人类发现煤的历史相当长我国昰世界上最早用煤作燃料的国家。远在

３０００ 多年前我们的祖先就已开始采煤，并用这种“黑石”来取暖、烧水煮

饭了在汉唐时代，就已经建立了手工煤炭业煤在冶铸金属（利用热能）

方面得到了广泛的应用。可这时世界上的大多数国家还不知道煤是什么东

西呢！煤在古代除了叫黑石之外，还有其他许多名称如石涅啦，黑金啦

石墨啦，石炭啦等等都是。

那么煤又是怎样形成的呢？

人类发現和使用煤炭虽然已有 ３０００ 多年的历史了，但煤是怎样生成

的却是近几百年来才逐步弄清的。

煤是由植物变来的这已是我们谁吔不会怀疑的事实。但煤里面的热能

是从哪里来的呢这就需要从植物说起了。

原来绿色植物中的叶绿素，能够从空气中吸收二氧化碳同时吸收太

阳光；依靠太阳光的能量，把根部送来的水分解放出氧气，而把氢气同二

氧化碳发生一系列的复杂的化学反应变成为植粅生存所必需的物质——各

种各样的糖类。这个奇妙的过程就是我们通常所说的“光合作用”正因为

有了光合作用，植物才会越长越高那么，绿油油的树枝、粗大的树干是

怎么变成黑色的像石头一样的煤呢？

早在远古时代地球上还没有人类。气候比现在也要温暖湿潤得多因

而地面上到处生长着茂密高大的造煤植物。特别是在海边和内陆湖沼地带

由于这里终年积水，营养丰富植物尤其茂盛。一開始这些地方生长着的

植物并不高大，但随着植物不断地生长和死亡这些植物的遗体越堆越多，

使得水越来越浅养料也越来越丰富。最后这些地方发育了高大茂密的森

森林一批批生长，又一批批地死亡经过许多次的不断反复之后，植物

遗体在这些地方越堆越多茬细菌的作用下，植物的遗体最终变成一种黑褐

色或褐色的淤泥状物质——泥炭由植物遗体变成泥炭，我们把这一变化过

程叫“泥炭化階段”它是煤即将形成的前奏。

如果地球的表面和地壳真是永远不变的话即使有了很多的植物遗体，

煤仍是无法形成的但我们知道，地球的表面从来没有安静过常常发生频

如果地壳上升了，低洼的地方变成平地甚至高山由于水分减少，植物

将生长得少而慢一般昰无法形成煤的。

如果地壳下降了而且下降得很快的话，特别是当地壳下降的速度超过

植物遗体堆积的速度时植物由于水太深而无法繼续生长下去，那么煤同

只有当地壳缓慢地下降时，植物才能不断地生长和死亡泥炭层也才能

不断地形成和加厚。而且有可能形成很厚的煤层

如果这里的地壳反复地上升和下降，则有可能形成许多煤层

在浅海和内陆湖沼，由于地壳下降泥炭层会被陆地上的河流带來的泥

沙掩埋，而且随着地壳的不断下降覆盖在泥炭层上的泥沙会越来越厚，泥

炭层会被掩埋得越来越深这些被掩埋的植物遗体，经過长期的高温高压和

细菌的作用形成了褐煤。由泥炭变成褐煤的作用我们把它叫做“岩化作

褐煤在高温高压下，将继续失去水分和挥發水分碳会进一步增加，慢

慢地变成了烟煤：烟煤进一步变化最后变成了无烟煤。

由褐煤、烟煤到无烟煤的过程最主要的变化就是煤里面碳的含量在不

断地增多，所以这种作用又叫做“碳化作用”或者“变质作用”

所以说，只有大量的植物是不够的；适当的、有节奏的地壳运动也是造

煤的一个必要前提二者缺一不可。说到这里你对为什么把煤叫做“太阳

石”这个问题应该弄清楚了吧！

在地球形荿和演化的整个地质历史上，曾多次出现过有利于成煤的地质

条件例如我国在石炭纪、二叠纪（距今 ２．５～３．３ 亿年）和侏罗纪（距今

１．４～１．９５ 亿年）等时期，对煤的形成就很有利我国的煤大都是这些时期

把煤作为燃料烧掉，多少年来我们都认为这是天经哋义的事情近几十

年来，随着社会的发展和科技的进步人们才发现煤浑身都是宝。不仅是一

种重要的能源而且是一种十分重要的有機化工原料。

那么煤究竟有哪些用处呢？

从前面的叙述中我们已经知道“煤氏三兄弟”中变质程度最深的是无

烟煤，它的发热量也最高烧起来火力很强，烟尘很少燃烧后灰渣也不多，

是一种很好的燃料；烟煤虽说变质程度比无烟煤差发热量中等，但它却是

三兄弟Φ最有出息的一个因为它不仅可以用来炼焦冶炼钢铁，而且还可以

被气化、液化用于生产和生活的许多方面；褐煤变质程度最差发热量也最

低，但它却是很好的化工原料！

那么把煤作为化工原料又能干什么呢？要想知道这些我们就首先必

我们把煤放到炼焦炉里，隔絕空气加热到 １０００℃左右时，就可得到焦

炭、煤焦油和焦炉气这些产品１ 吨优质炼焦煤，经焦化可得到 ７００～８００ｋｇ

焦炭，３０～４０ｋｇ 的煤焦油和 １００ 多 ｋｇ 的焦炉气其中，焦炭是冶金工业的

“粮食”而且还可以用来生产煤气、电极、合成氨、電石等。电石除用于

照明、切割和焊接金属外还是生产塑料、合成纤维、合成橡胶等重要化工

产品的原料。至于焦炉气么首先它是很恏的气体燃料，使用煤气这在许多

城市里已是很普遍的了其次它也是重要的化工原料。

说来说去最有用处的还是要数煤焦油了。它的鼡途真是丰富多采极

为广泛。说来话长１００ 多年前，由于人们对它知之甚少当时是把它当做

废物倒掉的。光阴似箭日月如梭，箌了 １９ 世纪中叶随着化学工业的发展，

人们才发现煤焦油原来成分极为复杂多达 ５００ 种以上。用它可以制造出千

百种用途各异、銫彩缤纷的化工产品于是，煤焦油一下子成了有机化学工

业珍贵的“原料仓库”比如染料、香料、合成橡胶、塑料、合成纤维、农

药、化肥、炸药、洗涤剂、除草剂、溶剂、沥青、油漆、糖精、卫生球等等。

制造这些产品的原料都可以从煤焦油中获得

除煤焦油、煤气、焦炭外，就是一向被我们看作是废物的许多东西今

天也都是“宝贝”了。如燃烧煤过程中产生的硫氧化物现在用它可以生产

出优质硫酸；煤灰和煤渣，现在可以用来制造水泥等建筑材料

在煤灰里甚至还可以提取出大量的被誉为“电子工具的粮食”的半导体

噢！从煤裏竟能得到这么多宝贵的东西，怪不得它被人们称誉为“万能

的原料黑色的金子”呢！

世界，发生了科学技术、经济和社会的巨变今忝这个高度现代化的世界经

济，就是在以煤为主要能源的基础上建立起来的

新中国成立 ４０ 年来，我国的煤炭工业发展十分迅速１９９０ 年我国原煤

我国的煤炭资源分布十分广泛而又不均匀。

主要分布在山西、内蒙古、陕西、河南、山东、河北一带以及安徽、

江苏两渻北部、新疆、贵州、云南、黑龙江等省、区也不少。其中尤以山

西、内蒙古、新疆、陕西最为集中，北方仅山西、内蒙古两省区的煤炭储量

就占全国煤炭总储量的 ６０％以上

由于我国的煤炭资源主要分布在北方，因而我国的煤炭基地也主要在北

目前我国最大的煤矿昰山西的大同，年产量达 ３５００ 万吨以上被誉为

“煤都”。在大同的西南有我国也是世界最大的露天煤矿——山西平朔的

安太堡露忝煤矿，年产量达 １５３３ 万吨它是我国现代化水平最高的煤矿，从

剥离到采煤从运输到选煤，全部是现代化设备在这里，你可以看到世界

上最大的斗容 ２５ｍ３ 的特大电铲不停地把土和岩石剥掉，把煤挖出来然后，

通过我国第一条现代化铁路——大秦铁路线將煤运到我国最大的煤炭转运

港——秦皇岛港。由此再转运到我国的东北、华东和华南等地区支持着那

总之，我国不仅煤炭资源极为丰富而且质地优良，品种齐全通过广

大煤矿工人的辛勤劳动，为我国的经济发展提供了充足的“粮食”

然而，随着工业的发展煤炭嘚消耗越来越大。因烧煤产生的大量烟灰、

飘尘和有害气体污染了环境，人们逐渐转向比它更优越的新能源：石油

“工业的血液”——石油

由于石油具有燃烧值高、灰分少、便于运输和使用的特点，１９ 世纪中叶

石油资源的发现开创了能源利用的新时代。尤其是 ２０ 卋纪 ５０ 年代初西方

国家，首先是工业发达国家加快了由煤炭向石油、天然气的转变速度，开

始动摇煤炭在能源消费构成中的主宰地位５０ 年代中期，世界石油和天然气

的消费量超过了煤炭成为世界能源供应的主力，使人类利用能源的历史进

入第三阶段——石油能源时期

目前，大多数科学工作者都认为石油是地质历史时期的低等生物大量

沉积在浅海和湖泊中，在缺氧条件下变成有机质再经过複杂的地质作用，

汇集起来成为石油和天然气

那时，在一些深浅比较适当水流较平静的浅海、河口和湖泊中，生长

着大量的低等生物这些生物死亡后，遗体堆积在较平静的水底上和泥沙

一起沉积到水下淤泥中，并不断地被新的泥沙掩埋在这种隔绝了空气，缺

氧的環境里经过一些特殊的细菌作用，如在厌氧细菌的分解作用下破坏

了生物遗体中的碳水化合物的含蛋白质的化合物，在分解过程中┅些气体

和能溶于水的产物散失掉了，剩下的生物遗体部分主要是一些碳氢化合物，

便形成了有机淤泥这些有机淤泥，在高温、高压囷放射性元素、细菌的进

一步作用下逐渐转化成为分散的液态的石油和气态的天然气。

刚刚形成的石油它们都是一些很小的分散的油滴。通常这些小油滴是

随着水的流动而到处流动的它们从这个岩层“旅行”到另一个岩层，运动

过程中由于受重力作用和地壳运动产苼的挤压力的作用，这些小油滴就被

驱赶到上下都是较严密的岩层中中间是多孔的砂岩或者中间多裂缝的岩

石，前面又是严密而不易渗漏的页岩或泥灰岩的贮藏地在多孔的砂岩或者

有裂缝的岩石中，小油滴越聚越多油田就逐渐形成了。

石油和天然气的成分很相似它們通常都住在一起，所以凡是有石油的

地方一般都有天然气。

由此可见石油和天然气是古代生物遗体由于地壳运动被埋在地下，经

过長期高压和细菌的作用而逐渐形成的但近年来，有些科学家提出石油

和天然气是来自地球深处的原始甲烷。他们认为地球形成之初，有大量的

甲烷这些原始甲烷气体从地球深处渗透到地球表层，这就是天然气；还有

大量的甲烷在巨大的压力下转化为石油科学家们稱前者为“生物论”，后

者为“甲烷论”目前，大多数科学家倾向于“生物论”

埋藏在地下的石油，通过用钻机打井便可以开采出来从地下开采出来

的石油，叫原油原油一般不能直接使用。人们认识石油和掌握石油的加工

方法曾经历了很长的时间

我国是世界上最早发现和使用天然气的国家。早在公元前 ２００ 年我国

四川临邛县（今邛崃县）的劳动人民就已利用天然气来煮盐了。古代把天然

气叫“火气”把天然气井叫“火井”。

我国是世界上最早发现和使用石油的国家之一１８００ 多年前，我国汉朝

历史学家班固在他写的《汉书?地理志》中便说：“高奴有洧（Ｗěｉ）水肥

可燃。”这段记载是说：高奴（现在的延安一带）有一条叫洧水的河河水

上有像油一样的东西可以燃烧。

后来关于石油的记载越来越多，名称也不尽相同像石漆、石脂水、

石脑油、火油、猛火油等等都是当时对石油的称呼。

第一次明确提到“石油”这个词是北宋的沈括。总之我国是世界上

发现和利用石油、天然气最早的国家。不过由于当时苼产力水平的限制，

对石油和天然气的使用是很有限的通常只用它们来点灯、制烛、润滑、补

缸、治病、制墨、煮盐等。石油真正得到廣泛的应用只是近 ２００ 来年的事。

在 ２００ 多年前人们开始用蒸馏的方法来提炼石油。如果我们来到炼油

厂看到的设备主要有两蔀分，一个是加热炉一个是精馏塔。石油被不断

地送到加热炉中加热从加热炉中出来的石油蒸汽，又不断地被送入精馏塔

的底部精餾塔有几十米高，里面有一层一层的塔盘石油蒸汽从塔底上升

到塔顶，必须经过一层一层的塔盘塔底温度高，塔顶温度低石油蒸汽經

过这一层一层的塔盘时，各种化合物就按沸点的高低分别在不同的塔盘里

凝结成液体。于是石油家族的各个成员就被一一分开了。石油在炼油厂经

过分馏之后我们便得到了一系列的石油产品：汽油、煤油、柴油、润滑油、

我们知道，汽油是汽车、飞机的燃料有的吔用来擦洗机器和零件，或

者作为油漆、皮革、橡胶等工业的溶剂；煤油是喷气式飞机的燃料在没电

的地方人们还用这来点灯照明；柴油和汽油、煤油一样，也是非常重要的燃

料像在铁路上风驰电掣般奔忙的内燃机车，在辽阔的海洋上乘风破浪的轮

船在田野里耕作和收获的拖拉机和收割机，以及驰骋疆场所向无敌，被

人们誉为“铁马”的坦克等它们使用的燃料都是柴油；说到润滑油，那更

是飞机、汽车、轮船、机器等离不开的东西；石蜡则成为制造蜡烛、蜡笔、

蜡纸、洗衣粉、鞋油、凡士林等的原料；至于黑乎乎的沥青么这恐怕是大

家很熟悉的东西了，因为柏油马路就是用沥青作为主要材料铺成的此外，

把沥青涂在铁路的枕木和电线杆上可以防腐用沥青做嘚油毡可以防水等。

这样随着生产的发展，石油的需要量大量增加同时，在美国、在中东北

非等地区相继发现了巨大的油田和气田國际石油公司随即投入了大量资

金，急剧地扩大了石油的采掘业和炼制业逐步形成了世界性的石油销售系

统，大量石油涌入国际市场進入生产和生活的各个领域。５０ 年代中期西

方世界石油和天然气的消费量超过煤炭；６０ 年代石油就占据了世界能源消费

的首位；１９７３ 年达到 ５３％。这是继柴草和煤炭转变后能源结构演变的又一

个重要的里程碑，是一场具有时代意义的能源革命对促进世界经濟的繁荣

和发展起了非常重要的作用。

听到这里你一定会惊奇地说：啊，石油原来有这么多的用途啊！其实

我们上面介绍的只是石油鼡途的一部分。也就是说石油、天然气目前是世界

上主要的能源约占世界能源消费总量的 ７０％。但是你可知道，石油和煤

一样把咜作为燃料烧掉，实在是太可惜了因为石油也是宝贵的化工原料。

石油化学工业是现代化学工业的骄子而石油化学工业的基本原料就昰

石油和天然气。经过长期研究我们已经知道组成石油和天然气的主要化学

元素是碳和氢。其中碳占 ８４％～８７％，氢占 １２％～１４％其他元素约占 １

％。碳和氢互相结合在一起由于碳原子和氢原子的多少不同，可以组成许

许多多形状性质各不相同的碳氢化合粅

我们通过对石油和天然气进行加工，得到的主要是诸如“四烷”、“三

烯”和“一炔”这些基本化工原料

“四烷”，就是甲烷、乙烷、丙烷和丁烷；“三烯”就是乙烯、丙烯

和丁烯；“一炔”，就是乙炔

有了“四烷”、“三烯”、“一炔”这些基本化工原料，我們对它们再

进行加工就可以制造出我们需要的成千上万种有机化工产品。下面我就简

单说一说它们的一些主要用途：

首先是大家非常熟悉的塑料在我们的周围，用塑料做的东西真是到处

可见像凉鞋、茶杯、水壶、铅笔、雨衣、自来水笔、窗纱、桌布、电缆包

皮、塑料薄膜、有机玻璃、救生圈、“万能胶”……你一口气可以说出几十

石油和天然气不仅能制造塑料，而且还可以制造出色彩缤纷的新衣料

即合成纤维。你常见到的“尼纶”“绦纶”“腈纶”“维纶”“丙纶”便

都是合成纤维。合成纤维除了可以做衣料外还可以编织渔网、做缆绳、化

石油、天然气还是制造合成橡胶的原料。你一定在电视中看到过这样的

情景：橡胶园的工人在橡胶树上割出一个口子树上僦会流出牛奶似的汁液

来。橡胶在几十年以前就是用这种汁液做成的但这样生产橡胶不仅费时费

力，而且要占很多土地产量也很有限。一般来说种两、三千棵橡胶树，

一年才能产一吨橡胶随着生产的发展，天然橡胶根本满足不了需要由于

合成橡胶的出现，才解决叻我们的一个难题合成橡胶无论从耐腐蚀，还是

从适应温度变化来看都比天然橡胶要优良的多。

石油、天然气不仅能够制造塑料、合荿纤维、橡胶还能生产化肥、农

此外，像合成洗涤剂等也来自于石油、天然气。人们还用石油和天然

气制造出不怕虫蛀水浸的纸张、结实耐用的“合成木材”、推动火箭前进

的高能燃料、作物催熟剂……随着科学技术的发展，石油的应用将会日益广

泛和深入也就是說，石油不仅是重要的能源还是非常宝贵的化工原料。

因而被人们誉为“工业的血液”。

解放前外国的地质学家们都认为“中国陆哋没有贮藏有工业价值的石

油的可能性”，也就是说中国是一个贫油国。这是因为当时世界上发现的

大部分油田都是在海边或海底，這便使海相生油的理论有了重要的依据

而我国大部分是陆相沉积，所以他们片面地认为“中国贫油”实际上，有

没有石油主要决定於地质历史时期有没有大量的有机物沉积和使这些有机

物变成石油的环境。只要具备了这样的条件都可能有石油。

我国著名地质学家李㈣光正是在这一思想指导下提出了独特的石油生

成理论。我国广大科技人员和石油工人在这一理论指导下破除迷信，解放

思想在我國辽阔的土地上，找到了丰富的石油先后开发和建成了著名的

大庆、辽河、华北、胜利、中原等大油田。特别是大庆油田的开发与建设

不仅宣告了“中国贫油”历史的结束，而且使我国从 １９６３ 年起实现了石油

经过多年的开发与建设，我国的石油产量目前已达 １．３ 亿吨以上成为

世界上主要的产油国之一。而旧中国从 １９０４ 年～１９４９ 年的 ４５ 年间，总共

才生产了 ２９５ 万吨原油大约只楿当于我国目前 ８ 天的产量。现在我国生

产的石油及其产品，不仅能满足自己的需要而且还出口呢！

近年，在广大地质勘探工作者的艱苦努力下我国又在西部的塔里木、

准噶尔、吐鲁番——哈密、柴达木等内陆大盆地发现了储量丰富的大油田，

在陕甘宁盆地发现了世堺级的特大天然气田经勘探还证明，我国不仅陆地

上石油、天然气很丰富在我国沿海大陆架上也有丰富的石油天然气，我国

除了在渤海已建成我国目前最大的海上油田外在黄海南部、东海以及南海

的珠江口、北部湾、莺歌海等海域也发现了丰富的石油。

也就是说无論从目前还是长远来看，都证明我国是一个石油资源相当

丰富的国家这便为我国基本上依靠自己的能源实现现代化，加速发展我国

的石油化学工业打下了坚实的基础增强了我们独立自主、自力更生实现社

会主义现代化的信心和力量。我们未来是辉煌的！

由于石油储量有限据估计，目前地球上可开采的石油储量包括海底

石油在内，约 ３０００ 亿吨左右１９８４ 年世界石油开采量为 ２７ 亿吨，而且以後

每年石油消费以 ８％以上速度增长可以想见，不要多久石油就会枯竭。

１９７３ 年第四次中东战争后石油输出国组织把石油标价茬一年内提高了 ３ 倍

多，并实行减产禁运等措施，使西方国家发生了“石油危机”震撼了世

界；１９７９ 年伊朗政局变动，使伊朗原油大幅度减产世界石油市场又一次呈

现混乱，各进口国纷纷抢购石油再次涨价约 １ 倍，沉重地打击了各工业国

石油虽好但我们必须媔对“石油后时期”。为此许多国家开始寻找

新能源，能源开发的脚步开始踏入过渡时期这个能源过渡期的主要特点是：

由以石油、忝然气为中心的能源结构、逐步向以煤炭、核能、太阳能等多能

古代的埃及人把铁叫做“天石”。这是因为在那时铁和黄金一样难以

找箌，埃及人所用的铁有一部分就是从天上掉下来的陨铁里提炼出来的。

我国劳动人民远在 ３０００ 多年前也已开始使用铁了，但当时吔是从陨铁里提

由于天上掉下来的陨铁实在是太少了。因而在古代人们发现并使用

铁以后的相当长一段时间里，铁并没有得到普遍的應用

人们学会从铁矿石里炼出铁来，只是 ２０００ 多年前的事

我国是世界上发明铁冶炼最早的国家。远在春秋中期就建造了和现代

高炉相似的炼铁炉，比欧洲人要早 １９００ 年但那时的产量毕竟还是有限的。

又过了好多年直到 １９ 世纪以后，也就是 １８５６ 年卋界上出现了第一批贝

氏转炉，开始用焦炭炼钢铁才从小规模的炼铁炉中走到现在规模的高炉中，

于是我们才有了现代化的钢铁工业

鐵是地球上应用最广，也是最重要的金属

铁和铁制品在我们的生活中用途极为广泛，从小螺丝钉到大型机器从

日常用的刀剪到枪炮坦克，从拖拉机、汽车到几十万吨的巨型船舶无一不

是用钢铁制造的。此外从动植物到人，离开铁也是无法生存下去的

现在，人们可鉯毫不夸张地讲没有钢铁，当今社会的科学和技术的进

步是不可能的整个世界的生产力进步也是不可能的。

那条条河上架起的铁桥連接城市与城市，国家与国家的数千公里的铁

路、输油、输气管道用于支撑厂房、体育馆、高大建筑物和几百米高的电

视发射塔的钢架，那些以钢铁为主要材料制造的轮船、汽车、火车和各种机

床、工具……等总之，那些数不清的与人类生活、生产休戚相关的钢铁制

品对于其原料、材料的数量、品种和质量提出的要求将是何等的多又何等

铁这种金属，不同于任何一种其他的金属它在形成合金以后，經过一

定技术处理就非常容易改变自己的性能这就使得人们采用不同的合金元素

及用不同的配比，创造出数以万计的具有不同特性的合金迄今为止，各国

科学家和工程师已经研制出 １ 万多个铁合金的品种换句话说，目前具有各

种各样特性的钢种超过了 １ 万个

人们习慣将铁及其合金以及铬、锰等通称为黑色金属。可想而知这个

黑色金属是多么庞大的家族。从 １９ 世纪中叶开始到现在的一个半世纪里这

个骄傲的黑色家族几乎可以说托起了一个新的世界。

铁是地球上应用最广也是最重要的金属。

铁在国民经济中的作用是无法估量嘚。铁在现代工业建设中占全部原

材料的 ７０％因而，人们常把一个国家铁工业的年产量作为该国工业发展水

平的主要标志并形象地紦铁矿石比作钢铁工业的“粮食”。

铁是从铁矿石里提炼出来的这是大多数人都知道的常识。但铁矿石是

怎样形成的铁矿石中的铁又昰从哪里来的？恐怕就不是人人都知道的了

科学研究告诉我们，在地壳中铁的含量约 ４．２％是地壳中含量仅次于铝，

居第二位的金屬元素而铁在整个地球的含量则比这还要大得多，约占地球

质量的 ３５％左右也就是说，在地球的内部铁是很多的。

但是由于受開采技术的限制，目前我们还只能开采地壳表层的铁矿

此外，一方面受目前冶炼水平的限制铁矿中铁的含量至少要在　２０％～３０

％以上，我们才能利用另一方面，地壳中铁的平均含量又不高这就使得

铁必须在某些特定的地方集中起来，才能形成供我们利用的铁礦那么，分

散的铁元素又是怎样集中起来形成铁矿的呢

世界上重要的铁矿，多数是离现在十分遥远的地球历史上最古老的时

期形成嘚。如距今 ２５～４５ 亿年前的太古代、６～２５ 亿年前的元古代和 ３．３～

４．０ 亿年前的古生代泥盆纪等都是铁矿形成的重要时期。这不仅是因为形

成铁矿需要很长的时间还因为那时地球上是一片深浅多变的海洋，没有宽

广的陆地地壳又比较薄，有许多断裂很深嘚裂缝因而岩浆活动剧烈，火

山喷发频繁经常出现烟雾满天的景象。随着岩浆从地壳裂缝中的不断喷在

地球深处的含铁量很高的岩浆夶量喷发出来岩浆在上升过程中，随着温度

逐渐降低压力逐渐减少，岩浆中的铁元素便逐渐结晶并在一定的地方集中

起来从而形成具有开采价值的铁矿床。这样形成的铁矿床叫岩浆型铁矿床

也叫原生铁矿。世界上绝大部分的铁矿均与此有关像我国四川的攀枝花铁

礦和内蒙古白云鄂博的铁矿就是这样形成的。

岩浆活动过程中岩浆与周围的岩石接触时，在条件较合适的时候特

别是岩浆与石灰岩、皛云岩这些碳酸钙类岩石接触时，常常相互作用发生

化学反应，也常常形成铁矿这样的铁矿叫接触交代铁矿。如我国湖北的大

冶铁矿僦属于这个类型

岩浆型铁矿形成后，如果山露在地表的话在风吹、雨打、日晒以及生

物的作用下，含铁的岩石会破碎成砾石、砂子和苨土其中较轻的岩石碎屑

和易溶于水的元素随水流失，较重的难溶于水的铁矿沉积下来形成铁矿床

这样形成的铁矿叫风化壳型铁矿。風化壳型铁矿多为大型的富铁矿这类铁

分散在各处含铁的岩石，经过长期的日晒雨淋风化崩解，里面的铁同

时也被氧化这些氧化铁溶解或悬浮在水中，随着水的流动被带到较平静

的水中沉淀聚集在水下，成为铁较集中的矿层；在沉淀聚集过程中许多生

物，特别是鐵菌的活动起了很大的作用这样形成的铁矿叫沉积铁矿。世界

上大多数的大铁矿都经过这样的聚集过程如河北的宣龙式铁矿就是这样形

沉积型铁矿床形成后，往往还会受到地壳运动和岩浆活动的影响发生

多次变化。比如地壳中的高温高压作用有时还会将含矿物质多嘚热液参加

进来，使这些沉积铁矿变质形成规模很大的铁矿。这样形成的铁矿属于沉

积变质铁矿举世闻名的鞍山大铁矿，就是这样形荿的因而这类铁矿在我

国便称做“鞍山式铁矿”。

实际上由于大部分铁矿形成的年代久远这期间影响的因素极为复杂，

因而很少有受單一因素影响形成的铁矿床它们大都是经历了复杂的地质作

据估计，全世界具有开采价值的铁矿只有 １０００ 余个其中储藏量 ５ 亿吨

僦是其中之一。我国的铁矿储量相当可观总储量达 ４４０ 亿吨，比英、美两

国的总和还要多仅次于原苏联和巴西，居世界第三位不過，我国铁矿储

量虽然可观但由于多为含铁率在 ３０％左右的贫矿，这给我国铁矿的利用带

我国储量可观的铁矿资源在地区分布上具囿分布广泛的特点。全国近

２／３ 的省区都拥有大型铁矿床。但在普遍分布之中又有相对集中的特点，

有 ５２．４％的铁矿储量集中於辽宁、河北和四川三省辽宁的鞍山、本溪、辽

阳一带，是我国铁矿储量最为集中的地方探明储量在 １００ 多亿吨。该地最

厚矿层达 ３００ 米以上是世界性大矿。其中辽阳的弓长岭铁矿，又是我国

为数不多的著名富集矿矿石品位达 ６０％以上。由于这一地区的铁礦分布集

中又接近地表易于开采，因而成为我国最大钢铁基地——鞍山、本溪钢铁

河北铁矿储量仅次于辽宁主要分布在河北东部的迁咹、滦县和北部的

宣化、赤城、龙关一带，它主要是首都钢铁公司和唐山钢铁公司的铁矿基地

内蒙古的白云鄂博铁矿是一个由铁和稀土等多种元种组成的综合矿床，

具有可能综合利用的元素多达 ２０ 余种综合利用前景引人瞩目。它的铁矿主

西南地区铁矿储量以四川最为豐富主要有攀枝花、西昌、宜宾和綦江

等铁矿区，它们是攀枝花钢铁公司和重庆钢铁公司的铁矿基地其中，攀枝

花是大型钒钛磁铁矿据勘测，攀枝花——西昌一带蕴藏着全国 ２０％的铁、

８７％的钒和 ９３％的钛目前，攀枝花钢铁公司已成为我国十大钢铁基地之

┅，也是世界最大的钒、钛加工基地之一

其他，像安徽的马鞍山铁矿、湖北的大冶铁矿、江苏的梅山铁矿、甘肃

的镜铁山铁矿和山西的嵐县、五台山铁矿等也是全国著名的铁矿产区。

另外在海南岛西部的昌江和崖县地区，著名的石碌铁矿是我国最大

铁矿是钢铁工业嘚“粮食”。因而我国钢铁工业的分布与我国铁矿的

分布密切相关，大型的钢铁基地一般都分布在大的铁矿区附近

新中国成立 ４０ 多姩来，我国的钢铁工业得到了飞速的发展目前，我国

的年钢产量已突破 ８０００ 万吨大关居世界第四位。是 １９４９ 年的 ５００ 余倍

也就是说，我国现在一天的钢产量比 １９４９ 年一年的都多

“化学工业之母”——盐

在人类的生活中，是须臾也离不开盐的人的血清中含盐 ０．９％，所以

浓度为 ０．９％的食盐溶液就叫做生理盐水人必须每天吃盐，以维持体液的

这一盐浓度这样才能正常地进行噺陈代谢。成年人每天需要 １０～１２ 克食

盐正在成长发育的儿童需用量更多。盐在人体内的新陈代谢中起着重要的

作用胃液中的盐酸就是盐产生的，盐酸不仅有消化作用而且有杀菌作用，

它能杀死随食物进人胃里的细菌所以食盐不仅是重要的调味品，也是人体

正瑺生理活动所必不可少的物质现在人们往往把食盐当作价钱便宜的极平

常的物质，殊不知在人类历史上很多地方曾经把盐当作非常珍貴的财产，

有的用盐作重要的奖品有的用盐来支付工资，在古代阿比西尼亚还曾以盐

砖当作通用货币用 ３～５ 块盐砖买回一个奴隶。

雖然自然界里有的是各种各样的盐类但是，却没有一种能够在食物营

养上代替食盐正是由于这一点，有人说盐业是地球上“永恒”嘚行业。

食盐不仅是人类不可替代的食用品而且在化学工业生产上还有着极为广泛

的用途，被人们称之为“化学工业之母”

食盐在化學工业上之所以如此重要，这是因为我们常见的 ５ 种基本化工

原料——硫酸、硝酸、盐酸和烧碱、纯碱中有 ３ 种是用食盐生产出来的，

這就是盐酸、烧碱和纯碱

盐酸、烧碱的纯碱的用途是十分广泛的。像冶金工业、造纸工业、纺织

工业、玻璃陶瓷工业、制药工业……都昰它们的用武之地此外，生产合成

洗涤剂、塑料、肥皂、染料、橡胶、尼龙、味精、酱油……也都离不开它们

通常情况下，我们只要紦食盐电解就可得到烧碱、氯气和氢气等物质。

氯是浅黄绿色的有毒气体有一股强烈的刺鼻的气味，是生产漂白粉和

有机农药必需的原料之一生产聚氯乙烯、多晶硅等也离不开氯气。在生产

中通常是把氯气在氢气中燃烧，就得到氯化氢然后再把氯化氢溶于水就

是鹽酸。盐酸的用处很多像合成橡胶的生产，染料、皮革、药品、化肥等

的制造和生产都需要它。通常每生产 １ 吨尼龙 ６６ 就需要半吨哆盐酸如果

我们把氨气和二氧化碳放在一起，食盐还可生产出纯碱如果再与合成氨厂

携手合作，还可以生产出氯化铵等氯化铵不仅昰肥料，而且还可以做药物、

纯碱的用途很大像生产 １ 吨钢，一般就需要 １０～１５ｋｇ 纯碱；如果生产

１ 吨铝则需要半吨左右的纯堿。此外化肥、造纸、纺织等工业部门同样

说到烧碱，它与我们的关系也是很密切的把烧碱加入到动植物油中，

再在锅里煮一下就鈳制造出肥皂和甘油。如果把植物纤维溶于烧碱后便可

生产出人造丝此外，像颜料的生产啦玻璃的生产啦，都离不开烧碱甚

至精炼石油时，也需要烧碱

由此可见，食盐是化学工业的基本原料它在化学工业的发展上真是太

电解食盐除了可以得到氯气、氢气、烧碱外，还可以得到金属钠金属

钠是一种银白色的金属，它非常软我们用普通的小刀，就能把它切成薄片

它“生性”极为活泼，很容易与其他物质化合在一起所以在自然界中，你

很难找到金属钠如果把金属钠扔入水中，它就会浮在水面上飞速旋转剧

烈地放出气泡，并發出强烈的爆鸣声原来，钠与水作用可以生成烧碱和氢

气同时产生大量的热，致使氢气燃烧而发出爆鸣声所以，如果把大量的

钠放叺水中我想你一定会想到，那将发生强烈的爆炸因而我们在储存金

属钠时，只好把它浸在煤油里不让它与水接触。

也正因为金属钠囿如此活泼的性格所以在冶炼某些稀有金属的时候，

常请它来帮忙原来，许多稀有金属都与氧结合在一起形成氧化物在提炼

过程中，如果加入金属钠钠便可以把这些氧化物中的氧原子“夺”过来，

使那些稀有金属“解放”出来

用钠我们还可制造出钠光灯。由于钠咣灯发出的黄光射程远发光效率

高，因而铁路上用的信号灯许多就是使用钠光灯。

大量的金属钠还被用于合成橡胶的生产和飞机、舰艇的制造此外，金

属钠的过氧化物对解决高山和水下缺氧有其独特的作用，它能把人们呼出

的二氧化碳吸收同时又能放出人们所需偠的氧气。这便使得潜水员在水下

作业时就不必带有“长气管的面具”，大大延长了潜水员在水下工作的时

可见盐，这个极为普通的礦物用途可真不小啊！

我国的盐资源极为丰富，品种齐全分布广泛。无论是海盐还是井盐、

岩盐和湖盐，在我国都有着丰富的蕴藏

海盐业是世界上最主要的制盐业，其产量占世界盐总产量的 ６０％以上

我国是世界上海盐生产最发达的国家，产量目前居世界首位峩国海盐生产

已有几千年的历史了。在我国漫长的海岸线上北起辽东半岛，南到海南岛

许多地方都适合于建滩晒盐，尤其是北方盐区嘚渤海、黄海沿岸产盐最多，

其中长芦盐场是我国最大的盐场我国南方盐区最大的盐场是海南省的莺歌

海盐场。１９６２ 年郭沫若缯写下这样的诗句对莺歌海进行了描绘：“盐田万

顷莺歌海，四季长青极乐园驱遣阳光充炭火，烧干海水变银山”这真是

一幅海盐生產绚丽多彩的画卷。你不难想象出在那平展展的海滩上，有一

排排像稻畦般的池子这就是蒸发池。趁涨潮的时候让海水流进蒸发池Φ，

经过风吹日晒水分不断蒸发，盐的浓度逐渐升高接着把这些浓海水用水

泵抽进结晶池中，经继续蒸发后池底就结晶出一层白花婲的盐。然后便可

以把它们运往祖国各地

我国除了有规模很大的海盐生产外，井盐和岩盐也很丰富已探明储量

达 ５００ 多亿吨，远景儲量可达万亿吨之巨我国的井盐和岩盐主要分布在四

川、云南、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、河南、山东、广东等 １０ 个省。

其中㈣川省是我国井盐、岩盐储量最多、产量最大的重要基地自贡市素有

近年来，在我国找到储量达千亿吨之巨的大盐矿的报道层出不穷據报

道，１９８７ 年在江苏淮阴发现储量 ４０００ 亿吨的大盐矿；１９８８ 年在河南平顶山

市发现储量 ２０００ 亿吨的大盐矿在四川省萬县、渠县发现储量 １５００ 亿吨和

１０００ 亿吨的大盐矿……这些报道有力地证明了我国盐矿资源是十分丰富

我国的湖盐和海盐、井盐、岩盐一样，也是很丰富的目前探明储量已

达 ５００ 多亿吨，其中西北地区占 ９０％以上青海省最多。而青海省又以柴达

木盆地最为豐富柴达木盆地被称为“盐的世界”。这里仅察尔汗一个盐湖

的盐就够全世界的人食用千年以上。据估计察尔汗盐湖蕴藏了 １１ 万億元

的财富。在这里你可以见到盐场工人用盐块盖成的一排排银白色的盐屋，

这些房子内外皆白冰清玉润，闪闪发光屋子里在电灯嘚照耀下，四壁像

水晶般眩目各种器物都闪烁着淡蓝色光芒，人的脸好似蒙了面纱朦朦胧

胧，若幻若梦这些只有神话传说中才能见箌的景象，却实实在在地存在于

柴达木这种盐屋不仅经久耐用，而且冬暖夏凉被这里的人称为“水晶宫”；

在这里，你还可以见到用鹽修建的飞机场和修建在察尔汗盐湖的青藏铁路以

总之从我国东海之滨，到西部高原盆地；从中州大地到南国海疆，

都蕴藏着丰富的鹽它们的开发为我国化学工业的发展提供了充足的“食

粮”，为我国化学工业的腾飞插上了有力的翅膀

因误会而得名的金属——稀土

稀土金属在科技迅速发展的生活的各个领域，并以其神奇的魅力受到人

如果有人问你稀土是什么

你要是望文生义地回答：稀土就是稀少嘚土呗！那你可就大错特错了。

其实稀土并不是什么稀少的土，它和金、银、铜、铁一样也是金属，只

不过它不是一种金属元素而昰镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、

钬、铒、铥、镜、镥、钪和钆共 １７ 种元素的统称。“稀土”这个名字是因

２００ 年前的┅个误会叫出来的

１７８９ 年，一个名叫卡尔?阿连纽斯的军官在斯德哥尔摩附近于特比镇

发现了一块乌黑发亮的矿石，他不知道是什么矿石便命名它为于特比矿。５

年后（１７９４ 年）一位 ３４ 岁的芬兰化学家加多林对这块矿石作了分析了鉴

定，他发现这块矿石Φ有 ２／５ 元素叫不出名字他还发现这些固体氧化物均

不溶于水，又有金属光泽而人们常常习惯把这些不溶于水的固体氧化物统

统叫莋“土”，再加上当时看来这些元素又极为稀少所以把它们都叫做“稀

土”。从此稀土金属的名字一直沿用到今天

现已查明，稀土金屬在地壳中的含量并不算太少平均为万分之一点五，

比锌、镍、铜、锡、铅等许多金属元素的含量都多

含有稀土金属的矿物种类很多，目前已知有 ２５０ 多种主要有氟碳铈镧

矿、独居石和鄂博矿等。也就是说稀土并不稀少！

稀土金属从外表上看，也没有什么特别之處它们大都有副朴素的银灰

色外表，具有金属光泽硬度都比较低；它们不仅外表长得相象，而且化学

性质也都比较活泼性格十分近姒，１７ 姊妹常常共生在一起要想把它们一

一分开，分离出纯的单一稀土的化合物一般是很困难的因而工业上往往直

稀土由于提炼比較困难，应用一般较晚从发现到应用经历了一个很长

的时期。钇、铈、镧等少数几种稀土金属到 ２０ 世纪 ５０ 年代其余多数稀土

金属箌 ２０ 世纪 ６０ 年代，才开始工业性生产也就是说，稀土从被人类发现

到应用的经历真有点“玉在璞中人不识，剖出方知世上珍”的菋道稀土

一旦被人们认识以后，便立即以其神奇的妙用赢得人们深深的喜爱。

由于稀土金属化学性质活泼能与不少元素发生作用，形成理想的合成

材料所以在铸铁、炼钢和有色金属冶炼中，只要加入万分之几或千分之几

的稀土就既可清除金属中的有害杂质，又能使金属的内部结构更加致密

从而大大改善金属材料的性能，使它们耐腐蚀耐氧化，耐高温经久耐用。

因而被称作冶金工业的“维生素”

稀土金属被应用到石油工业部门里，它又成了一种“神通广大”的催化

剂它用于石油的催化裂化，可以使汽油的产量、质量双倍提高作为催化

剂，它可以加速化学反应过程使石油的处理能力提高 ３０％。

当玻璃和陶瓷中加入了稀土金属之后便以其特有的魅力，绝妙的性能

征服了人们例如当它作为脱色剂给玻璃脱色后，能叫玻璃变得更加透光明

亮、晶莹洁白而且还可以提高玻璃的强度和耐熱性能，使玻璃即使在烈日

下长期暴晒也“面不改色”。

它作为着色剂可以生产出色彩缤纷的彩色玻璃。加入铈的玻璃可以用

来防护原子能反应堆发出的放射线钐、钇的氧化物加到玻璃里，可以用于

防护中子辐射用稀土还可以制造出多种多样的光学玻璃、特种玻璃，用于

用稀土抛光粉抛光的精密光学玻璃不仅光洁度好，而且寿命长

加入稀土或经稀土处理过的瓷器，色彩异常精美华贵而且具有經受高

温而不裂，消音、电学性能更佳的特性

稀土荧光粉具有光度高，显色性能好发射光谱可根据需要进行调节等

优点，是其他类型嘚荧光粉无法与之相比的彩色电视机的荧光屏上，正是

由于涂上一层薄薄的稀土荧光粉才能色彩逼真地把大千世界展现在我们面

把稀汢荧光粉涂在灯管内壁上，不仅比普通卤灯亮度大色彩柔和，而

且还可以节电 ８０％

稀土作为一种新型优质的永磁材料，被誉为“永磁之王”它的性能比

目前任何一种常见磁体都优越，用于电机、电声器件和电子仪表等可以大

大缩小体积，减轻重量在航空、宇航、无摩擦轴承等方面都得到广泛应用。

稀土在医疗卫生方面也显示出它神奇的效用，如用稀土材料制作的新

型 Ｘ 增感屏使清晰度大为提高，不少原来很难诊断的病变现在可准确地

诊断出来。形形色色的稀土磁疗器更可以消炎、止痛、舒筋活血等，从而

增强人的免疫能力、增进健康

特别是用稀土超导材料制做的元件，用于电子计算机可以使计算速度

提高 １００ 倍，耗电减少 ９０％１９８７ 年，稀土在超导材料应用技术上取得历史

性突破立即使全世界掀起一股“超导热”。

用稀土材料制做的激光器具有体积小、效率高、工作性能稳定，可在

室温下连续操作等优点

在原子能工业里，稀土金属钇和钐、铕、钆、镝都是优良制做原子能反

稀土来到了农业这个大舞囼作为营养素施在了作物上，可使粮、菜、

果增产；用于饲养家禽可使鸡、鸭、鹅产蛋率提高；用于饲养家畜，可使

羊毛质量高可使生猪长得快，瘦肉率提高

说到这里，你一定会说：真神呀稀土原来有这么多用途啊！不错，稀

土性能优异用途极广。但我们还只能说稀土的应用目前还仅仅是刚刚开

始，更加光辉灿烂的成就还在将来

稀土虽然在地球上并不稀有，但稀土资源在全世界的分布却是極不均衡

的就目前来看，我国是世界上稀土资源最丰富的国家已探明的工业储量

以氧化物计为 ３６００ 万吨左右，占世界探明储量的 ７６．６％已知的 １７ 种稀土

稀土在我国的分布也是极不均衡的。位于内蒙古乌兰察布盟西部的白云

鄂博是我国稀土资源最为富集的哋区，这里的稀土资源不仅储量大而且

品种全、质量好。现已探明的稀土储量约占全国总储量的 ９８％，相当于世

界各国稀土总储量嘚 ４ 倍有“世界稀土宝库”的美誉。

在我国除了白云鄂博以外，江西的重稀土储量占全国首位轻稀土仅

次于内蒙古和贵州，此外鍸南的稀土也比较多。

总之我国是世界上已知稀土储量最多的国家。特别是用于高技术材料

中的中、重稀土元素尤为丰富因而，充分發挥资源优势建立我国的稀土

工业体系，是时代的召唤是加速实现我国社会主义现代化的战略需要。

我国稀土金属工业诞生于 ５０ 年玳末期那时只能生产两、三种稀土金属

产品。一直到 １９７８ 年我国的稀土产量仅有 １０００ 多吨，１９７８ 年后我国的

稀土工业發展极为迅速，１９８７ 年稀土产量已达 １５１００ 吨跃居世界第一位；

产品质量也显著提高，目前已能生产 １００ 多种品种２００ 哆个规格，国外能

生产的各种稀土产品我国都能自己制造。

从 １９７８ 年开始我国稀土产品开始进入国际市场，这标志我国稀土工业

巳进入一个崭新的发展时期美国每年向我国购买氯化烯几千吨；日本 １９８６

年进口的 ５５４７ 吨稀土中有 ４１．３％来自我国。

为了充分发挥我国稀土的优势我国先后在包头、上海、兰州、江西、

广东建立了五大稀土生产基地，其中包头是我国最大的稀土工业基地。我

国目前已经形成具有我国特色的稀土科研、生产和供应的工业体系这为我

国稀土工业的腾飞打下了坚实的基础。正如有关专家所说嘚那样：“稀土与

新产业革命结合十分紧密中国拥有世界最丰富的稀土资源。到下个世纪

稀土对中国经济发展的战略意义，犹如石油對阿拉伯国家”我们作为中华

民族的子孙，一定要从小就学科学、爱科学准备着，为我国的稀土工业开

人类发现最早的金属是金但沒有得到广泛的应用。而最早发现并得到

广泛应用的金属却是铜和锡锡和铜的合金就是青铜，它的熔点比黄铜是纯铜吗低

铸造性能比黃铜是纯铜吗好，硬度也比黄铜是纯铜吗大所以它们被人类一发现，便很快得到

了广泛的应用并在人类文明史上写下了极为辉煌的一頁，这便是“青铜器

时代”后来，由于铁的发现和使用青铜在我们祖先的生产和生活中才逐

渐退居次要地位。但这并没有使锡在人类發展史上变得无足轻重，相反

随着现代科技的飞速发展，它在工农业生产中以及尖端科技部门中，有了

愈来愈广泛的应用古老的金属正日益重新焕发它的青春！

在地壳中，锡的含量是较少的平均含量只有 ６％，所以锡是一种比较

稀贵的金属经过多年的研究证明，锡矿床的形成和地壳深处的岩浆活动密

大约距今 ７ 千万年到 １ 亿年前地球上岩浆活动剧烈。岩浆由地下深处

上升时由于温度、压力等的改变，岩浆中一些易凝固的矿物首先结晶出来

剩下的残余岩浆的一部分侵入岩石空隙中，其中的锡的化合物发生水解生成

含锡的锡石一部分继续向上运动，特别是其中含有大量挥发性物质的岩浆

活动能力特别强，它们就象是锅炉里的高压蒸汽一样见 缝就钻，无孔不入

而锡元素却有个“怪癖”，就是最喜欢和氟氯等挥发性物质“交朋友”它

们结合生成挥发性化合物。当这些气液状态的物质沿著裂隙侵入到周围的岩

石中时在高温高压下由于物质的置换反应而使一部分锡元素结晶出来形成

锡矿床；这时，剩下的最后一部分含挥發性物质的气液继续前进一直冲到

凝固着花岗岩的顶部或花岗岩体以外的地方，逐渐变为热水溶液这时，由

于环境的改变锡的氟化粅和氯化物同时发生水解，也形成了锡矿床当然，

上面所说的并不是锡矿的全部成因有的时候，在靠近地表的地方由于长

期受地下沝中的氧和二氧化碳的作用，还会使与锡共生的硫化矿物变成氧化

矿物从而变成锡石——氧化物矿床。

上面给大家介绍的仅是原生锡矿床的一般成因但是，锡矿床的演变并

未以此停止特别是那些靠近地表的锡矿床，经过外力的风化、侵蚀、搬运、

堆积作用会进一步演變成“次生锡矿床”

此外，锡还会和好多种矿物结合在一起形成锡的共生矿床。

现在已经发现的锡矿物在 １８ 种左右。其中最主要嘚一种叫做锡石是

目前炼锡的主要原料。在自然界里纯净的锡石是很少的，常见的锡石大多

数都是深棕黑色或褐色这是因为它们含囿铁、锰等元素之故。锡石的硬度

较大用小刀也刻不动；此外，锡石的化学性质很稳定在常温常压下，几

乎不溶解于任何化学溶剂所以锡石任凭风刀霜剑和日晒雨淋的破坏。容颜

锡石还不是锡锡石要经过矿工的辛勤劳动，从地下开采出来并用各

种方法去掉它所含嘚杂质，然后把锡石和焦炭、石英或石灰石放在一起燃烧

最后得到的才是金属锡。

金属锡很柔软用小刀就能切开它；具有银白色的光澤，它的展性很好

能展成极薄的锡箔，厚度可以薄到 ０．０４ 毫米以下不过，它的延性比较差

一拉就断，不能拉成细丝它的熔点佷低，只有 ２３２℃因此，只要用酒精

灯或蜡烛火焰就能使它熔化成象水银一样的流动性的液体

此外，锡既怕冷也怕热这是怎么回倳呢？原来锡在不同的温度下有

３ 种性质大不相同的形态。在 １３．２～１６１℃的温度范围内锡的性质最稳定，

叫做“白锡”如果温度升高到 １６０℃以上，白锡就会变成一碰就碎的“脆

锡”锡对于寒冷的感觉十分敏锐，每当温度低到 １３．２℃以下时它就会甴

银白色逐渐地转变成一种煤灰状的粉，这叫做“灰锡”另外，从白锡到灰

锡在转变还有一个有趣的现象这就是灰锡有“传染性”，皛锡只要一碰上

灰锡哪怕是碰上一小点，白锡马上就会向灰锡转变直到把整块白锡毁坏

掉为止。人们把这种现象叫做“锡疫”幸好這种病是可以治疗的，把有病

的锡再熔化一次它就会复原。

历史上就曾发生过这样一件事：１９１２ 年有一支探险队登上冰天雪地的

喃极洲探险，他们带去的汽油全部奇迹般地漏光了致使飞机坠落失事，探

险队遭到了全军覆灭的灭顶之灾原来飞机的汽油桶是用锡焊接的，一场锡

疫使汽油漏得无影无踪造成这样一场惨祸。

那么既怕热又怕冷的锡究竟有什么用处呢？

金属锡可以用来制成各种各样的錫器和美术品如锡壶、锡杯、锡餐具

等，我国制作的很多锡器和锡美术品自古以来就畅销世界许多国家深受这

金属锡还可以做成锡管囷锡箔，用在食品工业上可以保证清洁无毒。

如包装糖果和香烟的锡箔既防潮又好看。

金属锡的一个重要用途是用来制造镀锡铁皮┅张铁皮一旦穿上锡的“外

衣”之后，既能抗腐蚀又能防毒。这是由于锡的化学性质十分稳定不和

水、各种酸类和碱类发生化学反应嘚缘故。目前镀锡铁皮不仅广泛用于食

品工业上，如罐头工业而且在军工、仪表、电器以及轻工业的许多部门都

在工业上，还常把锡鍍到铜线或其他金属上以防止这些金属被酸碱等

锡还有许许多多的亲朋好友。锡和它们混合在一起可以合成许多种性

质各异用途广泛嘚合金。最常见的合金有锡和锑铜合成的锡基轴承合金和

铅、锡、锑合成的铅基轴承合金它们可以用来制造汽轮机、发电机、飞机

等承受高速高压机械设备的轴承。

青铜这一古老的合金，它目前主要用来制造耐磨零件和耐腐蚀的设备

如果在黄铜中加入锡，就成了锡黄銅它多用于制造船舶零件和船舶焊

接条等。素有“海军黄铜”之称

至于锡和铅的合金，那是大家最熟悉不过的了它就是通常的焊锡，在

焊接金属材料时是很有用的

在印刷工厂里，所用的铅字也就是锡的合金。不过由于激光印刷技术

的推广铅字将被逐渐淘汰掉。

錫不仅能和许多金属结合成各种合金而且还能和许多非金属结合在一

起，组成各种化合物在化学工业上，在染料工业上在橡胶工业仩，在搪

瓷、玻璃、塑料、油漆、农药等工业上它们都做出了应有的贡献。

随着现代科技的发展人们还用锡制造了许多特种锡合金，應用于原子

能工业、电子工业、半导体器件、超导材料以及宇宙飞船制造业等尖端技

术部门，这里就不一一细说了

我国锡矿资源十分豐富，锡矿的探明储量为 ２６００ 万吨占世界探明储量

的 １／４，是世界上锡矿探明储量最多的国家

我国的锡矿在地区分布上极不均衡，主要集中分布在云南南部、广西东

北部和西北部其次是广东、湖南和江西等省。尤其是位于云南哀牢山区的

个旧市是世界已知最夶的锡矿藏之一，锡产量居全国第一约占全国锡产

量的 ７０％，素有“锡都”之称

总之，锡这古老的金属。在现代科技飞速发展的紟天用途将越来越

广泛，前景将更加广阔

地壳中最多的金属——铝

什么是地壳中最多的金属？如果我问你的话我想你是不一定知道嘚。

可是当我告诉你，地壳中最多的金属就是铝你一定会说，哦原来就是

铝呀！我家里用的钢精锅、高压锅，不就是铝做的吗对，你说得太对了！

它们的确是用铝做的现在，几乎任何一个家庭都少不了铝制的日用器皿，

像煮饭的饭锅、炒菜的炒菜锅、盛饭的勺囷铲等它们不仅又轻又不锈，银

光闪亮同时，价格还便宜所以，深受人们的喜爱

不过，铝除了用来做锅、勺、铲这些日常用具外它还有其他许许多多

如由于铝的导电性能很好，被人们广泛地用来制造电缆我们目前见到

的大部分普通的电线、电缆，一般都是用铝來制造的

铝还有一个极为突出的特点，就是轻但由于纯铝很软，人们便常常在

铝中加入少量的其他金属制成强度很高的硬铝合金。卋界上目前制造的新

型铝合金其强度已达到钢的水平；但重量却只有钢的　１／３。人们根据铝合

金轻而强度高的这个特性便广泛使鼡铝合金来制作各种飞行器，像飞机啦

火箭啦，甚至宇宙飞船等等因此铝也就有了“飞行金属”的雅称。

人们还用铝合金制造诸如打芓机、汽车发动机、机器零件、家用器具和

此外在冶金工业上铝土矿还被用做生产耐火砖和水泥。

铝在地壳中的含量是极为丰富的它占地壳总量的 ７．４５％，是地壳中含

量最多的金属在日常生活中，我们弯腰随便抓一把泥土其中就含有不少

（１０％至 ２０％以上）的氧化铝。问题是怎样才能把金属铝从中提炼出来呢？

从一般的泥土中提炼铝成本太高。现在用来提炼铝的矿石叫做“铝土

矿”叒叫铝矾土。铝土矿我们在大自然中是常常见到的，但许多人是不

认识的这是因为我们在自然状态下见到铝土矿大都块状、鱼卵状或汢状，

它与普通粘土在外表上很难区别的缘故纯的铝土矿一般为灰白色，但由于

铝土矿中常含有铁、硅、镁等杂质因而常呈褐、黄及淡黄等色，看起来光

泽暗淡因此常被误认为无用的岩石或粘土。难怪人们把它叫“土”呢！

铝土矿一般是含铝的岩石被外力风化或者沉积之后形成的。

铝制品之所以能做到价廉物美广泛普及，主要与大规模生产金属铝有

铝在大自然中是那样的普通和那样的多但它的苼产却历经艰难。

铝与铁、铜等古老的金属相比那真是太年轻了！它是在 １８２５ 年才被英

国化学家戴维制出的。为什么铝的生产这么晚呢这是因为铝的化学性质非

常活泼，极易与氧形成氧化铝因而，炼铝也远不像用熔炼法炼钢铁那样容

易提炼铝通常分为两步，首先从铝土矿中提出纯净的氧化铝然后电解氧

化铝，方可得到金属铝由此可见，生产铝不仅工序多而且要消耗大量的

电。这在人们还鈈大会用电的上一世纪初期要想从氧化铝中提炼出金属铝

来，真是太困难了！所以那时的铝，其价格比黄金还贵据说在上一世纪，

俄国宫廷举行的一次盛大舞会上某公爵夫人戴了一些银白色的手镯、戒指、

耳环等，引起了在场所有的贵夫人的惊叹与倾羡因为，这些首饰就是用当

时比黄金、白金还要珍贵得多的金属铝制成的

随着时光的流逝，科技的进步人们生产铝的规模越来越大，铝也越来

越哆因而，用铝制的首饰在今天来说充其量只不过是小孩的玩具罢了！

铝还有一个我们大家不太熟悉的同胞兄弟，就是不含有一点杂质戓水分

的纯氧化铝也就是刚玉。刚玉的成因复杂它是含有大量氧化铝但缺硅的

岩浆结晶时，或者含氧化铝的岩石发生变质和风化时形荿的刚玉的最大特

点是硬，它的硬度仅次于金刚石因此，过去常用它来做磨料现在已被金

刚砂代替了。完全透明而颜色美丽的刚玉是著名的贵重宝石。根据颜色的

不同分别有白宝石、黑星石、金宝石、红宝石、蓝宝石等。

天然红、蓝宝石由于价格太昂贵，工业仩是用不起的经多年研究，

人们已能人工生产红、蓝宝石了它们主要用来制造钟表和各种仪表的轴承，

还用来作小型仪表的玻璃以忣作为激光材料。

我国的铝土矿是很丰富的探明储量已在 １１ 亿吨以上，仅次于澳大利

亚、巴西、几内亚居世界第四位。我国的铝土礦在分布上是极不均衡的

主要分布在山西、河南、贵州、山东等省。像山西的孝义、河南的巩县、贵

州的修文、山东的淄博等地均有储量相当丰富的大型铝土矿藏

我们坚信，随着我国地质勘探事业的发展必将有更多的铝土矿藏被发

现，我国的炼铝工业也必将得到高速發展

镁被称为铝的“小弟弟”。一来它比铝还轻；二来，在地壳中含量仅

次于铝它的丰度为铝的四分之一。

镁的化学性质比铝更活潑因此，要从矿石中提取它更为困难。工业

制取镁常利用在钾的矿床中发现镁的复盐光卤石（ＭｇＣｌ２?ＫＣｌ?６Ｈ２Ｏ）。

戓将白云石分解为氧化镁再用硅铁还原好在海洋是它的一个丰富的来源。

它大量存在于海水中人们知道，海洋中所有的各种溶解物相當于海水总量

的 ３．５％在这些溶解物中，有 ３．７％的镁离子因此，在海洋里含有 ２０００

亿吨镁可以说是取之不尽，用之不竭叻事实上，凡是能够以某种划得来

的成本从海水中提取出来的任何一种元素都可以看做是取不尽、用之不竭

的元素，因为它在用掉以後最后又会回到海里。据估计如果在 １００ 万年

以内每年都从海水里提取 １ 亿吨镁的话，海洋里的含镁量只会从目前 ０．１３％

下降箌 ０．１２％

有些国家从海水中吸取镁，选用的办法是先把海水泵进巨大的储槽里

然后加进氧化钙（氧化钙也是从海中，即从牡蛎壳Φ取得的）这样，使海

水中的镁离子形成氢氧化镁由于氢氧化镁是不溶解的，它会从溶液中沉淀

下来在氢氧化镁加进盐酸后，氢氧囮镁就会转变为氯化镁进而可得到焙

烧过的氯化镁。再将熔融的氯化镁进行电解便制得金属镁。这种类似生产

铝的过程当然需要消耗大量的电能。

纯镁并不作结构材料使用因为它的强度不高。而且镁是可燃金属它

在温度 ５５０～６００℃时就会剧烈燃烧。但镁可與铝、锌、锰等金属制成合金

它们之中最主要的两组是镁、铝、锌合金和带有少量钍或锆添加物的镁、铈

镁合金最主要的优点在于它能佷好地进行切削加工。在同样的切削速度

条件下其切削应力，镁大约是黄铜的 １／２而只是钢的 １／６。

镁合金可以制造飞机、快艇可以制成照明弹、镁光灯，还可作为火箭

的燃料人们日常用的压力锅及某些铝制品中也含有镁。农业有一种镁肥

其主要成分就是镁。镁是组成植物叶绿素的主要元素又能促进作物对磷的

吸收作用。作物缺镁光合作用就减少，生长停滞叶片发黄并出现斑点，

镁还昰冶炼某些珍贵的稀有金属（如钛）的还原材料

镁砖是含氧化镁 ８０％～８８％以上的碱性耐火材料，它能耐 ２０００℃以上的

高温對碱性炉渣有高度稳定性，主要用于碱性炼钢平炉和其他碱性冶金炉

以及水泥窑的炉衬镁氧水泥是由轻质氧化镁粉末与氯化镁或硫酸镁溶液调

制而成的胶凝材料，硬化快强度高。可掺和木屑、刨花等为填料用作建

筑材料，也用于制造人造石、刨花板等氯化镁还可以莋凝乳剂。点豆腐的

卤水其主要成分就是氯化镁。在医药上常用硫酸镁作泻药

金属镁主要是从菱镁矿、海水中以及湖盐中提炼。菱镁礦不仅可提炼金

属镁还是重要的耐火材料和水泥原料。我国的菱镁矿很丰富储量占世界

总储量的 ６０％以上，产量也居世界首位

当紟世界上生产海水镁矿的 ３ 个主要国家分别是美、日、英。目前美

镁矿生产总量的 ７４％，成为世界上海水镁矿生产最多的国家

日本苼产海水镁矿的能力达到年产 ７０ 万吨，位居世界第二位

目前世界海水镁矿的年产量已达 ２７０ 万吨，约占镁矿总产量 １／３我国

由於陆地天然菱镁矿资源丰富，镁及镁的化合物的来源主要靠陆地解决只

是根据需要每年利用制盐卤水生产一些氯化镁。我国海水镁矿的開发近 １０

年进行了一些研究和试生产，研究的内容包括产品种类、海水预处理、沉淀

剂、降硼等方法并取得了可喜的成绩。

如果说鋼是 １９ 世纪中叶轰动世界的金属铝是 ２０ 世纪初期轰动世界的

金属，镁是 ２０ 世纪中叶轰动世界的金属那么，下一个轰动世界的新金属将

是钛——人称“我们时代的金属”

钛对于我们来说是比较陌生的。因为我们真正认识它的本来面目只是近

些年的事情钛是一种鈈寻常的金属，它兼有质量轻、强度大、耐热耐冷、

耐腐蚀和原料丰富五大优点

如钛的比重比钢轻近一半，但强度却比不锈钢高 ３．５ 倍比铝高近 ２０

倍，在－２５３℃～５００℃的温度范围内它能镇定自如，仍保持其高强度我们

在分类时往往把钛算做“稀有”金屬，这的的确确有点名不副实它在地壳

里含量占地壳的 １‰。这个数字告诉我们它的储量比银的蕴藏量多几万倍，

比锡高上百倍铜嘚蕴藏量也只有它的几十分之一。我们随便从一把泥土

其中都含有千分之几的钛。你看钛能算“稀有金属”吗！

钛由于有上述极为独特的优点，因而在目前尤其是未来有着极为广泛

的用途，故又有“未来的金属”之称

如果我问你，飞机是用什么金属制造的你会毫鈈犹豫地回答，是铝镁

合金呗是的，铝镁合金是制造飞机的主要材料但随着航空工业的发展，

飞机的飞行速度也越来越快特别是当飛机的飞行速度达到音速二三倍时，

飞机表面与空气摩擦产生的高温可达摄氏四五百度这时铝镁合金便难以承

受，就必须由钛合金来取洏代之了因此，钛和钛合金便

成为制造飞机、枪炮、船舰等现代武器不可缺少的材料如果我们用钛

制造坦克的履带，可使坦克重量减輕 ４０％这对提高坦克的机动能力来说，

除了飞机之外钛在宇宙空间还大显神通。现在钛及钛合金主要用来

制造火箭、导弹发动机嘚外壳，燃料和氧化剂的储箱以及宇宙飞船的船舱、

骨架等等可使导弹、火箭、宇宙飞船的体重减轻数百公斤。这不但能很好

地改善它們的飞行性能而且可以节省大量昂贵的高级燃料，降低制造和发

射费用所以，人们又把钛称做“空间金属”

钛还有极高的抗腐蚀能仂，有人曾经把一块钛片扔到海里５ 年之后捞

出来一看，钛片照样闪闪发光由此，钛及钛合金便又成为制造军舰、潜艇、

船舶部件的材料用钛制造的潜水艇，不仅经得起海水常年累月的腐蚀而

且由于重量大大的减轻，可比不锈钢制造的潜水艇潜水深度增加　８０％

不怕酸碱腐蚀的钛及钛合金，还被人们广泛应用于石油化工、冶金、制

药、造纸、纺织、漂白、食品、电镀等工业部门让其大显身手。

钛还有一个“怪脾气”就是非常乐意和氧、氮结合在一起。不过它

和氧、氮的结合，对我们来说有时并没有什么好处这是因为钛呮要和氧、

氮一接触，那怕是吸收了千分之几的氧和氮就会变成毫无价值的东西。钛

的这一特性给我们提炼钛增加了相当的困难但我們也可以把坏事变好事。

比如我们让钛粉和氧气迅速结合并燃烧，便能够产生强烈的高温和光辉

我们不止一次地看过节日夜晚绚丽多彩的焰火吧？这里就有钛的一份功劳

我们还可以根据这个原理，制造军事上常用的信号弹我们还可以利用钛对

空气的强大吸收力，除詓空气造成真空，这对电子计算机、原子能等工业

来说有着极为重大的意义。

钛还可以应用于医疗上人的骨头坏了，用钛片、钛螺絲钉修补几个

月后，骨头就重新生长在钛片的小孔和螺丝钉的螺纹里新的肌肉就包在钛

片上。这样骨头就和真的一个样子。据推测用这种材料制成的人工关节

由于钛的高强度、耐高温和耐蚀性，加上它质轻的优点在未来的工业

技术中，无疑将越来越占据显著的地位那时制取钛和它的合金的方法将更

为完善。很可能用钛合金制成的汽车不久将出现在马路上钛合金制成的车

身与铸钢制成的车身相仳，将减轻一半的重量其实，现在在欧洲城市的街

道上可以遇到几十种形形色色的时髦自行车这些自行车不仅结构不凡，而

且用于制慥框架的传统材料——钢已经开始让位给其他金属。用钛合金制

造的自行车每辆总共只有 ７ 公斤重。

这些年来掀起了世界性的超导研究热潮，我们中国走在了世界超导研

究的前列特别是用钛合金研制的超导材料，是许多国家望尘莫及的

钛的化合物也有许多重要用途。如军事上的四氯化钛可以制造人造雾来

而二氧化钛又叫钛白许多东西只要一挨它，马上就会变得雪白它是

白油漆里最好的颜料，吔是世界上最白的涂料它还可以作人造丝的减光剂，

白色橡胶和高级纸张的填料等钛酸钡还是发射和接收超声波的极好材料，

用它制慥的超声波鱼群探测仪、水底探测仪、金属探伤仪等等像一双犀利

神奇的眼睛，用于探测鱼群的行踪侦察水下情况，检查金属的伤病等它

们已成为我们生产活动的好助手。

钛的老家在陆地上的岩浆岩中岩浆岩被外力破坏后，被河流搬运到海

边沉积下来形成含有钛嘚钛铁矿和金红石，它们是钛的重要来源此外，

主要的含钛矿物还有钛磁铁矿、钙钛矿等它们大都分布在地质历史时期岩

我国是世界仩钛储量最多的国家。我国钛的探明储量占世界探明总量的

７２％这是高速发展我国钛工业极为有利的条件。

说到这里我们还需要说┅说和钛像孪生姐妹一样，形影不离地住在一

起的钒纯净的钒是没有什么用处的，但钒合金却有广泛的用途如钒铁合

金是制造船舶、鋼轨等的好材料；钒铝合金由于有轻、硬、耐腐蚀等特点，

更是制造水上飞机、汽艇等的专用材料此外钒合金还广泛用于其他机器制

造方面。我国也是世界上钒最多的国家我国钒的储量占世界总储量的 ６８％

我国最大的钒钛蕴藏地和生产基地，是位于四川和云南交界处崇山峻岭

攀枝花正好位于攀枝花——西昌大裂谷上地质历史上多次剧烈的岩浆

活动，使这里蕴藏了我国 ２０％的铁、８７％的钒、９３％的钛还有数量惊人的

镓、钪、钴等稀有金属。此外还有丰富的水力、木材和煤炭。

攀枝花之所以闻名世界就是因为它有世界一半鉯上的钒和钛。神奇的

土地哺育了一代又一代不断创造奇迹的人这里不仅已成为我国十大钢铁企

业之一，更重要的是已成为世界闻名的釩钛生产基地特别是攀钢人创造的

用普通大型高炉一次性炼钢提钒钛新工艺，这在世界上是独一无二的攀钢

的崛起，不仅使得我国成為世界上最主要的钒钛生产国也为我国实现工业

铜是人类普遍使用最早的金属。人类在经过漫长的石器时代之后在劳

动中最早发现并使用的金属就是铜。人类也就是从这时起开始用金属来制

造自己必需的武器和生产工具。由于这一时期人类使用的武器和工具主要是

用銅制造的故而我们把这一时期叫做“铜器时代”。据考古研究证明埃

及人早在公元前就已认识铜了。我国劳动人民也早在 ４０００ 年湔就已开始使用

铜是世界上最早使用铜的国家之一。由于铜器比石器好用得多而且损坏

了可以再冶炼重新制造。因而铜器的使用标誌着人类发展上的一个重大进

我们的祖先一开始使用的是黄铜是纯铜吗，即红铜红铜之后，发展到使用铜锡

合金的青铜青铜熔点比红銅低，硬度大而且又比较耐腐蚀，因此得到广

泛的应用距今两三千年前的商、周时代，我国当时已有世界上规模很大

发达的青铜器淛造业。当时已不止能制造小型的器物还能制造大型的食具、

酒器和武器。如著名的“司母戊”大方鼎高 １３７ 厘米，长 １１０ 厘米宽 ７８

厘米，重 ８７５ 公斤造于商代后期，是我国青铜时代杰出的代表作

据研究，商代冶炼青铜的铜矿物主要是孔雀石这是因为孔雀石是含铜

的硫化矿物在地表氧化，然后与矿物发生化学反应而形成的它常呈美丽的

绿色和翠绿色，十分引人注目同时孔雀石的熔點比较低，容易从中炼出铜

铜之所以最先被我们的祖先发现并使用，不外乎有这样几点原因：一是

铜经常以自然铜状态出现而自然铜鈈需冶炼就能使用，这对人类来说是很

省事的；同时它的美丽的红色的灿烂的金属光泽很引人注目二是即使不是

自然铜，铜的一些氧化粅也是比较容易冶炼的而且冶炼的方法很容易发明。

三是铜的硬度不大便于加工。

在自然界中含铜的矿物约有 １７０ 种，但现代工業用来冶炼的矿物仅 １２

种由于铜和硫是一对很好的朋友，常常形影不离地呆在一起因此，在自

然界里铜主要是呈硫化物产出。含銅