有机物体内都含有矿物质/煤炭样品检测显微镜
天然材料来自何处
地球上共有92个天然可用的元素材料，它们中的大多数是金属元素。如
果我们希望将金属材料用于工程，则必须开采含有这些元素的天然矿石。这
些矿石大多以氧化物、硫化物或碳酸盐的形式存在，而且大都不纯，所以分
离、提取是获取金属材料的第一步。然而，采矿、分离和提取都是需要消耗
很大的能量的。越贫瘠的矿石开采量越大，分离、提取以及为此所消耗的能
量需求也越大。矿石中的金属含量被称为矿石品位(ore grade，用G表示)，
它是以每吨矿石中的金属重量来计量的。
(4)自然界中所存在的有机物体内都含有矿物质。煤炭、石油和天然气
都是在漫长的地质年代里生物遗体逐渐分解而转换成的碳产物。早期的磷酸
盐是从鸟和蝙蝠的粪便中提取的。
如今。人类依然在享用着这4个漫长的造物过程．它们给我们带来了无
价之宝。可惜的是，人类社会消费使用这些宝藏的速度远远大于大自然重新
造物的速度，这就迫使我们开采越来越贫瘠的矿源，而开采贫矿又需要改进
提炼萃取技术。矿石品位越低，原材料造价越昂贵。
当我们对“自然材料从何处来”这一背景有了适当的了解后，在下面的
章节里就可以讨论消费问题了。
自然资源的耗费
材料耗费 总体来说，世界上每年约需消耗10“’t的工程材料，相当
于每年每人平均消耗1．5t(虽然该量值不是在各国均匀分布的)。图2．3显
示了世界上26种用量最大的原材料之年产量。为了比较的方便，图的左上角
显示烃类燃料(hydrocarbon fuel，如石油和煤炭)庞大的年消耗量：9×10
9 t，即90亿吨。该图的目的旨在通过比较给出一些综合信息。首先让我们
来看金属材料的年产量吨位。由于纵坐标为对数坐标，粗看起来似乎用量最
多的钢产量仅比铝合金多一点。但事实上，钢的产量超过其他金属产量总和
的10倍以上。钢，在现代工业中．可能缺乏如同钛合金、碳纤维增强复合材
料(carbon fibre reinforced polymers，简称CFRP)和最时髦的纳米材料等
的高科技形象。但是，钢的多功能性、高强度、高韧性以及低成本和应用
