【文章內(nèi)容簡介】 國擁有一定的銅礦資源儲量，銅礦資源開發(fā)比較集中，江西、云南、安徽、內(nèi)蒙古是礦產(chǎn)銅的主要生產(chǎn)地區(qū)。雖然銅的使用在我國有悠久的歷史，但在近 60 年銅工業(yè)才得到發(fā)展。經(jīng)過多年的建設(shè)，我國銅工業(yè)取得輝煌成就，建成了比較完整的銅工業(yè)生產(chǎn)體系，步入世界上重要銅生產(chǎn)國行列。中國是世界第一大銅消費國，而精煉銅產(chǎn)量只占世界的 20%左右。更為關(guān)鍵的是我國銅儲量只占世界的 %，隨著我國工業(yè)化進程的不斷推進，我國銅資源供求矛盾不斷加劇。國內(nèi)銅企積極實施 走出去戰(zhàn)略，加快海外拓展步伐，加大境外礦產(chǎn)投資，提高我國銅資源的保障能力。近年來，中國銅工業(yè)回升向好的基礎(chǔ)逐步鞏固，實現(xiàn)平穩(wěn)較快發(fā)展；產(chǎn)品產(chǎn)量再創(chuàng)新高，企業(yè)效益穩(wěn)定增長；固定投資持續(xù)增加，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排、技術(shù)進步和科技創(chuàng)新成效顯著；對外貿(mào)易、投資合作取得新進展，行業(yè)整體實力和國際影響力、核心競爭力逐步增強。我國已發(fā)展成為世界上重要的銅材生產(chǎn)、消費和國際貿(mào)易大國，產(chǎn)量已連續(xù)多年居世界首位?！笆濉逼陂g，中國銅工業(yè)將實現(xiàn)全面轉(zhuǎn)型，深入調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從低成本的加工型銅企向高技術(shù)含量、高附加值銅企轉(zhuǎn)變。大 力開拓海外市場、發(fā)展廢銅行業(yè)，提高資源的保障能力是主要的轉(zhuǎn)型方向。我國計劃到“十二五”末實現(xiàn) 30%的銅生產(chǎn)自給率，并在中西部省份新建加工和回收廠，增強中國在全球大宗商品市場的競爭力和定價能力。本文首先介紹了銅的概念、應(yīng)用和銅礦資源及其開采利用情況，全面分析了國際國內(nèi)銅工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。隨后，報告對中國銅市場、銅的期貨市場及主要地區(qū)銅工業(yè)的發(fā)展做了重點分析。最后，報告對銅工業(yè)的投資潛力與發(fā)展前景進行了科學(xué)的分析和預(yù)測。 銅業(yè)發(fā)展所面臨的問題以及解決措施 近 10 年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國 銅工業(yè)取得了長足的進步，不僅在國民經(jīng)濟發(fā)展和國家安全中扮演著越來越重要的角色，而且在國際銅工業(yè)的舞臺上也擁有著舉足輕重的地位。精銅消費量己躍居全球第二位，僅次于美國；精銅產(chǎn)量位居世界第 3 位。不過，在銅工業(yè)不斷壯大發(fā)展的同時，尖銳的結(jié) 構(gòu)性矛盾、原料供給及政策引導(dǎo)等方面的問題也日益突出和緊迫。 精銅消費水平飛速提升，國內(nèi)產(chǎn)量快速增長，進口貿(mào)易空前壯大 。進口迅速增長。因國內(nèi)資源的貧乏以及找礦、勘探、采礦的滯后，國產(chǎn)礦銅無法滿足迅速增長的需求。在常用有色金屬的多數(shù)品種都處在供求平衡和供大于求而大量出口 的情況下，惟有銅這一品種從原料到銅材都嚴(yán)重供不應(yīng)求，進口依賴性大大增加，這已成為一個長久性 6 的趨勢。這一形勢向業(yè)界和政府提出了許多亟待研究和解決的問題，諸如：資源的接續(xù)、規(guī)劃方針和結(jié)構(gòu)調(diào)整、進口和自產(chǎn)的合理比例、進口方式的引導(dǎo)等等。存在的問題也很多，例如資源貧乏。經(jīng)過長期的開采，國內(nèi)目前可利用的銅產(chǎn)地有 280 余處，保有金屬儲量 700 余萬 t，開采程度已超過 50% ，新儲量增加極為有限，按現(xiàn)有冶煉能力（ 160 萬 t）靜態(tài)計算只夠 4 年的生產(chǎn)。在已探明的銅礦中，儲量在 500 萬 t以上的大型銅礦只有兩個， 50 萬 I 以上的只有 22 個 ，其余都是很小的礦床，品位大多在 1% 以下，形成大礦、富礦少，貧礦、小礦多的格局。地質(zhì)勘探投入極為缺乏。受國家建立探礦權(quán)、采礦權(quán)市場化機制滯后的影響，生產(chǎn)企業(yè)、地質(zhì)勘探部門缺乏資金實力。近年來銅礦勘探工作基本 停止，只是做些普查找礦工作。一些老礦山面臨關(guān)閉，而新礦山接替步伐緩慢，國內(nèi)資源供應(yīng)自給率迅速下降，嚴(yán)重地制約了中國銅工業(yè)的發(fā)展。冶煉能力擴張迅速、原料缺口繼續(xù)加大。據(jù)統(tǒng)計， 2021 年全國粗銅冶煉能力約 118 萬 t，粗煉能力利用率 97% ；電解銅能力達到 185 萬 t，電解能力利用率 為 82% 。粗銅能力充分地得到發(fā)揮，電解能力相對比較富裕，部分企業(yè)由于原料供應(yīng)緊張，能力發(fā)揮不到 三 分之一。到 2021 年，全國粗銅冶煉能力將達到 150 萬 t，而國內(nèi)銅礦山產(chǎn)量增長相對緩慢，勢必擴大進口彌補國內(nèi)銅原料的供應(yīng)不足。銅原料進口長期合同少，進口成本波動大。 目前中國銅精礦的進口長期合同較少，以 2021 年為例，長期合同進口量不到 20% ，其余均靠現(xiàn)貨市場采購，而現(xiàn)貨市場基本上被國外一些大的貿(mào)易商所控制，受全球銅精礦供求關(guān)系的影響，加工費變化較大。因此，國內(nèi)企業(yè)在現(xiàn)貨市場上采購受制因素較多，且風(fēng) 險較大進口量難以得到可靠保證。例如， 2021 年現(xiàn)貨市場的銅加工費一度跌至 20 美元 / 美分，而長期合同的加工費高達 68 美元 美分。 結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)境治理任務(wù)重企業(yè)規(guī)模小、多而分散。國內(nèi)現(xiàn)有銅生產(chǎn)企業(yè) 2500 多家：采選 750 家，冶煉（含單一電解廠） 400 家，加工 1380 余家。但到 2021 年冶煉能力超過 10 萬 t 的冶煉廠僅有 5 家，加工能力超過 10 萬 t 的企業(yè)也不會超過 6 家。大量的小型冶煉廠在環(huán)保、節(jié)能、本上都難以投資改造優(yōu)化，小型鼓風(fēng)爐的存在嚴(yán)重地污染環(huán)境，難以治理。大量的小型加工企業(yè)，在產(chǎn)品開 發(fā)、質(zhì)量保證方面難以實現(xiàn)優(yōu)化。從上下游的生產(chǎn)能力看，礦產(chǎn)能力 60 萬（ I 銅含量），熔煉能力 118 萬 t，精煉（電解）能 力 185 萬 t，加工能力 240 萬 t，形成下游層遠大于上游的不合理結(jié)構(gòu)，并且這種局面還在迅速加劇。 企業(yè)規(guī)模小、資源劣勢、工藝落后、分散的進口和原料競爭和結(jié)構(gòu)不合理帶來財 7 務(wù)、管理費用的增加，以及歷史原因造成的各種負擔(dān)，抵消了勞動力便宜、輔助材料便宜的優(yōu)勢，使我國銅產(chǎn)品的成本偏高，缺乏競爭力，在世界銅價不斷降低的情況下，不少企業(yè)陷入困境。粗銅貿(mào)易分散，未能發(fā)揮整體優(yōu)勢，經(jīng)濟損失較大。更為重要 的是，這些企業(yè)的資金模較小，很難單獨進入國際市場開發(fā)資源，解決迫在眉睫的原料問題。世界礦銅 1470 萬 t，我國礦銅 58 萬 t，冶銅 14 萬 t，我國陽極銅 143 萬 t。我國銅采選冶綜合成 本 13750 元 /t；全球市場 11200 元 /t。 較長時期以來，由于各種原因，我國銅礦發(fā)展滯后，使銅資源的接續(xù)出現(xiàn)了日益擴大的差距，加快銅的找礦、勘探、開發(fā)，已顯得更加緊迫，需要制定拯救性政策，引導(dǎo)國內(nèi)外資金的投向，使國產(chǎn)銅精礦的供 應(yīng)量逐步達到國內(nèi)銅總消費量的30%40%，以保 持對國內(nèi)市場的調(diào)控能力和特殊情況下的最低 供應(yīng)。這些政策可以包括：地勘事業(yè)費在較長時期向 銅礦種傾斜；給現(xiàn)有銅礦的找礦勘探、擴大資源以更大的財力支持。在國際市場建立長期穩(wěn)定的原料供應(yīng)渠道我國目前在國外開采的銅礦除贊比亞的謙比希礦外，均無進展。其原因除了我國的對外投資體制和融資難度以及企業(yè)對外投資意識和管理水平的制約等方面需要改進外，還需要從投資方式上加以討論。要發(fā)揮我國銅市場和冶煉能力以及廉價的勞動力、輔助材料的優(yōu)勢，以我國冶煉能力與國外礦山相互參股，或向國外礦山直接投資參股。取得長期合同，穩(wěn)定的原料乃至精銅供應(yīng)，可能是比較現(xiàn)實的辦法，需要加快這方 面的有效探索。 多年來粗放式經(jīng)濟發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題也日益突出 ,可持續(xù)發(fā)展作為一個刻不容緩的問題擺在了我們面前 .中共十六屆三中全會提出 ,要堅持以人為本 ,全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀 ,更好地推動經(jīng)濟社會發(fā)展。十六屆五中全會又進一步強調(diào) ,要堅定不移地以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)經(jīng)濟社會發(fā)展全局 ,堅持以人為本 ,轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念 ,創(chuàng)新發(fā)展模式 ,提高發(fā)展質(zhì)量 ,把經(jīng)濟社會發(fā)展切實轉(zhuǎn)入全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的軌道。在這一重要思想指導(dǎo)下 ,中國 銅 業(yè)在制定和實施發(fā)展戰(zhàn)略的過程中 ,始終堅持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo) ,以技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新為動 力 ,以優(yōu)化資源利用方式為核心 ,以提高資源生產(chǎn)率和降低能耗為目標(biāo) ,把進一步強化環(huán)保意識 ,推動清潔生產(chǎn) ,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟 ,創(chuàng)建資源節(jié)約型企業(yè)作為重要戰(zhàn)略內(nèi)容 ,努力打造一個企業(yè)與環(huán)境 ,企業(yè)與社會協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)中 銅 .在中國 銅 業(yè)看來 ,中國與發(fā)達國家的差距不在于經(jīng)濟發(fā)展 ,而是環(huán)境保護意識和行動上的差距 .經(jīng)濟發(fā)展的差距可以追趕 ,而如果不重視環(huán)境保護 ,最終必將制約經(jīng)濟發(fā)展。中國 銅 業(yè)認(rèn)識到 ,作為央企 ,必須發(fā)揮影響力 ,控制力 ,帶動力 ,把環(huán)境保護好 ,治理好 ,這樣才能帶動整個行業(yè)邁上新臺階。為此 ,中國 銅 業(yè)制定了明確的 8 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟 ,建設(shè) 資源節(jié)約型企業(yè)總體思路 ,提出要抓住資源利用的四個重點 ,實現(xiàn)五個環(huán)節(jié)的突破。四個重點是：資源的綜合利用 ,能源的梯級利用 ,廢物的再次利用和資產(chǎn)的充分利用。五個突破是：在資源開采環(huán)節(jié)提高回采率和綜合回收率 ,延長礦山壽命 。在資源消耗環(huán)節(jié)推進節(jié)能降耗 ,實現(xiàn)能量的梯級利用 ,資源的高效利用和循環(huán)利用 ,從而提高資源的產(chǎn)出效率 。在廢棄物產(chǎn)生環(huán)節(jié)以赤泥綜合利用和粉塵回收為突破口 ,減少排放 ,保護環(huán)境 。在再生資源利用環(huán)節(jié)加強研發(fā) ,建設(shè)國家級廢 銅 回收和再生銅 生產(chǎn)中心 ,并加強母液中回收鎵 ,鈧等貴金屬 ,充分延伸循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈 。在原材料供 應(yīng)和產(chǎn)品銷售環(huán)節(jié)使用符合節(jié)能 ,環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的綠色產(chǎn)品。以技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新為動力 ,通過技術(shù)進步和科學(xué)管理實現(xiàn)節(jié)能降耗 ,是生態(tài)中鋁的重要內(nèi)涵之一。 近年來 ,中國 銅 業(yè)緊緊抓住資源節(jié)約和能源節(jié)約研發(fā)了一批新工藝 ,新技術(shù) ,在提高資源利用效率的同時大大降低了能耗。公司與世界同行中最先進的 銅 業(yè)公司對標(biāo) ,把 嚴(yán)細實 ,新恒齊 的管理理念融入生產(chǎn)管理的全過程 ,把資源 ,能源 ,原材料消耗指標(biāo)層層分解 ,納入考核體系 ,通過完善績效考核制度 ,推行標(biāo)準(zhǔn)量化管理 ,推進清潔生產(chǎn)等方式 ,把節(jié)約資源 ,能源的措施落到實處。中國科技協(xié)會主席 ,著 名科學(xué)家周光召不久前在參觀后評價說 ,中國 銅 業(yè)是中國把科技成果運用到工業(yè)生產(chǎn)中效果最顯著的企業(yè)。以減排節(jié)水為重點 ,通過水資源的循環(huán)利用和減少廢棄排放實現(xiàn)環(huán)境保護 ,這是生態(tài)中鋁的又一重要內(nèi)涵。 通過創(chuàng)建 無泄漏工廠 和推行 精益化生產(chǎn) 等活動 ,中國銅 業(yè)的各項能耗指標(biāo)和有害物質(zhì)排放都大大降低 。 以綜合利用為突破口 ,推進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展 ,是生態(tài)中鋁的第三個重要內(nèi)涵。對鋁土礦山來說 ,采完了怎么辦一直是個困擾鋁行業(yè)得問題。中國 銅業(yè) 探索 銅 礦復(fù)墾技術(shù) ,通過復(fù)墾使礦山采空區(qū)重新變成肥沃的耕地 ,退礦還田 ,走綠色采礦之路 ,用自己的行動回答了全世界都為之苦惱的礦山開采后土地問題。加快銅企業(yè)各方面的改革深化，不言而喻，是企業(yè)面對激烈市場競爭必須攻克的艱難課題，需要付出艱苦努力。我們應(yīng)通過綜合性的努力，不斷調(diào)整銅工業(yè)的結(jié)構(gòu)，使之持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展 。 銅及銅合金的晶粒細化 （ 1） 銅及其合金 銅化學(xué)符號是 Cu，原子序數(shù)是 29，原子量 ，純銅呈淺玫瑰色或淡紅色。是過渡金屬?？寡趸阅埽恒~耐高溫氧化性能較差，在大氣中于室溫下即緩慢氧化。耐腐蝕性能。銅與大氣、水等作用，生成難溶于水的復(fù)鹽膜，能防止銅繼續(xù)氧化。銅的耐蝕性良好，在大 氣中的腐蝕速率為 ，在海水中的腐蝕速率為 9 。銅有較高的正電位，在非氧化無機酸和有機酸介質(zhì)中均保持良好的耐蝕性，但在氨、氰化物、汞化物和氧化性酸水溶液中的腐蝕速率較快。 銅具有許多可貴的物理化學(xué)特性，例如其熱導(dǎo)率都很高，化學(xué)穩(wěn)定性強，抗張強度大，易熔接，且抗蝕性、可塑性、延展性。純銅可拉成很細的銅絲，制成很薄的銅箔。能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金，形成的合金主要分成三類：黃銅是銅鋅合金，青銅是銅錫合金，白銅是銅鈷鎳合金。 （ 2）純銅 晶粒細化 晶 粒細化是提高材料強度和塑性，改善鑄件質(zhì)量的重要途徑。 隨著 銅 及鋁合金材料的廣泛應(yīng)用和飛速發(fā)展 ， 各種后續(xù)深加工工藝對 銅 合金組織提出了嚴(yán)格的要求。我們知道金屬或合金的鑄態(tài)組織是影響它們許多性能指標(biāo)的重要因素 ； 且在隨后的熱處理、重結(jié)晶等深加工工藝過程中基本上不改變相組成及尺寸 ， 也不能消除夾雜物等組織缺陷。因此控制其組織和性能的關(guān)鍵之一是熔鑄出最佳的鑄態(tài)組織。而晶粒尺寸形態(tài)是鑄態(tài)組織的最重要的特征 ， 其中最佳的鑄態(tài)組織是細小均勻的等軸晶。要獲得這種組織，就必須通過不同的手段來細化晶粒，即結(jié)晶組織的微細化處理，包括液態(tài)時加入各種中間合金細化劑或借助其他方法（如機械振動、電磁攪拌、對流、超聲波處理等），使 αCu 晶粒細化，從而顯著提高 銅 材的力學(xué)性能和加工工藝性能。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，添加晶粒細化劑是最簡便而又最有效的方法，也是 銅 熔體處理技術(shù)的重要組成部分。 課題的提出及主要研究內(nèi)容 （一 )課題的提出 AiTiC細化劑對純銅晶粒細化的工藝，該工藝 是提高 純 銅強度和塑性 ,降低脆性轉(zhuǎn)變溫度的一種有效方法。 從而顯著提高 銅 材的力學(xué)性能和加工工藝性能。 （ 1） 對國產(chǎn) AlTiC中間合金細化劑 的相組成、 相形貌及分布狀態(tài)進行研究； （ 2） 研究 AlTiC 細化劑 對純銅的晶粒細化效果 。 （二） 研究內(nèi)容 （ 1） 綜述 ALTiC 晶粒細化劑 的發(fā)展歷史，以及銅和銅合金晶粒細化方法的研究現(xiàn)狀。 （ 2）對國產(chǎn) AlTiC 中間合金細化劑的相組成、相形貌及分布狀態(tài)進行研究； （ 3）研究 AlTiC 細化劑對純銅的晶粒細化效果及工藝。 （ 4）分析實驗結(jié)果，畢業(yè)論文撰寫。 10 2 實驗材料及實驗過程 試驗設(shè)備、材料及實驗流程 試驗設(shè)備 （ 1） 熔煉爐：硅碳棒電阻爐。硅碳棒電阻爐 的型號為 KSY1516A，功率為 15KW ，額定溫度為 1300℃。用于中間合金的制備。 （ 2