高新科学技术与２１世纪中国有色金属工业中南工业大学杨建红一、引言当前，世界政治、经济、科 技发生着巨大的变化，改革的浪潮遍及世界各地。无论是发达国家还是发展中国家均在调整各自的 产业、经济、科技政策和战略，特别在高新技术及其产业的研究和发展方面展开了激烈的国际竞争 。２１世纪将是高新科技世纪。高新技术日新月异将对各国综合国力的变化产生巨大的影响，并将 是一个国家兴旺发达的主要标志。再过五年多时间，我们就要跨入２１世纪了，中华民族的发展正 处于一个关键时期。与此同时，有色金属工业作为我国的传统产业，也正面临着困境、机遇和挑战 。１．有色金属工业面临看严峻的国际市场竞争我国正由计划经济体制向社会主义市场经济体制转 化，正在步入国际市场。有色金属工业作为我国基础传统产业，市场开放后，将受到国外低成本与 价格的有色金属原料和产品强烈的冲击。如１９９３年以来，大量购进的氧化铝使我国氧化铝生产 受到严重影响。其他各种有色金属产品均受世界市场价格波动的严重影响，不时陷入不利局面。２ ．在设备、技术、管理等方面与世界先进水平存在很大差距建国以来，特别是中国有色金属工业总 公司成立以来，我国有色金属工业的成就是举世瞩目的。八十年代以来，注意了引进、吸收，但我 国有色金属工业冶炼和加工设备、技术基本上仍处于六、七十年代水平，产品单一，效率低，能耗 大，污染重，亟需改进。３．生产规范小，经济效益差由于历史原因，我国有色金属工业除少数企 业外，大部分企业生产规模小，且条块分割，开采、冶炼、加工中间环节多，产业结构不合理，不 利于降低成本、形成规模效益，国际竞争能力差。如我国７０家铝厂，大多是中小型、高能耗、污 染重，自焙槽铝厂，即使劳动力价格低，吨铝成本仍高于国际先进铝厂成本。而国外的发展趋势是 ２０万吨以上大型（２００ｋＡ）预焙槽铝电解厂，电效高（达９４％～９６％），能耗低（约１ ３０００ｋＷｈ），环境污染小，吨铝投资小，成本低。此外，我国有色金属工业基本是提供原材 料，新产品的深加工均未形成规模，附加值低。随着人民生活水平和受教育程度的提高，我国劳动 力价格便宜的优势也将会逐渐失去。４．矿产资源相对贫乏我国人口多、人均占有矿藏少，矿产资 源的显著特点是贫矿、复杂共生、细粒嵌布、难选及难处理矿产居多，处理工艺流程复杂。我国矿 产资源综合利用率低，有６０％铜、４０％铅、６０％锌、５０％离子型稀土矿，５０％铋和有色 金属矿中的伴生金银等得不到充分开发和利用，我国大部分有色金属矿山均处于亏损边缘和亏损境 地；其次，二次资源、工业废料（尾矿、＊：在本文的撰写过程中，韦钦、唐仁政、黄建忠、黄克 雄、赵瑞荣、舒万垠、胡岳华、郑子樵等老师提供了素材并参与研究和指导，参与研究和指导的还 有刘业翔、黄伯云、王零森、桂卫华、陈振华、刘心宇、尹志明等老师。废渣）尚未大规模工业应 用。５．能源紧张，环保迫切同资源一样，能源在相当长一段时间内，难以摆脱紧张局面，而我国 有色金属均是高能耗产品。此外，由于废弃物对地球环境和人类健康的严重影响，世界（包括发展 中国家）对改善生存环境、防止环境污染的呼声愈来愈高，有色金属工业产生大量废气、废水、废 料，亟需有色金属工业注入新的活力，改造传统产业，改变产业和产品结构，实现高效、节能、无 污染。６．有色金属受到非金属材料替代的威胁尽管以铝合金为代表的有色金属结构材料，在航天 、汽车、建筑等领域的应用方兴未艾，但近年米塑料、陶瓷、高分子夏合材料等非金属材料性能的 极大提高，其应用正日益威胁着有色金属结构材料的地位。如２０～２５ｋｇ玻璃纤维光缆传递的 电话信息量与一吨铜线电缆所传递的信息量相同，而生产４５ｋｇ玻璃纤维光缆所消耗的能量仅相 当于一吨铜线电缆所消耗能量的５％。此外，工程塑料是以取代金属为目标，适用于结构与机械部 件的高性能塑料。中国有色金属工业面对严峻的形势，要求得生存和发展，新的和重要的契机就是 借助高新科学技术。面对２１世纪，有色金属工业除了企业内部挖潜、采用先进的管理方法外，必 须加强高新技术研究和开发，进行产业结构调整，瞄准高新技术产业并为之服务，采用高新技术改 造传统产业，使其生产高附加值、高新技术产品并商品化，在商品化基础上完成传统有色金属产业 向高新技术产业的转变。二、高新科学技术及其产业的内涵和背景一般来说，凡是高于传统技术而 有别于传统技术且能给人类带来更大效益（包括经济、社会、生态三大效益），具备科学原理的密 集性和技术成果的集群性特点的技术，称为高新技术，由高新技术生产的产品具有丰富的知识内涵 和技术含量，从而具有高附加值。而高新技术产业则是在传统产业基础上形成的一个新的由高新科 技企业群体构成的具有综合性的产业。高新技术同时也是以科技最新成就为基础的技术。近年来， 国际上由于高新技术及其产业的兴起和不断向传统的产业（如钢铁、有色金属、化工和机械等）大 量渗透，以致引起整个产业结构的大改组。过去以劳动密集型的生产为主要内容的产业，正向以知 识或研究密集型的高新技术为内容的产业，如信息技术（含计算机技术、办公自动化等）、生物技 术、新材料、能源（含核能、太阳能等）、空间技术、极限技术等方面急速过渡，以信息、生物技 术和新材料成为高新科学技术领域的三大支柱，从而将大大改变世界经济、军事和社会面貌，对未 来产业的发展以致整个科技领域的发展将产生深远的、革命性的影响。１．信息技术以电子技术与 计算机、信息获得与处理、信息传输与通信为基础的信息技术，是当代发展最迅猛、带动面最大最 广的高新技术之一。微电子技术日新月异，促进了电子产业的大力发展，据《中国科学报》报道， １９９２年电子产业的市场总额已达到７６００亿美元。现在世界国民生产总值的６５％与微电子 技术有关，预计到２０００年世界电子产业市场总额将达到２万亿美元，成为世界第一大产业。美 国克林顿政府上台以后，放弃＂星球大战＂计划，转而提出＂信息高速公路＂设想，即建立贯通美 国各大学、研究机构、企业以至普通美国人家庭的全国性的高速光纤通信信息网──以信息交流为 目的，以（多媒体）计算机为信息交流工具的基础设施。＂信息高速公路＂将不仅成为数据传输媒 介，还将成为电视、（计算机）电话、教学、卫生、娱乐、商业经营、电子办公、电子通信和电子 出版等多种服务的载体。＂信息高速公路＂将以双向交流形式，使信息消费者成为信息的积极提供 者，它带来的是一场通信革命。信息技术的核心内容是微电子技术、光电技术、通信网，而它们的 发展又取决于关键的高功能材料的发展：微电子技术的进展取决于与有色金属紧密相关的大面积集 成块制备技术、敏感材料、传感材料及纳米技术的发展：光计算机技术取决于新光源、光盘、光显 示、电光材料、理论演示元件、光栅稳定材料、磁光材料等一系列新材料、新元件问题的解决；通 信网取决于大功率激光、光缆等材料的发展。信息处理技术正在从生理、心理、认知等基础研究出 发，由简单的模式识别、人工智能方法走向神经计算新途径，由此产生的一系列智能技术正在成熟 。智能机器人、微型机器人正在研制发展；遥感、定位及深空探测取得崭新进展；远程协同工作、 虚拟环境、驾驶模拟等新事物正在为下一时代的社会工作方式带来新的变革。２．生物工程生物技 术的发展以基因工程、细胞工程为标志，将对农业、生命、医疗等领域产生巨大的影响，到时，沙 漠也可种出蔬菜和粮食。生命科学的研究涉及到生命的起源和人的智力的起因（认识科学）。了解 了生命的起源，对从一个细胞发展到人这样一个复杂的个体等规律都掌握清楚了，那么这将对整个 工业，特别是医疗工业等产生影响。若能了解智力是如如产生的，而人类又能模拟的话，将能制造 出仪器或机器来代替智力劳动，其影响将是极为深刻的。随着高科技的发展，医疗技术将有划时代 的变化，随着医用生物材料研究工作的蓬勃崛起，开发人造组织和器官，从人眼内晶状体直到人工 心脏已被广泛采用。相信到２１世纪，除大脑以外，人体的一切器官都会找到可移的代用品，这对 延长人的寿命、改善人体本身状况将起决定作用。医用材料，特别是高分子材料、夏合材料、生物 活性材料及生物可分解材料等有着广阔的发展前景。适用于医用的生物材料是综合材料科学、生物 工程、临床医学和各种基础生物科学共同合作的产物。新的生物材料系统──合成的仿生新功能材 料等，在医疗保健领域会不断发展。如医用金属材料有贵金属合金、钴铬合金、钛和钛合金、奥氏 体Ｎｉ－Ｃｒ不锈钢、磁性金属材料等。３．新材料材料技术是科技革命的基础，新材料指用于高 新技术，具有高性能、新用途和新作用的各种特种结构材料和功能材料（含智能材料、传感器等） ，大致包括高性能金属结构材料、精密陶瓷、碳纤维、工程塑料、非晶材料（含非晶合金和硅等） 、磁性材料（信息材料）、复合材料（含金属基、陶瓷基、碳基、高分子基）和精细化工制品等。 由上可见，信息技术和生物工程必须依托于新材料的研究和开发，同样新兴材料对宇航技术、新能 源、环境技术、交通运输业的发展也有着重大意义。没有新材料，就没有高技术的应用和发展。４ ．新能源与环境随着地球人口的不断增加，人们越来越担心，目前大量使用的化石燃料，有朝一日 会枯竭，尽管人们可利用水能等可再生资源，但由于水力有限，难以满足需要（水能只占地球一次 能源的２．５％，占全球发电总量的２０％）。解决能源的出路只有两条：一是更有效地利用资源 ，减少能源消耗；二是开发新能源，新能源包括太阳能、核能、风能、波浪能、潮汐能、地热能和 生物能等。其中核能、太阳能可能是在继煤、石油和天然气之后的主要能源。到１９９０年底，全世界运转的４２４座核反应堆的发电量已占世界发电总量的近２０％。人们解决能源问题的最实际最有效的途径是采用高科技，发展核电站，特别是研究利用受控热核聚变能，以及研究开发可供人类享用数百亿年的大海中的约３５万吨氘。最近，美国普林斯顿大学受控热核聚变实验输出功率已
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