,使溶质聚合成溶胶后再凝胶
固化,干燥后经磨细、煅烧得到纳米粒子。R. Thinesh Kumar,P. Suresh等人[12]采用一种称之为―Pechini‖的电输运的改进的溶胶-凝胶方法来制备纳米铜铝尖晶石氧化物,其过程:将硝酸铜及硝酸铝溶解在蒸馏水中,加入柠檬酸作为凝胶剂,室温下进行搅拌,调整溶液PH 值,600℃下焙烧,900℃下进行烧结,得到粒径为20-30nm的晶粒。
电解法:制备铜粉一种比较成熟且工业生产铜粉的常见方法。制备过程一般是间隔10~20min将沉积在阴极的铜粉刮掉,以避免颗粒长大。另外,还需经过球磨、分筛等工艺才能最终得到铜粉。超声电解法是改进的电解法,利用超声振动和空化作用产生高压或射流使沉积的铜颗粒脱离阴极表面,并以微小颗粒悬浮于电解液中。Ting-Kai Huang等[13]提到CuCl2溶解到CTAC及HNO3中,290 k温度下水浴加热,取溶液用碳电极中间加入直流电压电解,沿着碳电极就长出了宽为50nm、厚度为20nm、长度为10μm铜纳米带。
微乳法:两种互不相溶的溶液在表面活性剂作用下形成微乳状液,反应物在其中反应生成固相产物, 即双亲分子将连续介质分割成微小空间形成―微反应器‖,其成核、晶体生长、聚结、团聚等过程受到微反应器的限制,从而控制了纳米粒子的粒径,同时表面活性剂包膜也解决了纳米微粒团聚的问题,最终形成了包裹有一层表面活性剂的有一定凝聚态结构和形态的纳米粒子。
2.3 物理化学法
采用物理和化学相结合的方法,集物理方法和化学方法于一身,大量制备高纯铜及其合金纳米颗粒。
机械化学合成法:F. Shehata等[14] 采用两种不同路线合成了铜铝纳米复合材料,结论说明第三相更有助于合成颗粒更小的纳米复合材料。第一种是将铜加入到硝酸铝溶剂中,另外一种方法是将铜加入到硝酸铝及氢氧化铵的混合溶剂中,两种方法都是将混合液加热得到固体粉末,然后进行球磨,即可得到氧化铜及氧化铝的纳米材料。以氢气作为还原气氛还原氧化铜即可得到纳米铜颗粒。作者还进一步研究了将氧化铜及氧化铝在950℃,600Mpa的条件下进行烧结,第一种方法得到的CuAlO2尖晶石的尺寸为50nm,第二种方法得到的颗粒尺寸为30nm。另外Elina Manova等人[15]用二步法即共沉淀和机械球磨的方法制得了立方型铁钠米酸铜CuFe粉末。
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纳米材料制备技术
雾化法:通过将金属熔融后压入喷嘴,再利用压缩空气、惰性气体或水把熔融的金属吹散成极小的金属颗粒珠。美国等工业发达国家已逐步采用雾化氧化还原技术生产低松装密度铜粉来取代电解法生产铜粉,所生产的铜粉既有电解铜粉低的松装密度,又有水雾化铜粉的良好流动性。
3液相还原法制备纳米铜
化学方法合成纳米材料的方法之一,其原理是将还原剂加入到含铜盐的溶液中,在一定条件下,发生氧化还原反应,将铜离子还原成铜颗粒。常用的还原剂有甲醛、抗坏血酸、次亚磷酸钠、硼氢化钠/钾、水合肼、锌粉等。根据还原剂的不同,可分类为甲醛还原法、水合肼还原法、次亚磷酸钠还原法、抗坏血酸还原法、葡萄糖预还原法、锌粉还原法等,下面就其中几种制备方法作出总结。
3.1硼氢化钾还原法
早在2004年,国Kumar Niranjan, Jayanta Chakraborty[17]采用相同的还原剂,但制得了粒径为2~4nm的铜纳米材料。其制备方法可由下图1表示
图1 硼氢化钾还原法示意图
1 CuCl2·2H2O溶入到的HCl溶液中,制得50mM的CuCl2标准溶液,同样将NaHB4溶入到50 mM NaOH的氢氧化钠溶液中,制得硼氢化钠溶液。
2先将CuCl2加入到去氧水中中稀释,一会儿加入NaHB4溶液并立即用手进行振荡,在空气中可观察到溶液逐渐变红,说明铜粉被氧化。
3 相转移法制备纳米铜
将5ml的甲苯及20μL的正十二硫醇加入到10ml的铜胶体溶液中,充分震荡2分钟形成乳胶溶液。然后在此乳胶溶液中加入50mM HCl,并继续振荡1分钟,最后静置即可。
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纳米铜粉制备工艺研究报告
3.2水合肼还原法
即用水合肼(N2 H4 ·H2O)还原铜盐的方法。兰州理工大学于梦娇等人[18]用水合肼(N2H4·H2O)还原五水硫酸铜(Cu2SO4·5H2O) ,添加适量的OP等作为表面活性剂,在超声的条件下,还原剂采用滴入的方式加入到硫酸铜与OP的混合溶液中。得到平均粒径约40nm,颗径分布较窄、呈球形,表面未氧化的纳米铜粉。Wanheng Lu等人[19]以钴盐与镍盐摩尔比为1:1的量及适量的表面活性剂溶解在乙二醇溶液中,水浴加热一段时间后,加入氢氧化钠及水合肼,溶液变蓝,立即加热搅拌20-30分钟。经过冷却,离心,洗涤,干燥即可得到60nm 大小的CoNi颗粒。
另外湖南大学的Y an Zhao等[23]对氧化还原的机理作了进一步地研究,提出了当
河南省是有色金属工业大省,2007年1~5月份,全省10种有色金属产量(电解铝、铅)、氧化铝、钼精矿产量,实现利润、实现利税及完成固定资产投资均居全国之首,金属镁(山西第一,为14.7万吨)、铝材(广东第一,为93.3万吨)产量和主营业务收入(江苏第一,为707亿元)居全国第二。全省有色金属工业的主要指标及占全国的比例详见表1。
表1 2007年1~5月河南省有色金属工业主要指标占全国比例及位次
从表1可以看出,我省正在向实现全国有色金属工业强省进行新的跨越。最近,中国有色金属工业协会会长康义在我省召开的“全国有色金属地勘行业改革与发展研讨会”上透露,河南省有色金属工业产量已超过美国,居世界第二位。显然,要使我省有色金属工业逐步实现科学发展,其潜力在于加快发展全省铝、钼等有色金属矿业循环经济。为此,根据2007年矿业循环经济调研计划安排,我们在6~7月份,先后考察了郑州中铝河南分公司(简称中铝河南)及中铝矿业分公司(简称中铝矿业)、洛阳市栾川钼业集团(简称洛钼集团)及洛宁发恩德矿业有限公司(简称洛阳发恩德)、三门峡市灵宝金源矿业有限公司(简称灵宝金源)及灵宝黄金股份有限公司(简称灵宝黄金股份)等有色金属和贵金属矿业企业或综合企业,并与上述企业有关的市、县政府部门进行了座谈。现将我们了解的新情况、发现的新问题与建议综述如下。
一、新情况
在《河南省人民政府关于加快发展循环经济的实施意见》(豫政[2006]38号)的指导下,今年,我省铝、钼、金、铅、锌、银等有色金属矿业企业推进循环经济步伐正在加快,已初见成效。主要体现在以下4个方面:
(一)“减量化”(节能减排)
中铝河南推进快,成效显著,是一个较好典型。该公司确定了2007年节能减排目标:节能3.5万吨标准煤以上,万元生产总值能耗比2006年降低5%,二氧化硫排放总量比2006年减少5%。为了实现2007年节能减排目标,该公司坚持管理创新,实现全员节能;深化自主创新,实现科技节能;加快结构调整,实现投资节能;发展循环经济,实现增效节能。特别是国际先进的“一水硬铝石管道化溶出技术”、“烧结法粗液常压深度脱硅技术”、“强化压煮溶出技术”等在该企业应用,解决了关键技术,加大了节能力度。2007年1~6月份,该公司氧化铝产量达123万吨,完成年计划的56%,达250万吨年产水平,完成利税20亿元,产量及效益双创历史新高。与此同时,节能减排成效显著,节能减排指标不断优化,内控指标优化率达77%。单位产品综合能耗比2006年末降低3%,累计节能1.1万吨标准煤,工业水重复利用率达89%,主要产品成本比预算节约4800万元。
(二)再利用
有色金属矿业循环经济的再利用是指贫矿与富矿、厚矿与薄矿、主矿产与共伴生矿产,通过技术创新,进行合理开采与综合利用,以达到减少资源浪费、节约利用资源之目的。其再利用的部分指标是开采回采率(简称回采率)及选矿回收率(简称回收率)。
洛阳发恩德是一个比较突出的好典型,该中外合作公司十分注重以技术创新合理采矿,最大限度减少资源浪费。对洛宁沙沟薄脉型“鸡窝(铅、锌、银)矿”,如果用传统技术采矿,贫化率高,回采率低,资源损失严重。为此,该公司投入大量资金,引进了“削壁充填法采矿”技术,以1000美元/日的高额报酬,高薪聘请美国采矿专家在开采现场指导,使该企业在短时间内掌握了先进采矿技术,并使厚度远低于工业要求的薄矿体(0.1~0.5米)得到了合理开采,其矿山回采率高达95%。由于采用先进技术,使公司铅、锌、银回收率分别达到93%、81%和90%,其资源的综合利用率达到国际先进水平。
洛钼集团是一个较好典型。该企业把减少资源浪费,提高回采率作为矿山开发的基点。经过多次专家论证,实施了安全系数高、资源浪费少的露采工程,已使露采能力达到了3万吨/日的开采规模,并使回采率高达98%。该企业还以技术创新,提高选矿生产能力。该企业引进了美国艾姆克公司浮选柱选钼新技术,以柱型浮选机代替传统浮选槽。此举不仅把回收率提高了8个百分点(达到86%),把精矿品位提高了4个百分点,而且每年节电50%,增加经济效益数千万元。
灵宝金源也是一个较好典型。该企业实施了硫铁矿综合利用项目。该项目的主要工艺是将含硫23%的硫铁矿富集,制成含硫达47%的硫精矿,通过熔烧、干吸、净化等工艺制成硫酸,作为磷复合肥生产原料,制酸过程中的余热用于发电,副产品硫酸渣含铁达60%,作为铁精矿出售。一期工程已建成投产,年处理硫铁矿20万吨、年产硫酸12万吨、磷肥15万吨、铁精粉7万吨、余热发电2040万度。2006年实现利税3000余万元。二期工程已施工建设,项目建成后,可使硫铁矿中伴生的金、银、铜等金属得以充分回收利用,实现年产电解铜1221吨、电解锌550吨、黄金1吨、白银3.2吨、硫酸3万吨,年利润将再增加3000万元。通过该项目的实施,打造了“采矿——选矿——制酸——化肥生产——废渣利用——余热发电——多金属回收”综合利用产业链。
灵宝黄金股份已成立了矿业技术开发中心和博士后科研工作站,积极开展成矿规律、采选工艺、低品位矿冶炼、多金属回收等方面的科研。已形成日采选矿石2400吨、日处理金精矿700吨,年产黄金10吨、白银30吨、电解铜1万吨、硫酸15万吨综合利用规模,其利润2亿元以上。该公司综合冶炼二期工程,2007年8月份已投产,日处理金精矿达880吨。该公司铜金矿多金属综合利用项目已开工建设,该项目建成后,年生产铜金精矿3.3万吨、黄金3万两、白银5吨、电解铜1万吨、硫酸2.8万吨。灵宝黄金股份,对多金属综合利用也是十分重视的。
总之,我们调研的洛阳发恩德等有色金属矿业企业,对再利用均较为重视。这些企业不仅合理开采,综合利用,减少资源损失,节约利用资源,而且也产生了较好的经济效益。
(三)资源化
有色金属矿业循环经济的资源化是指将低品位矿石作为资源利用及尾矿中低品位多金属再回收为可用资源。
中铝矿业按照资源化的新观念,供矿的铝硅比已由8~9降至最低3.5。中铝河南及中铝中州等企业,通过联合攻关,首创国际先进的“选矿拜耳法生产氧化铝新工艺”,其已建规模达60万吨(中铝中州),目前在建有220万吨(中铝河南150万吨、中铝中州70万吨),累计可达300万吨规模。这将有效提高我省数亿吨低品位铝土矿的利用率,对节约利用我省铝土矿资源,实现氧化铝工业的可持续发展有重大意义,值得其他氧化铝企业学习。
中铝河南自主研发了树脂法提取稀有金属镓技术及精炼高纯镓技术。从氧化铝生产过程的尾矿母液中提取镓,回收率75%以上,处于国际领先水平,基本实现了资源化。该企业已成为亚洲最大的镓系列产品的研发和生产基地,制成了金属镓、高纯镓、氧化镓、医用镓盐等系列产品,处于国际领先水平。
洛钼集团针对尾矿中每年有8000吨白钨精矿损失的局面,与俄罗斯国家有色金属设计院合作,攻克白钨回收技术,建成白钨回收公司,已达到1.5万吨/日回收能力,每年节约尾矿排放费用1000万元,增加效益数亿元。其二期工程正在建设,至2008年可将下属全部选矿企业建成配套白钨回收工程,届时可年产白钨精矿8000吨,增加效益6亿元,成为洛钼集团又一个经济增长点。
灵宝市一些黄金企业对黄金尾矿中有价值的废弃金矿石进行资源化利用,还对一些废弃坑口进行回采及残采,一年可开发低品位矿石5万余吨,既变废为矿,又产生了较好经济效益。
总之,所调研的几个企业,对资源化均有一定重视程度。
(四)无害化
有色金属矿业循环经济的无害化是指在“减排”的基础上,企业对排出的尾矿、气、水的无害化处理及对采矿破坏生态环境的恢复性保护。
洛阳发恩德严格按照环评要求,进行环境保护,是一个好典型。该企业所采用的采矿削壁充填国际领先技术,可对地下采空区进行动态充填,尽快恢复地下生态环境。与此同时,该企业对矿坑水进行沉淀处理,对生活污水进行集中无害处理,选厂污水进行再循环使用,显示了中外合作企业注重绿色矿业生产的特色。
灵宝黄金股份投资3000万元建成了黄金冶炼厂污水处理系统,达到零排放标准。灵宝金源采用两转两吸工艺,使二氧化硫浓度和硫酸雾浓度均低于国家排放标准,对铜、锌萃取余液置换后的贫液进行循环使用,实现了零排放。
按照“既要金山银山,也要绿水青山”的理念,洛钼集团投入3亿元环保专项资金,对环境进行整体保护。针对露天开采对周围水土造成的影响,委托洛阳市园艺公司对矿山绿化进行了规划,在排渣场植树3万余棵,矿山绿化面积达17万平方米,为全国矿山绿化开启了成功范例。该企业通过科研攻关,利用除尘脱硫新技术,生产了市场紧俏的亚硫酸钠产品,变废为宝,为企业实现废气零排放创造了条件。针对传统钼流程使用剧毒氰化物对废水造成的影响,该企业经过技术攻关,以巯基乙酸钠取代了氰化钠,实现了选矿厂无害药剂推广使用,为废水无害化排放创造了条件。
总之,我们所调研的洛阳发恩德等有色金属矿业企业,从认识到行动,对“无害化”都比较重视。
综上所述,洛阳发恩德、洛钼集团、中铝矿业、灵宝金源等有色金属矿业企业,是我省加快发展循环经济的好典型或较好典型。这些典型在合理开发及节约资源,保护环境方面,均取得明显效果,充分体现了科学发展的较大潜力。
二、新问题
1992年联合国环境发展大会可持续发展宣言的签署,标志着循环经济的诞生,1998年我国引入德国循环经济概念,确立了“3R”原则的核心地位,因此,我们了解循环经济的时间是在2000年前后,我省铝、钼等有色金属和贵金属矿业企业了解循环经济的时间仅是最近两三年。由于时间短,加之上述矿业企业发展循环经济步伐较快,出现了一些新问题是难免的。本次调研中发现的新问题较多,归纳起来,主要有以下4点。
(一)对循环经济理念缺乏比较全面、系统、准确的认识
我们初步认为循环是“形”,“3R”原则是“魂”,科学发展是“本”,这是对循环经济的本质理解,我省相关矿业企业对循环经济的理解,尚难达到如此深刻程度。部分市、县政府部门及矿业企业既不能将省政府目前狠抓落实的“节能减排”约束指标体系〔万元GDP能耗、万元GDP电耗、万元企业生产增加值能耗、二氧化硫(SO2)排放总量,化学需氧量(COD)排放总量〕与循环经济“3R”原则的减量化联系起来操作,也未认识到,对铝、钼、金等资源开采总量控制及相关环境承受容量控制是“3R”原则减量化的本质体现;更未认识到“3R”原则是有序的,其优先顺序是:减量化——再利用——(再循环)资源化。总之,矿业企业对循环经济比较全面、系统、准确地提高认识,还有一个较长学习和理解过程。
(二)发展循环经济的总体水平不高
一是价值高的伴生矿产资源综合利用总体水平差。如我省铝矿石中伴生的稀有金属镓的价值很高,镓是做激光器、大规模高速集成电路、超导等不可缺少的高级材料,但只有中铝河南及中铝中州对其进行了有效综合回收,其他氧化铝企业在生产过程中都让其白白流失;又如栾川钼矿中有丰富的稀有金属铼,其价值甚高,铼是火箭、导弹、宇宙飞船等高温部件必需的材料,但现在尚未综合回收利用。二是尾矿资源基本上未实现(再循环)资源化。我省铝土矿尾矿(赤泥)有2000万吨以上,钼矿尾矿有3000万吨以上,均储存尾矿库中,未开发利用。三是有色金属资源再生利用水平差,致使有色金属资源开采总量居高不下,逐年攀升。以上三点说明,从总体看,我省有色金属矿业企业循环经济发展水平还不高。
(三)我省有色金属矿业企业均未建立评价其循环经济发展水平的技术、经济、环境、效益指标体系
(四)部分市(县)政府部门对运用政策及市场力量加快发展铝、钼、金等矿业循环经济,认识不足,措施不力
一些市(县)政府部门对加快发展矿业循环经济中政府自身的角色及市场居位分析不够深刻,定位不够准确,尚未主动创造适宜的市场环境,形成矿业企业加快发展循环经济的激励机制与约束机制,也未深入研究如何运用合理经济规模及价格杠杆导向,推动矿业企业加快发展循环经济。
发展矿业循环经济任重道远,出现这些新问题,是不可避免的。它们均是约束我省矿业企业加快发展循环经济的新困难,我们必须及时帮助企业排忧解难。
三、建 议
(1)加强培训,使矿业行业的主要企业及有关市(县)政府部门全面、系统、准确地提高循环经济的理性认识。
建议由省政府循环经济主管部门牵头,对重点矿业企业及有关市政府部门进一步加强培训,使他们认识到加快发展循环经济是将发展经济、节约利用资源、保护环境三者有机结合起来的战略举措;也要使他们认识到循环经济的主要特征是新的系统观、新的经济观、新的价值观、新的生产观及新的消费观;还要使他们进一步认识到省政府目前狠抓落实的“节能减排”乃是实施循环经济的基础工作——“3R”原则的减量化,清洁生产是企业内部“小循环”;节约型社会基本上是社会层面的“大循环”。此外,我们还必须清醒认识到循环经济绝不是万能的,那种认为循环经济是一种最终实现全新的封闭式的零排放资源利用方式,它可以解决一切环保问题,这是一种认识误区。如日本、西欧等循环经济发达国家,由于受技术与成本—效益的限制,不可能都是“封闭式的零排放的资源利用方式”,最终不可避免要出现尾矿废弃物,经无害化处理后,再进行排放。
总之,只有提高认识,加强培训,我们在加快发展矿业循环经济过程中,才能少走弯路。
(2)进一步为矿业企业加快发展循环经济营造更为宽松的政策环境。
一是逐步制定铝、钼等有色和贵金属资源开采中的资源循环利用政策。地质勘查部门在地质勘查报告中应有资源循环利用篇章,开发利用设计部门在确定开采方案的同时,应当提出切实可行的共生、伴生矿回收利用方案、矿井水循环利用方案、尾矿循环利用方案和安全处置方案;有关矿业企业要在政府监管下,自觉执行上述方案,努力提高资源循环利用率及无害化处理率;二是政府主管部门与行业协会相结合,逐步制定考核矿业企业循环经济发展水平的技术、经济、环境、效益指标体系,特别要加快制定矿产资源循环利用率及无害化处理率的指标体系;三是在《河南省人民政府关于加快发展循环经济的实施意见》的指导下,逐步制定加快发展矿业循环经济的鼓励与扶持政策,主要包括税收优惠、投资倾斜、设立铝、钼、金等金属矿循环经济专项基金、合理定价、财政贴息、技术创新、政府绿色采购等。
(3)典型引路,紧抓试点。
据本次调研,发现洛阳发恩德(中外合作)矿业公司在利用国际先进技术进行有色金属探矿与采矿、管理严格、节约资源、保护环境、提高生产效率、依法纳税等方面均较突出,我们建议省政府有关主管部门可进一步调研总结并推广其经验与做法,以便推动全省有色金属矿业循环经济加快发展。我们还建议洛阳发恩德、洛钼集团、中铝矿业、灵宝金源及灵宝股份等矿业企业,发展循环经济已初见成效,并具有典型意义,可按程序纳入我省循环经济试点企业范围。
(4)在铝、钼、金、银、铅、锌等矿产资源整合中,应向上述循环经济初见成效的典型矿业企业倾斜。
(5)在保证我省煤矿安全生产的前提下,逐步破解上煤下铝矿权设置难题,加大煤下铝的找矿力度,可能新增3亿吨铝土矿资源储量,延长铝土矿保障年限;要提高铝土矿中的稀有金属镓的评价及回收利用率;要利用国际先进技术,开展铝矿尾矿(赤泥)中的铝、铁、硅等低品位矿的综合回收试验研究,争取对这一世界难题的解决有所进展;在提高铝土矿资源循环利用率及无害化处理率的前提下,争取在2012年前后将三门峡铝工业园区建设成为全国领先的循环经济示范铝工业园区。
(6)要组织有关专家对全省钼业进行调研,制定发展规划,适度控制产量,提高我省在国际市场上钼价的话语权。应将栾川钼矿田进行资源整合,逐步实现统一规划、统一设计、统一开采供矿、拉长产业链。综合回收利用钨及铼等很有价值的稀有金属,抓紧利用国际先进技术进行尾矿资源化试验,减少环境破坏,实现科学发展,争取在2012年前后,将洛阳建设成为世界领先的新型钼工业基地。
参加调研人员名单:
省政府参事 姚公一、林效森、蔡德龙、刘 勇
特 邀 专 家 孙志顺(河南省矿业协会)
预 备 参 事 王志光
钢的淬火与回火是过饱和固溶体的固溶强化,淬火后就有高硬度、高强度,但是脆性大,必须通过回火来损失一部分硬度或强度来提高塑性和韧性。这里面有相变发生。
有色金属的固溶处理+时效是第二相强化。固溶处理后强度硬度几乎无变化,必须通过时效来析出第二相来强化(弥散强化、沉淀强化),这里面基体没有相变发生。
所以,淬火+回火适用于有固态相变的金属材料,如铁的合金、钛的合金等等。而固溶处理+时效适合于没有固态相变的材料,如铝合金、铜合金、镁合金之类。
1)热氧化法将金属制品加热到600℃~650℃,然后用热蒸汽和还原剂处理.还有一种方法是将金属制品浸渍在约300℃的熔融的碱金属盐中进行处理.
2)碱性氧化法处理时把零件浸渍在调配好的溶液中加热到135℃~155℃,处理时间的长短取决于零件中的碳含量的高低.金属零件经氧化处理后,再用60℃~80℃的含量为15g/L~20g/L肥皂水漂洗一下,时间为2min~5min,然后分别用冷水和热水冲洗干净并吹干或烘干5min~10min(温度为80℃~90℃).
3)酸性氧化法即将零件置于酸性溶液中进行处理.与碱性氧化法比较,酸性氧化法较为经济,处理后金属表面所生成的保护膜,耐腐蚀性和机械强度均超过碱性氧化处理后所生成薄膜的性能,故应用广泛.
4)化学氧化法化学氧化方法主要适用于有色金属(如铝、铜、镁以及它们的合金)的氧化处理.处理方法是将零件放于配制好的溶液中,在一定的温度下经一定时间的氧化反应后,则形成了一层保护膜,再经清洗及烘干等操作即可.
5)阳极氧化法阳极氧化法是有色金属氧化的另一种方法.它是将金属零件作阳极,利用电解法使其表面形成氧化膜的过程.这种氧化膜既可起金属与涂膜之间的钝化膜的作用,又可以增加涂层与金属间的结合力,减少水分的渗透,从而延长涂层的使用寿命,被广泛地应用于涂漆的底层.