科普-中华学生百科全书-第785部分
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的推广，铅字将被逐渐淘汰掉。
锡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，在橡胶工业上，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，应用于原子
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。
我国锡矿资源十分丰富，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，是世界已知最大的锡矿藏之一，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今天，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的。
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、盛饭的勺和铲等。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
的用途。
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，一般都是用铝来制造的。
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。世界上目前制造的新
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，便广泛使用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字机、汽车发动机、机器零件、家用器具和
包装物等。
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”，又叫铝矾土。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、鱼卵状或土状，
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
关。
铝在大自然中是那样的普通和那样的多，但它的生产却历经艰难。
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。这在人们还不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
越多。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或水分
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成的。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，工业上是用不起的。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。以及作为激光材料。
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。我国的铝土矿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发展。
轻金属——镁
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泼，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）。
或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当于海水总量
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，用之不竭了。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，因为它在用掉以后，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％
下降到 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，即从牡蛎壳中取得的）。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，氢氧化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。但镁可与铝、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
合金。
镁合金最主要的优点在于它能很好地进行切削加工。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，
镁还是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，对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。氯化镁还可以作凝乳剂。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。菱镁矿不仅可提炼金
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。
当今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
国共有 7 家公司的 8 个工厂生产海水镁矿，年生产能力为 77．5 万吨，占全国
镁矿生产总量的 74％，成为世界上海水镁矿生产最多的国家。
日本生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
由于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。我国海水镁矿的开发，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。
“时代的金属”——钛
如果说钢是 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。钛是一种不寻常的金属，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”金属，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，铜的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？你会毫不犹豫地回答，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。特别是当飞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而代之了。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，可使坦克重量减轻 40％，这对提高坦克的机动能力来说，
真是太有用了。
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、导弹发动机的外壳，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
地改善它们的飞行性能，而且可以节省大量昂贵的高�
