金属材料是人类社会发展的重要物质基础，而在自然界中，绝大多数金属元素以化合物的形式存在矿物中。因此，人类每年要从金属矿物中提炼数以吨计的金属用于工农业生产等领域，其中提取量最大的是铁。我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。

 

赤铁矿

 

磁铁矿

 

从金属矿物中获得金属单质的过程称为金属冶炼。早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，钢铁产量曾一度代表着一个国家的工业发展水平。不同金属的冶炼方法不同，越是活泼的金属冶炼越困难。因此，依据金属活动顺序表，我们便可得知冶炼活泼金属钾、钙、钠、镁、铝最是困难，实际生产中用的是电解法，通电电解熔融的金属化合物才能获得金属单质，例如金属铝的冶炼原理是：；而活泼性稍差的铁、钼、钨、铜等金属通常用CO等还原剂与矿物反应获得，例如铁的冶炼原理是： ；活泼性更差的汞、银金属通常加热分解其矿物便可获得；而最稳定的铂和金则在自然中以单质的形式存在，直接从矿石中提纯便可获得。这也便可解释为什么人类利用金属的历史是先有青铜器时代，继而进入铁器时代，然后才有铝制品。

 

古代炼铁

 

然而金属矿物的储量有限，且不能再生。根据已探明的储量，根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限（不包括回收利用等），因此如何保护金属资源成了我们迫在眉睫的问题。

 

金属的开采年限

 

经分析发现，我们可从如下几个方面去解决问题：首先，开发环节上，控制资源集中开发，避免由于开发条件有限导致共生金属被浪费。实际上绝大多数金属矿藏都有伴生矿，例如我国白云鄂博的铁矿，就含大量的稀土，开采时应同时开发铁与稀土金属；其次，在使用环节，1、务必要做好金属防腐蚀工作，据报道，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20% - 40%，常见的防腐方法有给金属包塑料、刷漆、涂油、搪瓷、镀更耐腐蚀的金属（例如铜、铬等）、掺入金属铬和镍等制成不锈钢等；2、做好金属的回收再利用工作：以铝为例，生产1t原铝至少需4t铝土矿，巨大的消耗量将很快促使资源枯竭。若回收利用量达到产量的1/2，每年就将减少铝土矿消耗量5000万吨，还可节省大量的能耗，显著减少CO2的排放，具有极为重要的意义。最后，我们还该积极开发新的材料去替代原来的金属材料。

 

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金属资源的利用和保护

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图文简介

金属材料是社会发展的重要物质基础