摘要：元素周期表中的118個(gè)元素，有超過80%為金屬元素。這些金屬是否都屬于有色金屬，有色金屬應(yīng)該如何劃分，是一個(gè)值得再清晰的問題。

有色金屬及其合金，作為現(xiàn)代材料的重要組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)、人民日常生活及國防工業(yè)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展等領(lǐng)域，均發(fā)揮著基礎(chǔ)材料和戰(zhàn)略物資的重要作用。

人類對有色金屬的研究與探索，同對自然的認(rèn)識一樣，是一個(gè)從宏觀到微觀不斷深入的過程。隨著研究的不斷完善，化學(xué)元素周期表中的元素，也一直在經(jīng)歷不斷測定、不斷準(zhǔn)確、不斷增加的過程。

目前，元素周期表中的118個(gè)元素，有超過80%為金屬元素。這些金屬是否都屬于有色金屬，有色金屬應(yīng)該如何劃分，是一個(gè)值得再清晰的問題。

1）什么是有色金屬?

“有色金屬”英文翻譯為“Nonferrous Metals”，與“黑色金屬”的英文翻譯“Ferrous Metals”相對應(yīng)。

英文“Ferrous Metals”直譯為鐵類金屬，是指鐵、錳、鉻三種金屬的統(tǒng)稱。“Nonferrous Metals”直譯為非鐵類金屬，即指除鐵、錳、鉻以外的金屬的統(tǒng)稱。

據(jù)一位長期從事有色金屬行業(yè)工作的老先生講，當(dāng)初將“Ferrous Metals”和“Nonferrous Metals”翻譯為“黑色金屬”和“有色金屬”的過程，也是一個(gè)體現(xiàn)翻譯藝術(shù)的有趣故事。

***早翻譯“Ferrous Metals”和“Nonferrous Metals”的學(xué)者，覺得如果直接翻譯為“鐵的金屬”和“非鐵的金屬”，或“含鐵的金屬”和“不含鐵的金屬”，雖然考慮到了翻譯的準(zhǔn)確性，但并不簡潔，在使用上也十分拗口。于是這位學(xué)者跳出慣性思維，從金屬的光學(xué)性質(zhì)出發(fā)，進(jìn)行了翻譯中的再創(chuàng)造。

純凈的鐵雖然是銀白色，但在人們?nèi)粘９ぷ鳌⑸钪谐３Ｒ姷降蔫F，卻是黑色。這是因?yàn)殍F的表面覆蓋了一層黑色的氧化膜：四氧化三鐵。也正是由于這層氧化膜，使鐵給人以黑色的印象，于是從這個(gè)角度出發(fā)，將“Ferrous Metals”再創(chuàng)造地翻譯為“黑色金屬”。

有了“黑色金屬”，考慮到銀是白色、金是金色、銅是黃色、鉛是灰色，“非鐵的金屬”呈現(xiàn)多彩的光學(xué)特性，于是將“Nonferrous Metals”翻譯為“有色金屬”。

從此，“黑色金屬”和“有色金屬”便成為漢語中的“Ferrous Metals”和“Nonferrous Metals”在行業(yè)中傳播開來。

《大辭海（材料科學(xué)卷）》金屬材料-有色金屬材料一節(jié)中對“有色金屬”的定義為：“元素周期表中除鐵、鉻、錳三種金屬以外的所有金屬元素的統(tǒng)稱?？煞炙念悾海?/span>1）重金屬，包括銅、鉛、鋅、鎳等；（2）輕金屬，包括鋁、鎂、鈦等；（3）貴金屬，包括金、銀、鉑等；（4）稀有金屬，包括鎢、鉬、鉭、鈮、釷、鈹、銦、鍺、稀土金屬等。由于稀有金屬在現(xiàn)代工業(yè)中具有重要地位，故常從有色金屬中劃出來單獨(dú)成為一類。”

“稀有金屬”的定義為：“亦稱‘新金屬’。在地殼中含量較少、分布稀散、提煉困難和應(yīng)用較晚的金屬。迄今國際上還沒有統(tǒng)一劃分標(biāo)準(zhǔn)。按中國慣例，一般將稀有金屬分為稀有輕金屬、稀有高熔點(diǎn)金屬、稀土金屬、稀有分散金屬、放射性金屬五類。稀有金屬是具有優(yōu)異性能和特殊功能的新型材料，其應(yīng)用大體包括軍事技術(shù)應(yīng)用、工業(yè)應(yīng)用、農(nóng)業(yè)應(yīng)用、第三產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和高技術(shù)應(yīng)用五個(gè)方面。”

“稀有放射性金屬”定義為：“亦稱‘放射性稀有金屬’。稀有金屬的一類。包括天然放射性金屬……和人造放射性元素……”

按照《大辭?！分?/span>“有色金屬”的定義，則元素周期表中除非金屬元素和“鐵、鉻、錳”3種黑色金屬以外的所有金屬，均為有色金屬。

“有色金屬”的英文翻譯“Nonferrous Metals”，也與《大辭?！分械亩x相一致。

因此，“有色金屬”的準(zhǔn)確定義應(yīng)為：元素周期表中除鐵、鉻、錳三種金屬以外的所有金屬元素的統(tǒng)稱。

2）現(xiàn)有64種有色金屬劃分的由來

關(guān)于64種有色金屬具體品種的劃分，***廣泛、***普遍的說法是：1958年，我國將鐵、鉻、錳三種金屬列為黑色金屬；并將鐵、鉻、錳以外的64種金屬列為有色金屬。

根據(jù)1997年，中南工業(yè)大學(xué)出版社出版的，由汪貽水、王志雄、沈建忠編著的《六十四種有色金屬》一書，64種有色金屬具體包括：鋁、鎂、鉀、鈉、鈣、鍶、鋇、銅、鉛、鋅、錫、鈷、鎳、銻、汞、鎘、鉍、金、銀、鉑、釕、銠、鈀、鋨、銥、鈹、鋰、銣、銫、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鎢、鉬、鎵、銦、鉈、鍺、錸、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔、硅、硼、硒、碲、砷、釷。此劃分方法，也是***廣為傳播的64種有色金屬劃分方法。

1958年，我國劃定64種有色金屬的具體出處，雖然尚無考證。但費(fèi)子文先生曾在《人事有代謝 往來成古今——深切悼念邱純甫同志和原總公司其他老同志》一文中提到：“邱純甫同志……1956年到1969年任冶金部黨組成員兼辦公廳主任，分管有色金屬日常工作。在這期間，他主持編寫了向黨中央、毛主席匯報(bào)的題為《爭取有色金屬產(chǎn)量飛躍，占領(lǐng)有色金屬全部領(lǐng)域》的報(bào)告。毛主席批示：‘64種有色金屬?zèng)]有它不行。’***批示：‘把64種有色金屬當(dāng)64個(gè)堡壘，要一個(gè)一個(gè)地攻下來。’之后，經(jīng)過孫鴻儒同志組織北京有色金屬研究總院等科研單位奮力攻關(guān)，我國全部掌握了64種有色金屬的提煉技術(shù)。”

鐘少曦先生在《毛澤東與攀枝花開發(fā)建設(shè)》一文中也提到：“1958年4月5日，王鶴壽向中共中央提交了題為《爭取有色金屬產(chǎn)量的飛躍，占領(lǐng)有色金屬的全部領(lǐng)域》的報(bào)告說：無論重工業(yè)或輕工業(yè)，對各種有色金屬的需要愈來愈大。原子工業(yè)、電子工業(yè)以及國防工業(yè)中的噴氣飛機(jī)、導(dǎo)彈等，如果沒有有色金屬(特別是稀有金屬)，就不可能建立和發(fā)展。必須以快于其他部門的速度，提高有色金屬的產(chǎn)量。在第二個(gè)五年計(jì)劃中，有色金屬增長三倍以上，才能逐漸趕上我國其他工業(yè)水平……中共中央批示說：同意冶金工業(yè)部黨組所提的關(guān)于有色金屬工業(yè)的規(guī)劃和措施……”

從上述文字中可以洞悉，1958年64種有色金屬的劃分，或許便源于《爭取有色金屬產(chǎn)量飛躍，占領(lǐng)有色金屬全部領(lǐng)域》這份報(bào)告。

3）現(xiàn)有64種有色金屬劃分中存在的問題

在《六十四種有色金屬》一書中介紹的，現(xiàn)在廣為傳播的64種有色金屬劃分方法，仍存在一些值得討論的問題。

1.天然放射性元素中，為何只有“釷”屬于有色金屬？

在《六十四種有色金屬》一書前言中，關(guān)于64種有色金屬劃分的介紹，單列“鈾、釙、釷、鐳、錒、鏷”為6種天然放射性金屬，屬于51種稀有金屬，區(qū)別于13種普通有色金屬，包括在64種有色金屬之中。

而前言介紹中的64種有色金屬，與該書具體內(nèi)容中的64種有色金屬有所出入，用“鈾、釙、鐳、錒、鏷”5種天然放射性金屬，替換了該書具體內(nèi)容中介紹的“硅、硼、硒、碲、砷”5種準(zhǔn)金屬。

從“有色金屬”的定義看，不僅是“釷”，包括“鈾、釙、鐳、錒、鏷”在內(nèi)的全部放射性金屬均屬有色金屬。因而，有色金屬品種遠(yuǎn)不止64種。

2.稀土金屬中，為何只有“钷”不屬于有色金屬？

在《六十四種有色金屬》一書中，“钷”元素不在64種有色金屬之列。但在《大辭?！分?，稀土金屬的定義為：“鈧、釔和鑭系金屬中鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥17種金屬元素的合稱……”

既然“稀土金屬”屬于“稀有金屬”，“稀有金屬”屬于“有色金屬”，那么“钷”金屬，也應(yīng)為有色金屬。

3.準(zhǔn)金屬是不是有色金屬？

《大辭?！分校?/span>“準(zhǔn)金屬”的定義為：“一類外表呈現(xiàn)金屬特性，但卻表現(xiàn)金屬和非金屬兩種化學(xué)性質(zhì)的元素。例如硼、硅、鍺、砷、銻、碲等。其中一些元素或其化合物具有半導(dǎo)體性質(zhì)。它們的一些氧化物既溶于酸也溶于堿。”

《大辭?！吩?/span>“金屬”的定義中提到：“……少數(shù)金屬同非金屬之間有時(shí)很難加以劃分。有些元素按其性質(zhì)可列為金屬，也可列為非金屬（如硼、砷、銻、硒、碲等），有時(shí)也稱為‘準(zhǔn)金屬’……”

按照上述定義，則“硅、硼、硒、碲、砷”5種準(zhǔn)金屬元素，可以列為金屬，屬于有色金屬之列。

綜上，現(xiàn)有64種有色金屬劃分方法存在不足之處，并未包括全部有色金屬。

4）關(guān)于有色金屬具體劃分的討論

有色金屬品種多，各金屬性質(zhì)復(fù)雜，在有色金屬具體種類劃分上，由于定義不同，同一金屬品種可以屬于不同子類。在國際上，關(guān)于稀有金屬的劃分，迄今也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

但根據(jù)《大辭海》中有關(guān)定義，以及我國慣例，結(jié)合各金屬品種的突出特點(diǎn)，以及行業(yè)應(yīng)用實(shí)際，在避免重復(fù)劃分的基礎(chǔ)上，可作如下劃分，以供討論。

1.有色輕金屬（8種）

鋁、鎂、鈣、鈉、鈦、鉀、鍶、鋇。

《大辭?！分?，“輕金屬”定義為：“一般指相對密度小于5的金屬。可分為有色輕金屬和稀有輕金屬兩類。前者有鋁、鎂、鈣、鈉、鈦、鉀、鍶等，后者有鋰、鈹、銣、銫等……”

根據(jù)“輕金屬”定義及有色金屬行業(yè)慣例和應(yīng)用實(shí)際，將鋁、鎂、鈣、鈉、鈦、鉀、鍶、鋇8種金屬列為“有色輕金屬”。

2.有色重金屬（10種）

銅、鈷、鎳、鉛、鋅、鎘、鉍、錫、銻、汞。

《大辭海》中，“重金屬”定義為：“一般指相對密度大于5的金屬。如銅、鈷、鎳、鉛、鋅、鎘、鉍、錫、銻、汞、鈮、鉭、鎢、鉬等……”按照該定義，則所有金屬可劃分為重金屬和輕金屬兩類。

但在重金屬中，雖然鈮、鉭、鎢、鉬等金屬相對密度也大于5，屬于重金屬之列，然而考慮到鈮、鉭、鎢、鉬等重金屬兼具稀有金屬和難熔金屬的特點(diǎn)，可進(jìn)一步加以劃分。因此，參考“輕金屬”定義中的“有色輕金屬”和“稀有輕金屬”，單獨(dú)將銅、鈷、鎳、鉛、鋅、鎘、鉍、錫、銻、汞10種金屬列為“有色重金屬”，以同其他重金屬進(jìn)行區(qū)分。

3.貴金屬（8種）

金、銀、鉑、釕、銠、鈀、鋨、銥。

《大辭?！分校?/span>“貴金屬”定義為：“有色金屬的一類。在地殼中儲(chǔ)量很少，曾被認(rèn)為是***貴重的金屬，故名。包括金、銀和鉑系金屬。多數(shù)具有很強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和很好的延展性?？勺鞔呋瘎?/span>……”

按照該定義，將金、銀、鉑、釕、銠、鈀、鋨、銥8種金屬列為“貴金屬”。

4.稀有輕金屬（4種）

鋰、鈹、銣、銫。

根據(jù)《大辭?！?/span>“輕金屬”定義中，劃分出的“稀有輕金屬”，將鋰、鈹、銣、銫4種金屬，歸為此類。

5.稀有難熔金屬（8種）

鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鋯、錸、鉿。

《大辭海》中，“稀有高熔點(diǎn)金屬”的定義為：“熔點(diǎn)高于鐵的熔點(diǎn)（1535℃）的稀有金屬。包括第4-6族（第IVB、VB、VIB族）、金屬錸和貴金屬中的鉑、鋨、銥、釕、銠和鈀等……”

考慮到鉑、鋨、銥、釕、銠和鈀，已根據(jù)其特點(diǎn)，歸入“貴金屬”一列。又參考“輕金屬”“重金屬”中，“有色輕金屬”“稀有輕金屬”“有色重金屬”的劃分方式，單列鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鋯、錸、鉿8種金屬為“稀有難熔金屬”，作為“稀有高熔點(diǎn)金屬”中的細(xì)分小類。

6.稀有分散金屬（4種）

鍺、鎵、銦、鉈。

《大辭海》中，“稀有分散金屬”的定義為：“亦稱‘稀散金屬’。在自然界中不形成獨(dú)立礦床而以雜質(zhì)狀態(tài)分散在其他礦物之中的金屬。是稀有金屬的一類。包括鍺、鎵、銦、鉈、鉿、錸等金屬……”

按照該定義，鉿、錸也屬“稀有分散金屬”。但考慮到鉿、錸兼具“稀有難熔金屬”的特點(diǎn)，并已據(jù)此分類。為避免重復(fù)劃分，并結(jié)合行業(yè)實(shí)際，只將鍺、鎵、銦、鉈4種金屬，列入“稀有分散金屬”之列。

7.稀有稀土金屬（17種）

鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪；釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔。

（1）輕稀土金屬（7種）

鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪。

（2）重稀土金屬（10種）

釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔。

《大辭海》中，“稀土金屬”的定義為：“鈧、釔和鑭系金屬中鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥17種金屬元素的合稱。從鑭至銪稱‘輕稀土金屬’，從釓至镥包括鈧和釔則稱‘重稀土金屬’……”

根據(jù)定義，將鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪；釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔17種金屬劃為“稀有稀土金屬”；并將鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪7種金屬劃為“輕稀土金屬”，釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔10種金屬劃為“重稀土金屬”。

8.準(zhǔn)金屬（5種）

硼、硅、砷、硒、碲。

劃分依據(jù)見第三節(jié)問題3。

9.稀有放射性金屬（32種）

锝、釙、鈁、鐳、鈩、钅杜、钅喜、钅波、钅黑、钅麥、钅達(dá)、钅侖、鎶、鉨、钅夫、鏌、鉝、錒、釷、鏷、鈾、镎、钚、镅、鋦、锫、锎、锿、鐨、鍆、锘、鐒。

《大辭?！分?，“稀有放射性金屬”的定義為：“亦稱‘放射性稀有金屬’。稀有金屬的一類。包括天然放射性金屬……和人造放射性元素……”

根據(jù)此定義，則全部放射性金屬屬于此類。考慮到放射性金屬“钷”，已根據(jù)其特點(diǎn)，列入“輕稀土金屬”，為避免重復(fù)，未列入“稀有放射性金屬”之列。

按照上述劃分方法，則現(xiàn)階段有色金屬包括9大類96種有色金屬品種（具體劃分方式見下表）。

5）結(jié)語

元素周期系、元素周期表均處于不斷發(fā)展和不斷完善的過程之中。20世紀(jì)20年代末，在第1號到第92號元素組成的元素周期表中，就有43號、61號、85號和87號四個(gè)空位。此后的幾十年，人們通過不斷探索、發(fā)現(xiàn)，陸續(xù)填補(bǔ)并不斷發(fā)展了元素周期系、元素周期表。

2018年，在中國化學(xué)會(huì)根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化***合會(huì)（IUPAC）譯制發(fā)布的元素周期表中，已包含118個(gè)元素。但在已發(fā)現(xiàn)或人工合成的這118個(gè)元素中，有些元素的原子量、原子結(jié)構(gòu)尚且沒有定論，人類對未知的探索仍在不斷進(jìn)行之中。

上述有色金屬品種的劃分方法，也是基于現(xiàn)階段前人研究成果，在綜合考慮元素獨(dú)特性質(zhì)，以及有色金屬行業(yè)應(yīng)用慣例和過往經(jīng)驗(yàn)的情況下，在便于歸類、辨識清晰的原則下，提出的劃分方法。劃分的準(zhǔn)確性和合理性，仍需有色金屬行業(yè)科研、生產(chǎn)等廣大工作者的不斷討論和完善。文章的不當(dāng)之處，也請廣大業(yè)內(nèi)朋友批評指正。

希望通過有色金屬行業(yè)人的不斷努力探索，為祖國有色金屬工業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展、提質(zhì)創(chuàng)新，貢獻(xiàn)自己的一份力量。

來源：中國有色金屬報(bào) 

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