當(dāng)前,全世界的金屬材料總產(chǎn)量約8億噸,其中鋼鐵約占95%,是金屬材料的主體;非鐵金屬材料約占5%,處于補(bǔ)充地位,但它的作用卻是鋼鐵材料無法代替的。
許多非鐵金屬可以純金屬狀態(tài)應(yīng)用于工業(yè)和科學(xué)技術(shù)中。如Au、Ag、cu、Al用作電導(dǎo)體,Ti用作耐蝕構(gòu)件,W、Mo、Ta用作高溫發(fā)熱體,Al、sn箔材用于食品包裝,Hg用于儀表,Pb用于蓄電池等;但更多的是采用多種有色金屬搭配使用,或使用非鐵金屬合金。
在高新技術(shù)領(lǐng)域中,非鐵金屬合金或化合物展示出更大的發(fā)展前景,如可用于燃煤磁流體發(fā)電機(jī)通道的金屬陰極材料w-cu合金;二次能源開發(fā)所需要的儲氧材料La-Ni、Mg-Ni、Ti-Mn系合金;具有優(yōu)異硬磁性能的Nd-Fe-B合金;具有特殊形狀記憶效應(yīng)的Ti-Ni合金;光記錄材料Gd-Co合金;高速電子計(jì)算機(jī)、微波通訊、激光技術(shù)等領(lǐng)域的優(yōu)良材料砷化鎵;新型超導(dǎo)材料釔鋇銅氧化合物;未來新型高溫結(jié)構(gòu)材料鎳鋁化合物、鈦鋁化合物等。概而言之,非鐵金屬材料在國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的作用是不能用產(chǎn)量的大小來衡量的,具有不可取代的重要作用。
廢有色金屬是指生產(chǎn)與消費(fèi)過程中已完成使用壽命的器件中所含有的有色金屬部件及材料。例如,舊電線、舊蓄電池、舊電器、舊飛機(jī)、報(bào)廢汽車、廢棄船舶等,都含有一定數(shù)量的有色金屬。
回收廢有色金屬也是節(jié)約能源、減少環(huán)境污染的有效手段。以鋁為例,與以礦石為起點(diǎn)相比,生產(chǎn)1t原鋁需耗能213l0.8×l04kJ(1.7×104kw.h電) ,而生產(chǎn)1t再生鋁合金能耗僅為548.8×104kJ,只有原生鋁的2.6%,并節(jié)省10.5t水,少用固體材料11t,比用水電生產(chǎn)電解鋁時(shí)少排放CO291%,比用煤電時(shí)減少的CO2排放量則更多;另外,少排放硫氧化物(SOX)0.06t,少處理廢液、廢渣1.9t,少剝離表土石0.6t,免采掘脈石6.1t。同樣,銅、鉛、鋅再生金屬的節(jié)能率分別達(dá)到82%、72%和63%,金、銀、鉑等貴金屬和鎳、鉻、鈦、鈮、鈷等稀有金屬的再生金屬的節(jié)能率約為60%~90%。
如何利用再生問題十分迫切。鋁從礦石到成金屬,再到制成品成本、耗能巨大。僅電解一道工序生產(chǎn)一噸金屬鋁就需13000-15000瓩一小時(shí)電。而由廢棄金屬鋁再生、再用能使能耗、輔料消耗大大降低,節(jié)約資源、成本。因此,廢棄鋁的回收、再利用,無論從節(jié)約地球上資源、節(jié)約能耗、成本,縮短生產(chǎn)流程周期,還是從環(huán)境保護(hù)、改善人類生態(tài)環(huán)境等各方面都具有十分巨大的意義。