材料科学科学技术革命与矿物原料刀著彭万志译。,矿物原料往往是重要的经济基础之一实际上每一种文明都必须以矿物原料作保证并善于发现和开,。中是非常明显的如果共为则经过,亿米年苏联开采的夭然气总年天然开采盈已为亿。采矿物原料然而二十世纪在历史上占有特殊的位置。“。米这首先是由于在秋明地区北部发现了像乌连戈、伊和亚姆布尔格那样的巨大含天然气区域,这个世纪是以伟大的社会革命科学和技术革命以及才使夭然。人类的生活方式易变为标志在人类的这个历史时期,,矿物原料的需求量以十分惊人的速度增长而且大大。地扩大了矿产应用的范围科学技术革命的技术阶段矿物原料的需求速度在科学技术革命的技术阶段。气产盆急剧增加增长倍以上成为可能天然气实例再好不过地还证实了在科学技术革命的技术阶段矿物原料开采是方面的一种趋势。大型矿床成为其主要生产者这对于石油和许多金属也是特有,。的伽睡口储量为十亿吨以上的巨型矿床是石油的主,要来源再如石油储里为亿吨的沙特阿拉伯,。。有特殊的增长这个阶段开始于,该阶段的特的格哈瓦尔油田是世界储油量最大的油田这种油年。田在近东地区总共有个占世界石袖储里一半以,,点是突出地强化科学知识的物质化过程它表现为、、新技术的形成机器及其在工业中的应用电子计算机。上。矿产需求量的巨大增长坑道向深部发展的趋势,技术的出现及其广泛的应用一一切更贫的矿石的开采使原料开采造成困难并增加,在科学技术革命的技术阶段矿产开采且的急速。增长特别明显的例子是铜人类使用铜几乎有上万,年的历史以铜为蕊础所获得的合金给人类物质文化了成本机的致使各种矿物原料价格急剧上升年间石油价格上涨了近在能源危,倍而天,。然气价格上涨了倍以上与此同时金的价格上涨,历史上的漫长时期取名为青铜器时代不是没有原因。、倍锡钥和铬上涨,。了倍而在这些金属中上涨的据统计人类有史以来从地壳中已开采有,亿。“”最大的冠军是钨其每吨的价格从,吨铜但是二十世纪前共开采出,万吨年的美,而在二。元上涨到年的美元原料价格,即倍的上涨就决定了要在经济上合理地利用更贫的矿石,十世纪铜的年产爱从头十年的万吨增长到后十年。的万吨其结果是仅从年到年期间就开采了亿吨即占人类有史以来铜产量的一半以,。到矿产二十世纪前加侧沁年】娜招年世界矿产产年预计铜的年产量可达到,上一。,累计总产产且,吨万吨由于铜开采量的急剧增长一切更贫的矿石开世界总产,万。始列入开采计划的矿石是合算的话如果在本世纪初认为开采含铜形则目前在露天开采大型铜矿床时,金疥叨,。就可利用含铜品位约男的矿石所开发的矿石质。量的类似下降是许多金属所特有的趋势矿产开采量的增长是非常迅逮的人类在二十世,铜铁煤盯亿亿动亿工沁亿悦‘拐。、、、所利用的是石油夭然气铝铀在这些金属中铝的生产和需求盆的纪才开始利用矿产。和许多稀有金属石油竹亿。增长是非常迅速的早在年世界的铝生产最约万吨到年铝产量达到而到,万吨,矿铝土矿铀肠屹万石。万吨从那时起铝的年产盆介于年增长到人类整个历史时期重要护产种类开来进程铁煤、。万吨之间可燃性矿产的开采速度是非常惊人和石油引用的足世界产量的资杆金,、钢、铝土犷和抽,。的尤其是石油和天然气更是如此这在苏联的实例引用的足资本主义国家和发辰中国家的资朴。,量是有汁划地增长另一方面地质勘探工作者认为,一匕在大陆壳第公里范围内应当含有比发现的要大。,并恢复使用以前废弃的矿床例如美国近年来大规模地依靠贫矿石和废弃矿山使金产量成倍增长,。一倍的矿产如果现在铜的已勘明储鼠估算为亿。吨则钥的颓测储量为坐闷的年产量为,一亿,,一年已达到吨在矿物原料的经济中还有一种重要的因素在起作两。一,。用矿物原料需求量不平衡和矿产分布不均匀例如无吨的情况这些储量至少可升采年但,。是富集状态的铜行尸玛全一,之对地球土矿产劫探水平分析有理由认为任何,,「只〕口计算铝和燃料的,人占世界人数的美国按人需求量超过了占世界人口男的发展中国口计算铝和燃料的,的美国按人男的发展中国家的需求。,鱼分别为阳倍和倍除了需求量不平衡以外大型矿床分布的不均匀性也是明显的有许多国家矿藏。冲矿物原料的缺乏都不能给人类带来危机在矿物原,料需求量全面增长的情况下我们必须学会更有效地,除了需求量不平衡以外大有许多国家矿藏一、非常贫乏尤其是日本西德和意大利,。子找矿物原料并对其更加合理地开采朴加土,例如日本依,,、、靠进口的犷产品有全部的石油绝大部分煤男的铁。‘矿石等矿产资源分布的不平衡性在很大程度上对世界许多种犷物原料储且的平衡产生影响矿物原料的保障程度在研究科学技术革命的技术阶段中矿物原料对人一铝一二十世纪的金属近一年夹,我们应当特别注意到在科学技术革命内技术阶段需要大规模增长的那些矿产首先听指的铝注和一些稀有金属。铝在国民经济中得到全面广泛的应用,假如不是、生产铝的动力生态、类的保降程度问题的同时应当注意的是这个阶段的,,运输和经济方面发生一些间题,。、特点是矿产普查勘择和开发新技术的产生及矿物原铝的作用还会急剧增长目前铝的价格比铅贵倍。、料综合加工新工艺的建立机器制造和国民铝每吨为美元铅每吨为,美元,在动力接近铜的。经济其它部口中以新的结构材料为基础制定的新工汁格在后卜年内世界铝的年产量介于万吨之。美国是世界耗铝量最大的国家按人口计算梅年,,艺导致以前无实用价值的矿产以另一种形式的需求间,。。、发达国家戈日本西德,量大幅度增长与此同时在分析矿物原料间题时必均耗铝公斤毫无疑间,、须考虑到大规模需要传统晶种矿产的储存阿氮自然和拥有铝原料主要储量的国家澳大利亚儿内亚等一。所产生的另一个问题是人类在任何情探下都聚保留将是二世纪铝生产和消费水平最高的国家遏制铝,。一一些矿产以使人们不受矿产用尽的威胁,业发展的主要因素将是能源问题因乞矿石,铝上‘一石今后的运输价格将会大幅度增长。石油很可能是近百年要用尽的唯一能源矿产而竺,爪是最值得注。对另些矿产来说答案是很乐观的,意的事实是铝土矿各生产国都在拟定犷大生产铝的?,一维尔纳德斯基还措出在地球上丰要是分,。识划同时发现在那些能源缺乏和需要进口铝土矿的。散形态的物质可以切实估价物质集中和分散形态的。暂时的比,,系‘“这”时所采用的原始,卜种、资料是元素在大陆壳岩石中的品位元素在大陆壳第。发达国家日本甲铝的生产量却在下降‘产黔遭各国储量的分布占世界储童男,、一公里内岩石中的数量勘探储量和已采储量的总数量。表中列有这三种金属的计算含量。」某些金属的富集和分散形态的时比油锉锐钥铬一亿艺石月了近东智利「南非共不困美国画藕丁‘犷份闷曰巴生生人勘探和开采的富集和分散形的例童碧圣总储量薯李藻,吨态的物质的比数量吨,〔,巴西水陆壳洁中石重量男,的平均品位,愁一工私有金属钨小住了关国牌尹场力。…人乍‘中卜?一资火峨《习即八南非共和国,富集状态中池钦仅占侧而这种状态中的一引南非共和国头逗「。,泥仅占鱿切万但是应当指出目前地质学家寻找锯。某些矿产储量分布的特点铬和妮分布最不均衡‘。矿床不十分活眺可以讥为近十年来妮的已勘昵储,苏联为了保证铝产的增长,看来应当采取两种,很宕可以提出十个工业部门在这里稀有元素的。。应用目前已预示出巨大的经济效果从这个观点出发相互补充的措施在现行企业除对其进行改造外还,,,,应当规定对铿要进行广泛利用即可降低电能耗量对稀有元素需要的保证应视为科学技术进步的重要因。男增加电流量另减少氟的抑出量,男,国外镬在铝工业中得到充分利用其加工工艺亦是众所,,、。素之一尤其是机器制造仪器制造和冶金更是如此,至于提到科学技木革命的技木阶段的原料间题例举,。周知的同时提出最有希望实现制定铝生产的新工艺。出两个利用稀有元素的最有说服力的实例这里所指。。即减少能耗和不要求铝土矿作为原生原料我们已经的是锉和扼。上面已经指出了在铝工业中利用锉的合理性在这里有效性是由电解槽的含钮电解浓具有熔解温度更有利用霞石正长岩生产氧化铝的多年经我同时在一些国家日本和美国已建立起铝生产的新工艺火法。冶金和湿法冶金这些方法大幅度降低能耗并能利用低和导电率更高所决定的因此强化了电解作用提,,,。高了电解槽的生产率降低了电耗并大幅度减少氟的,,铝金属的其它来源尤其是在美国建立了从煤碳焚化。的灰分中提取铝的湿法冶金工艺苏联有两个褐煤灰析出后者对于改善电解车间的工作条件和保护环境。含氧化铝乙一男的煤田哈萨克斯坦的艾基巴斯图防止抛氟的有害影响有重大意义生产轻型和超轻。兹煤田和东西伯利亚的阿泽斯基煤田在用这种煤土型合金的效益看来也不小理在这些合金中是主要合。使用锉可以生产出一种比铝轻两倍的结构材。作的热电站的基础上提出建立铝厂是完全可行的,金组份。料同时它的强度和可塑性都优于铝金属这里没有,最后,制取氧化铝和钾的复合原料的碱性铝硅酸。一必要指出这种狸铝合金在飞机制造和宇航技术中的盐岩石是铝的最有远景的来源目前在西伯利亚和巴。马地带发现两个这种岩石的大岩体森内尔斯基岩体重要性。许多年来锉润滑剂在各种不同工业部门中得到,和萨昆斯基岩体最重要的是后者位于查尔斯基矿,。区的铁路干线附近对其进行开发不需要太多的经费,二十一世纪技术和经济中的稀有金属科学技术革命的技术阶段的最大间题是人类广泛。、、、广泛利用其特点是高粘度耐久性不溶于水在很大的温度范围内的稳定性把它同其它润滑荆区别开。来不久的将来铿在化学电源尤其是在锉蓄电池,,组将获得广泛应用能够成为不同动力用途的最有效,,。利用稀有金属的可能性这个间题的解决只有在二十的电源将来在向热核能转换时铿的需求皿将成倍增,““长因为铿是获得抓的主要原料热核热料的主,要组分之一,以及核反应堆中的淮态载热体—。可以进。一世纪技术和经济中进行技术革新才能实现近主要进行的许多研究和工艺加工均证明了几乎在国民年。经济的所有部门中应用稀有元素的特殊效益现在稀,一步指出锉的应用部门和利用范围但是上述情况决,。有元素对于黑色和有色冶金及新的合成材料的工业生定了大最增加锉产且的必需性。目前世界每年生产吨理其中美国消耗,,产首先是陶瓷材料的头等重大意义是非常明显的。吨根据专家们估算,到且将增加到万吨即比现在增加,年世界锉的消耗倍以上而到,稀有金属可以制造出高强度的合金和合金钢它们具,有很好的防锈性能可在低温和超高温下有效地工作,,。并能在生产机器时大大降低金属消耗自然有元素的应用而得到的各种合金和合成材料。年可达到万吨现在世界锉储里估计为万吨其中智利阿塔卡马沙模盐湖卤水占一半以随着稀急剧扩,,。大制造新一代机器的可能性其特点是在减少重且和增强稳定性情况下提高了机器的坚固性并能在极限条。上阳万吨而对此应补充说明,集中在美国,美国垄断组织控制着智利目前锉厂的股份男锉在,。件下正常运转今后在动力工业特别是热核动力工业中利用稀有。美国是重要战略金属之一妮是另一种重要的稀有金属,它将在国民经济各。金属具有重大意义专家们认为在热核动力工业时,期铿和妮的需求量至少要十倍地增长,并大幅度提高。部门中得到广泛应用目前的绍的妮用于黑色冶金工男用于生产敷设在气候恶劣地区中的业而其中有,、、、。披错钒稀土和其它元素的利用率显然在这些条,件下国家的动力工业实力不仅取决于物理学家和动力。大口径石油和天然气管道妮应用的这种特殊性是由于妮合金铆钓特点是坚固性很强和冷脆性小所决定。工程师的创造性潜力而且也取决于稀有金属的生产,的这就可以减少管子的重盆,近年来日本是妮合金,。水平。钢管子的最大生产国低合金高强度的泥合金钢最适、、于生产重型结构材料建筑物和桥梁构件运输和矿山,。设备这就可以降低其重量并延长使用期,美国耗费男的妮用于制造金属结构材料和用的泥生产运输工具不是偶然的。今天,终于将妮和钨铝祖一、、起列入稀有金属的四元素之列这些金属中可制造出,按一年开采水平估算的矿产保障期限〔龙竺冷了,夕菌一一一一一一二二二一——」矿产一。航天技术所需要的坚固合金,不久的将来妮在这种霞要领域中的应用像生产,。超导材料一样其增长速度是不可估量的目前,,在。超导电缆里传递电能在技术上已成为现实沿着由尹制造的超导电缆可传递比沿着现代传递线大倍的电流而且电能损失仅达绍而通常,,一。电缆的电能损失为万不久的将来锐及其化合物和合金的独特的超导,‘性能在磁流体动力学发生器和热核动力学中也有很,一一‘。,匕大的用途毫不奇怪泥的这些性质使妮成为重要的。战略性材料铭在国际市场上的售价是万美元吨,而世界妮产盆每年为万吨。按实际估算,到年妮需求量将达到一万吨而到年由热核动力工业的发展泥的需求量可增长到一万一气一一气一一厂一了一一一——一,。吨年前面已经指出世界泥储最大约形集中在巴,。西主要是在阿腊沙和塔里拉碳酸岩矿床在这些独特,万吨的矿床中,的评价为五氧化二泥的含里介于,而且烧绿石是主要金属矿物认为是制取,一。铁祝合金的最好原料为了对比起见在加拿大最富的含泥碳酸岩矿石中五氧化二泥的含量为,粥而在写,尼日利亚花岗岩中其含量不超过但是与理论和事实相反,巴西全国开采的泥矿产在很大程度上…、一、。「都掌握美国垄断资本家手甲。远不限于怪和泥,人们对稀有金属的需求量将鸡,、来稀土元素被钮钒锡等将补充到稀有元素之列、、、。考虑到稀有金属对世纪工业的意义提出必须加强,一一一几易洲,一—一—一一川由「…,对稀有元素矿床的普查和评价工作扩大从各种矿物。原料类型中回收稀有金属的工艺加工技术世纪矿产勘明储量的保有度自然人们强调稀有金属增长的意义并不排除强,,。化普查和开采其它种类的矿物原料今天已有许多矿主里是由发展国家矿物原料需量必然增加的结。,然而其中一些矿产的探明储。产对世纪做出保证果月致。量按现有的开采水平不够长期使用,,最令人耽心的、、、矿物原料普查和开发战略是钨和锡的情况而对锌铅铜镍和钥也不同程度地,。在普古和勘探矿产时应实现战略变化由于位于经汀开发区地球表面的所谓易开发的矿床接近耗尽,。同时应当注意的不仅是探明储量的数量,有些耽心,。而且还要注意预测资源而它们一般要大好几倍最,。,因讹开采固体矿产就产生一定困难在天发程度不高的地区还可以找到,诚然那些矿床但在这种地区开终,评价原料保有度的一定条件是由需求水平不断变化所决定的。在世纪矿物原料需求盆将继续增长,。发矿体的准备工作就需要巨额投资在发展中国家开常广泛并且是由于具有最大的潜在金属含矿性的所,。。发那些未开发过的矿床需要更大的资金,然而开发谓二长安山岩岩浆侵入体所形成例如在东外贝加,。那些位于地下深处很难开发的矿体需要资金更多根据那些矿体在矿山空间分布的位置不同,可将其划分尔目前这种构造有当然在进行普查工作时,多处必须考虑到矿床的组合分布并应对其进行综合开发,、、、、出几种主要类型它露头矿隐伏矿盲矿封闭矿封闭综合开发也应该推广到各种成因类型的含矿体系。的盲矿和层状矿体露头矿体是容易发现的。和不同规模的备种成分矿床已查明的那些地区这主要是指新开发的含矿区不仅需要建设矿产开采和初,因为它是在进行地表调,。加工企业而且也需要建立保证人们正常的社会生活,查时圈定的为了普查其它一些类型的矿体必须论,。。证在预定深度应当发现矿体的勘探坑道分布的位置条件的全部基础设施和运输联系以及必须的能源等。由于在地表或在地下深处发现一些间接标志这就可所有这些就决定必须改变矿床的开发战略如果,。以得出证明矿体存在的结论这些找矿标志可采用地以前允许各主管部门开采非可嫩矿产那么现在在必,、。质地球化学和地球物理方法发现因此建立普查,勘探工作的新技术应当成为不久的将来普查战略的原、须采用综合方法时矿产开发应该是以行政济方面统一的组织力量来实现的可以提出财政和经在这些,、则性新观点这种新技术不仅包括研究区构成的地质条件下研究涉及非可燃矿产普查勘探和开采整个工,。资料也包括地球化学和地球物理资料,作联合在统一的地质和采矿工业部的问题是最合理一恐。目前已很明显在许多情况下个别矿床应该看作,的。为整个含矿体系的组成部分有时含矿规模是很大的,为了保证本国所必需的矿物康料,应特别注意地。所谓成矿岩浆体系是特别重要的在这种成矿岩浆体质勘探和采矿工业物质基础的技术水平这里所指的,,。系中矿产是交代作用和热液作用的产物它们是在地即是矿山设备也是分析矿物原料成分的仪器,一要加速科学技木革命的技术阶段的科学技术进壳中一公里深处结晶的岩浆熔融体源去气和冷却。步不解决保证社会需要的矿物原料的复杂问题是不,时生成的由于岩浆熔融体的地球化学类型将可改变。行的矿物原料在苏联经济发展中的意义如此之大,它们的潜在含矿性和与岩浆熔融体有成因联系所形成。全套矿产在许多情况下那种成矿岩浆休系呈环状火山深成构造出现在其分布范围内计有几十个矿床和,以至于提出在不久的将来建立起类似于苏联能源和粮食计划那样的矿物原料基地发展的综合计划是非常及。。〔尹。到珍。,。矿点目前已经查明这种构造在内陆活动带发育非时的年第期〕,。这些转移如能成功的话,上接第页杂多基因特性都可以作为,对能决定后来性状变化的遗传座位在胚阶段就可以更广泛种间杂交的有用方法结果会使种的范围大大,。已广泛讨论了利用测出的话那么就可以减小实验田而对胚进行选择,,或可以加速育种程序不需要全部培养季节就可以得,,扩大重组技术涉及到的一切。间题从非凡的技术力是生不可估计的行为过去由新方法修饰后微生物产年中使用化学药品的实脸,出结果根据限制片断长度多态性能确定克隆基因和,插入片断的特殊的染色体位置标记可由此绘,泛。中全盘考虑应该慎重合理地按确定要求引进经遗传,制出许多作物的高级遗传图这些图既可以作为新的。遗传标记帮助育种人员评价杂交结果也可以使植物修饰的微生物管理机构应该对科学组织进行全面了,。解并适当纠正可能的冒险和奖酬,在作物种间基因转移的成功经验,如上所述有过去,对有关间题是不用遗铃学家们对那些和已知标记有联系的潜伏的重要基。因进行分离。使用高级遗传图和传统的细胞遗传学技术可以担心的,、关键是收集保存最后考虑到转移基因的技术,。把基因从显微解剖的染色体内分离出来这些新技术,,。和对世界上的植物及微生物的种质进行特征描述未来的科学家们将会采用许多提高农业的更先进技术,不仅可以分离包括抗病基因在内的一些很少得到特征描述的基因而且可以扩大有关染色体的结构和影响,。基因表达方面的知识在使用先进的。重组技术转创造出难以估计的农业成果我们必须为子孙后代的。化基因的同时也使细胞遗传学得到了进一步的发展,通过微量注射特异染色体的基因转移法可以转移复,。“工作创造条件积累材料,年月日, 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