手机电池里藏着哪些神秘金属？高铁飞驰、大飞机翱翔背后靠什么材料支撑？医院的心脏支架和人工关节为何能替代人体组织？

有色金属就像工业的血脉，既支撑着大国重器的骨架，也渗透在生活的每个角落。

它们不是单一类别，而是除铁、锰、铬之外所有金属的总称，从轻巧的铝到稀有的铂族金属，各自扮演着不可替代的角色。

 

一、有色金属

1、最轻与最重的有色金属

有色金属家族里，锂绝对是最轻的那个，密度不到水的一半，能浮在水面上。

这种轻盈的金属是锂电池的关键，手机、电动车能实现便携和长续航，锂功不可没。

要说最重的有色金属，那得是锇，每立方厘米重达22.59克，比黄金还重一倍多，硬度极高且耐磨，常被制成笔尖和仪器轴承，哪怕长期使用也不易磨损。

2、在医疗中的救命金属

很多有色金属是医学领域的隐形卫士。

钛合金不容易生锈，还能和人体组织很好地融合，常被用来做人工关节、骨钉和心脏支架，植入人体后能长期稳定工作，甚至能伴随患者一生。

铂族金属中的铂和钯是抗癌药物的重要成分，可以精准打击癌细胞；

铱的合金还能做手术刀，锋利度和耐用性远超普通钢材。

3、金属也能循环重生

有色金属有个很大的特点，就是能循环利用，而且再生后性能几乎不会下降。

一块废旧电池中的锂、钴、镍，经过处理能重新制成新电池；

报废汽车的铝合金车身，回收后能做成新的汽车零件或者建筑材料。

这种循环特点让有色金属成为可持续发展的重要支撑，也能让资源用得更高效。

二、地质勘探

1、勘探的主要任务

地质勘探就像给地球做CT，主要是找到富含有色金属的矿床，还要弄清楚矿床在哪里、有多大、矿石好不好、能不能开采。

这一步直接影响后面能不能采矿，没有精准的勘探，盲目开采只会造成资源浪费和成本损失。

勘探结果要写成详细报告，给矿山建设和生产提供科学参考。

2、找矿的三大技术手段

遥感勘探是最基础的第一步，用卫星或飞机拍的照片，分析地面的地形、植物和岩石特点，快速找到可能有矿床的地方。

物探技术是用物理方法，测量岩石的磁性、导电性、密度这些不同的地方，判断地下有没有矿体，就像用雷达查地下一样。

钻探勘探是最终确认的一步，用钻机往地下打孔，取出岩芯样本化验，准确知道矿石的质量和矿床延伸到哪里。

3、勘探的难点

有色金属矿床大多埋在地下很深的地方，分布也散，找起来特别难。

我国地方大，不同地方的地质条件差别很大，有些矿区在高原、沙漠这些偏远的地方，勘探工作要面对很差的环境。

最近几年技术发展，AI智能分析、无人机勘探这些新技术慢慢开始用了，比如用大数据分析地质数据，能大大提高找矿的速度；

用高精度的物探设备，连埋在地下几百米的矿床都能准确找到。

我国最近找到的亚洲最大的伟晶岩型单体锂矿，就是勘探技术进步的一个例子。

三、矿产开采

1、露天开采

露天开采是用得最多的办法，适合那些埋得比较浅的矿床。

第一步是把地表的土和石头挖掉，露出下面的矿石层，接着用大型挖掘机和矿用卡车把矿石运出来。

这种方法挖起来快，花钱少，也比较安全，像国内不少大型的铜、铝、铁矿都这么干。

比如国内一些大型铝土矿，露天的采矿场大得看不到头，巨型机器白天黑夜地干活，一天能挖好几万吨矿石。

2、地下开采

要是矿床埋得很深，就得往地下挖了。

先挖竖井和巷道通到地下的矿石层，再用爆破或者机械挖掘的办法把矿石弄出来，然后用提升设备运到地面上。

地下开采技术要求更高，得解决通风、排水、支撑矿井这些问题，保证工人安全。

金川集团的镍矿有些矿层埋在一千米以下，他们用地下巷道网络和智能挖掘设备，做到了安全又高效地开采。

3、特殊矿产的开采方式

还有些有色金属的开采办法不太一样。

像盐湖里的锂矿，不用挖矿石，而是抽湖里的卤水，经过蒸发、沉淀这些步骤提取锂，这样对环境影响小，花钱也少点。

海里的锰结核里有锰、镍、钴这些有色金属，现在还没大规模挖，但勘探和开采的技术一直在研究。

全球有色金属生产市场规模预测

 

四、选矿处理

1、选矿目的

刚挖出来的矿石里有用的金属含量不高，比如铜矿石里铜的含量常常只有百分之几，甚至更少，直接拿去炼会浪费很多能源和钱。

选矿就是把矿石里有用的矿物和没用的石头分开，提高有用金属的含量，得到精矿，还能去掉有害的杂质，给后面的冶炼打基础。

经过选矿后，精矿里有用金属的含量能提高几十倍，冶炼的成本就降下来很多。

2、选矿步骤

第一步是破碎，用破碎机把大块矿石砸成小块，方便后面处理。

第二步是磨矿，把碎矿石放进球磨机里，磨成细粉，让有用矿物和石头彻底分开。

第三步是分选，这是选矿的关键环节，根据矿物的物理或者化学性质不同，用不同的方法分开。

浮选法是利用矿物表面怕不怕水的区别，让有用的矿物粘在气泡上浮起来；

磁选法是用磁性的不同来分；重选法就是靠密度不一样来选。

3、不同矿石的分选

不同有色金属矿石的选矿方法差得远呢。

铜、铅、锌这些硫化矿常用浮选法，加些药剂让有用矿物浮出来；铁矿、锰矿常用磁选法；

钨矿、锡矿大多用重选法。要是遇到含有多种金属的复杂矿石，还得把几种方法结合起来用，才能分离开。

比如金川集团的镍铜矿石，就用浮选加磁选的办法，分别把镍、铜这些有用的矿物收回来。

中国及部分国家的废钢可用量

 

五、冶炼提纯

1、火法冶炼

火法冶炼就是用高温把矿石里的金属取出来，有点像给矿石炼丹一样。

先把精矿和助熔剂混在一起，放进高炉或者转炉里高温熔炼，矿石里的石头变成炉渣分出来，金属就变成合金或者粗金属。

这种方法适合熔点不太高、硫化矿多的金属，像铜、铅、锌、镍这些。

咱们国家自己研发的连续炼铜技术，能大大提高冶炼效率，减少能源消耗和污染物排放，已经到了世界先进水平。

2、湿法冶炼

湿法冶炼是在常温或者低温下，用化学溶剂把矿石里的金属溶解出来，再通过沉淀、电解这些办法提取金属。

这种方法适合品位低的矿石、氧化矿或者难处理的矿石，像铝土矿用拜耳法炼，氧化铜矿用浸出的办法炼。

湿法炼镍技术的突破，让咱们国家能用好品位低的镍矿，大大提高了镍资源的利用率。

湿法冶炼能耗低、污染小，是以后冶炼技术的重要发展方向。

3、精炼提纯

初步冶炼出来的粗金属纯度不够，满足不了后面加工和使用的要求，得再精炼提纯一下。

精炼的办法不少，比如电解精炼，用粗金属做阳极，纯金属做阴极，通电后粗金属里的杂质留在阳极泥里，阴极上就会析出高纯度的金属。

铜、铝、镍这些金属常用电解精炼的办法，能把纯度提到99.9%以上。

有些高端用途需要更纯的金属，还会用区域熔炼这些特殊的精炼技术。

原铝及废铝价格走势

 

六、加工成型

1、轧制加工

轧制是金属加工里用得最多的办法，用轧机的轧辊挤压金属坯料，让它变形，变成板材、管材、型材这些东西。

你看铝板、铜板、钢筋，全是轧制做出来的。轧制分两种，热轧和冷轧。

热轧在高温下弄，金属软，好加工；冷轧在常温下做，产品更准，表面也更光滑。

宝钛集团有一条宽幅热轧生产线，能做出大尺寸的钛合金板材，用在飞机和火箭这些地方。

2、锻造加工

锻造是用锻压机给金属坯料加压，让它在模具里变成想要的形状，就像给金属捏橡皮泥一样。

锻造能让金属内部结构变好，变得更结实、更有韧性，适合做那些要扛重物或者受冲击的零件，比如飞机发动机的涡轮盘、汽车的曲轴。

C919大飞机上用的高性能铝合金模锻件，就是靠精密锻造做出来的，能顶住飞行时各种复杂的力量。

3、挤压与拉拔

挤压是把金属坯料放进挤压机的筒子里，用挤压杆压它，让金属从模孔里挤出来，变成各种形状的型材，像铝门窗的框、空调里的铜管都是这么做的。

拉拔呢，是把金属坯料穿过拉拔模的小孔，用拉力拉它变形，做成丝或者管子，比如电线里的铜丝、铝丝，全是拉拔出来的。

4、特种加工技术

有些高端的有色金属材料，得用特种加工技术才行。比如电解铜箔怎么做？

是用电解沉积的办法，在阴极辊上形成一层薄薄的铜箔，最薄的只有4.5微米，比头发丝还细呢！

这东西在新能源电池里特别重要。

金川集团做的手撕镍带，用了精密轧制和热处理技术，又薄又有韧性，用手就能撕开，在电子和新能源行业用得很多。

七、再生回收

1、回收来源

再生有色金属的来源可多了，报废汽车、旧家电、不用的电子产品、废电池、建筑废料都算。

现在“以旧换新”和设备更新的政策在推，报废汽车和家电的回收量涨得很快——2025年上半年，报废汽车回收量比去年同期多了65%，旧家电拆解量超700万台！

这些垃圾里藏着好多铜、铝、铅、锌、锂、钴之类的有色金属，就像一座座“城市矿山”。

2、回收流程

再生回收第一步是收集分拣，把废旧东西分类，去掉杂质，把不同的有色金属分开。

第二步是破碎拆解，像废电池、电子产品这种复杂的东西，得专门拆，把里面的金属部件取出来。

第三步是冶炼再生，把分好的废旧金属放进冶炼炉，用火或者水的办法提纯，得到再生金属。

至于废旧新能源电池，还得用专门的回收技术，把锂、钴、镍这些金属都收回来。

2019-2030年再生铜需求量（千吨）

 

3、回收技术

最近几年，再生有色金属的回收技术一直在进步。

AI废料智能识别系统能自己认出不同的金属，分拣更快更准；激光诱导击穿光谱技术能快速测出金属的成分和好坏；熔炼时用的有害元素深度脱除技术，让再生金属的质量越来越好。

有些企业还试出了闭环回收的办法，比如易拉罐“罐到罐”回收——收来的易拉罐直接做成新的，最多85%都能再利用呢！

4、再生回收

我国再生有色金属产业发展得很快，2024年的产量有1915万吨，估计2025年能超过2000万吨。

再生铜的产量占精炼铜总产量的33%，再生铝占电解铝的24%；废旧新能源电池里回收的钴和碳酸锂，也分别占了对应产量的14%和10%。

再生回收好处可不少：既能省矿产资源，又能大大减少能耗和污染物排放——你知道吗？

再生铝的能耗只有原生铝的5%左右！这对绿色低碳发展帮助很大。

全球废钢消费量与电弧炉生产占比

 

八、规模和竞争

1、全球产能分布

全球有色金属的产能主要集中在亚洲、美洲和欧洲。

我国是世界上最大的有色金属生产国，十种常用有色金属的产量已经超过7000万吨，2025年估计能到8000万吨，占全球总产量的一半还多呢！

铜、铝、铅、锌这些主要金属的产量，我国都是世界第一；锂、钴、镍这些新能源用的金属，产能也在快速增加。

除了我国，智利、澳大利亚、秘鲁这些国家是重要的矿产供应地，在铜、锂、铝土矿这些方面占了很重要的位置。

2、营收与利润

有色金属行业规模很大，2025年前三季度，我国规模以上有色金属工业企业的营业收入有73980.1亿元，比去年同期增长14.6%；利润有3451.5亿元，增长18.7%。

价格上涨是利润增加的重要原因——前三季度国内铜价平均涨了4.8%，铝价涨了3.7%，黄金价更是涨了41.0%！

新能源这些新兴领域的需求在涨，所以做锂、钴、镍这些金属的企业，利润涨得特别明显。

2020-2029年全球阴极铜产量与消费量预测

 

3、主要企业

我国有色金属行业出了一批龙头企业，竞争力很强。

中铝集团是世界最大的铝业公司，从铝土矿开采、氧化铝冶炼到电解铝生产，整个产业链都有布局，还推出了行业里第一个人工智能大模型坤安。

江西铜业、金川集团在铜、镍、钴这些领域实力很强，金川集团的镍产量在世界上排前面，他们研发的高端镍合金材料，填补了国内不少空白。

除了大型国企，一些民营骨干企业也在细分领域做起来了，国企和民企一起发展得挺好。

4、进出口贸易

我国是有色金属进出口大国，2025年前三季度进出口总额有3056.6亿美元，比去年同期增长13.4%。

进口的话，我国需要买很多铜精矿、铝土矿、锂辉石这些原材料，来满足国内生产的需求；

出口的话，主要卖铝材、铜材这些深加工产品和黄金产品，其中黄金产品是出口增长的主要动力。

最近几年，我国有色金属深加工产品的出口竞争力一直在提高，高端产品出口的比例也慢慢变多了。

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