目錄

• 簡介

• 主持人致辭

• 主旨報告

• 葉樹峰：黃金生產技術現狀與未來技術發展

• 討論與交流

• 主要專家簡介：

• 展開

【簡介】

黃金產業是國民經濟的重要產業。黃金是關系國家命脈的戰略資源，對國家金融安全有特殊意義，被用作金融儲備和投資的特殊通貨。同時，除了黃金首飾大量使用之外，它也是許多高技術產品例如電子產品的重要原料。但是黃金生產工業具有提煉困難、污染嚴重的問題，開發綠色和高效的黃金冶煉工藝對黃金生產未來發展有重要意義。本次沙龍以“黃金生產技術的現狀與未來技術發展”為主題，黃金生產工藝的科研和技術現狀，并探討其未來發展方向和面臨的問題。

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【主持人致辭】

馬 兵：由中科院老科協主辦、過程工程所分會承辦的“冶金新技術的現狀與發展趨勢”學術沙龍正式開始。首先對各位領導和專家到會表示衷心感謝和熱烈歡迎！今天由過程工程所葉樹峰研究員作主旨報告。葉樹峰研究員在黃金冶煉領域不僅理論研究造詣頗深，而且在科研成果的工業應用推廣上取得許多成就，多次獲獎，并有諸多著述。下面首先請過程工程所副所長、老科協過程工程所分會理事長管兵致歡迎辭。然后，請葉樹峰研究員作報告。

管 兵：按照所里所領導分工，我分管離退休干部工作，非常榮幸能夠和老同志們一塊學習，一塊做一些科技事業。我首先代表過程工程所歡迎院老科協領導蒞臨指導！

過程工程所原先是化工冶金所，研究所的特點就是緊密地和我們的國民經濟聯系在一起。無論是在那個時期，我們所的立所之本都是緊緊地圍繞著國家戰略需求和國民經濟的發展需求不斷地延伸和擴展我們所的研究方向。從最早的化工冶金，實際上是煉鋼煉鐵，三位老科學家葉渚沛先生、陳家鏞先生、郭慕孫先生從海外歸來，圍繞國家當時對鋼鐵事業發展的需求，在國家領導人的關注下，成立了化工冶金研究所。圍繞包鋼、攀鋼、首鋼的建設，我們老一代的科學家做出了很多很大的貢獻，為我國鋼鐵事業的奠基發揚了我們中國科學院人科技報國的精神。走到今天，過程工程所除了原有的冶金學科優勢以外，在新能源、新材料、廢舊電池的處理、生物化工、環境治理、大氣污染治理、河流污染治理等領域，都有科研成果，在全國范圍內有近百余條的示范生產線，很好地支撐了國家產業升級的工作。我所的工作在國家層面不一定談得上特別顯著，但是能夠緊緊地腳踏實地和國民經濟的主戰線結合在一起，國家、企業的需求就是我們的研究方向。

今天非常高興，各位專家能夠聚集在一起，做這個學術沙龍。希望今后在過程工程所多舉辦這樣的活動，過程工程所老科協也特別希望院老科協給我們更多的任務。無論是在科普還是專家咨詢方面，因為與工業、企業緊密地結合在一起，過程工程所有獨特的優勢，所以我們愿意更多地承擔院老科協的活動。最后，再次表示感謝大家與會，歡迎各位領導、專家經常到過程工程所指導工作。

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【主旨報告】

葉樹峰：黃金生產技術現狀與未來技術發展

尊敬的各位專家，上午好！在座的很多都是我到所里時的領導、老師輩。我這里談不上給大家作報告，僅想把這些年所做的工作向各位專家、領導、老師們做個匯報。黃金是個小產業，中美貿易戰以后，黃金漲價特別厲害，金價已經突破了每克300元了，說明國際上比較動亂的時候，大家對黃金比較重視。所以就給各位老專家、老領導講講黃金目前的態勢。

一、黃金儲量、產量及消費

黃金有很強的金融屬性。全球已發現確定的金礦資源共計8.9萬噸，分布在88個黃金產出國境內。到2017年底，我們國家黃金探明儲量位居世界第二位，僅次于南非。我們國家的金礦比較分散，金礦到處都有，大型礦比價少，現在大量的黃金公司往甘肅、新疆、青海走。我國金礦資源的主要分布在東北北部砂金礦區、燕遼金礦區、山東金礦區、東南地區金礦床、秦嶺-祁連山金礦區、西南地區、臺灣金礦區、新疆金礦區、西藏金礦區9個成礦區。山東礦區的礦石比較容易化學浸出，西南、西北的礦區屬于難選冶金礦。探明的含砷金礦已經達到了5億噸，但是還沒有好的辦法處理。根據我國實際情況，結合選礦工藝要求，可劃分為貧硫化物金礦石、多硫化物金礦石、含金多金屬硫化礦石、含金氧化礦石和含碲金礦石5類。

2018年國內黃金產量為401.12噸，連續12年位居全球第一。如果再加上銅、鉛等有色冶煉企業的產量，黃金的年產量大概500多噸。但是與去年相比，產量下降。我們國家黃金對外的依存度很高，礦石的自給率不到60%，其余部分主要依靠從世界各地買進礦石。但由于人口眾多和文化傳統，我國家個黃金消費大國。2018年，全國黃金實際消費量為1151.43噸，連續6年保持全球第一位。

二、黃金生產技術現狀

經過多年發展，中國的黃金行業綜合技術平均水平已經達到世界首位。我國黃金生產的兩條主流線代表了世界主流線。我國黃金布局非常有趣，山東招遠是第一大黃金產地，主體是直接氰化工藝，這是針對容易浸出的礦。經過這些年的努力，直接氰化渣的問題已經得到了比較好的解決（圖1）。河南靈寶是第二大黃金產地，金精礦經過焙燒？氰化工藝，得到黃金、白銀和紅渣，這是針對難選冶礦（圖2）。因為紅渣含氰，是危險固廢。在三門峽地區，紅渣已經構成最大的環保問題。

圖1 招遠直接氰化工藝流程

圖2 靈寶焙燒-氰化工藝流程

現在國家黃金產量下降，行業受到的制約主要有兩個方面：（1）國內黃金企業礦石品位下降，易處理礦石資源越來越少，難處理礦石比例越來越高，處理成本增加；（2）國家對環保和生態的重視，環保的壓力，礦山的環保，氰化尾渣的危害問題等。

通常認為，使用常規浸出工藝金回收率低于80%的金礦資源即為難處理金礦。難處理的原因有工藝礦物學、化學和電化學方面等多種原因。如礦石中的金嵌布粒度極細，包裹嚴重，常規磨礦方法無法使金解離出來；含有與浸出藥劑作用很慢或阻礙浸出藥劑作用的礦物；含有有害雜質，多不穩定，氰化液中溶解度高，消耗氰化物、溶解氧和堿，生成阻礙金浸出的沉淀或氧化膜；含有導電礦物，生成一些化合物，使金的陰極溶解被鈍化，致使礦石選冶處理困難。難處理金礦的主要處理方法有三類：氧化預處理、強化氰化浸出和非氰提金。

三、難處理金礦預處理

黃金提取如若有一個革命性的變化，要發展，肯定是需要預處理。預處理的主要手段是氧化。氧化預處理的目的是打開礦物對金的包裹，去除砷、銻、有機碳等妨礙浸出的有害雜質，改變礦物的理化性質，形成多孔狀物料，使浸出藥劑有機會與金粒接觸，從而使金易于浸出。

焙燒氧化預處理是最傳統的預處理方法，是一種技術可靠、操作簡單、適應性強的預處理方法。根據金礦石含砷量的高低，焙燒氧化工藝可選用一段焙燒法或二段焙燒法。含砷高的礦物一般采用兩段焙燒工藝。山東國大股份有限公司是我國第一家采用兩段焙燒處理含砷金精礦的黃金冶煉廠，于2002年建成投產。此后，山東恒邦、福建紫金、新疆星塔等陸續采用兩段焙燒工藝。我國在循環流態化煅燒難處理金礦方面進行了大量研究，國內第一家針對原礦焙燒的循環流態化焙燒工藝在新疆星塔礦業有限公司采用，由北礦院設計，于2007年開始建設，2009年投產。

加壓氧化在高溫高壓下進行，由于操作安全性的原因，應用受到限制。化學氧化法用的比較少，它的針對性和局限性比較強。如堿浸預處理則主要處理含銻金精礦，但不能處理含砷金礦，且金精礦銻含量低時經濟性不合理。

生物氧化預處理也是比較主流的預處理方法，能處理含砷物料，適用性強，成本較低。但同樣的處理量下，生物氧化的占地面積大，反應時間長。

超細磨預處理也目前常用的預處理方法，通過超細磨，使微細粒金充分解離，暴露出來，從而促進金的浸出。

四、氰化工藝及其強化

到現在為止，有關氰化物的提金機理還有爭議，認識并不統一。埃爾斯納把金浸出的化學反應式寫為：

4Au+8CN-+O2+2H2O=4Au(CN)-2+4OH-

波特蘭德認為金的溶解分兩步進行：

2Au+4CN-+O2+2H2O=2Au(CN)-2+2OH-+H2O2

2Au+4CN-+H2O2=2Au(CN)-2+2OH-

不過，金在溶液中的存在形式和氧的重要作用達成了共識。金在氰化物溶液中的溶解本質上是個電化學腐蝕過程。理論分析結果表明，礦漿或溶液中的氰根和氧的濃度比值達6左右時，可使金的溶解速度達極限值，單一增加其中之一的濃度也不可能再增加金的溶解速度。而實驗結果表明，氰根和氧的濃度比值在4.6？7.4之間時，浸出效果最佳。影響金溶解的因素包括氰化物和氧的質量濃度、溫度、金粒的大小和形狀、礦漿粘度、在金表面生成的薄膜、pH值、攪拌速度，可以從這些方面采取措施來強化金的浸出過程，從而提高金的回收率，以有效地回收難處理金礦石中的金。

目前，主要采用的氰化浸出方法是攪拌浸出法。經磨礦和分級的礦漿進入濃縮機脫水，造成適宜的濃度；濃縮后的礦漿在攪拌、充氣和加入氰化溶液的情況下進行氰化浸出。浸出后的礦漿需要洗滌，把浸出來的金洗到貴液中。氰化礦漿的常規洗滌方法有：間歇或連續的傾斜法洗滌、流態化法洗滌、連續式或間歇式真空過濾機過濾法洗滌。含金溶液給入置換沉淀作業，用鋅粉或鋅絲沉淀金。當含金溶液（含金氰化溶液）通過置換沉淀設備時，金和銀即自含金溶液中呈金屬顆粒狀沉淀出來。而脫金溶液（貧液）送往貧液池中，可作為循環溶液用于下一批物料的氰化浸出。

炭漿法一般是指在氰化浸出完成之后，再進行活性炭吸附金的工藝過程。炭漿法與常規氰化洗滌工藝相比，省去了礦漿的洗滌和固液分離，直接使用活性炭從礦漿中吸附金，以代替浸出礦漿的洗滌、固液分離和浸出液的澄清、除氣等作業。現在，活性炭已經由不規則顆粒狀發展成球形，它的粉碎率低，多孔多表面，吸附能力大。炭漿法涉及活性炭吸附金、載金活性炭的解吸和炭再生三個步驟。影響活性炭吸附金的主要因素包括礦漿中金濃度、活性炭的類型和粒度、礦漿濃度、活性炭與礦漿的混合程度、礦漿酸堿度、溫度、氰根濃度、無機物和有機物。載金活性炭的解吸方法有常壓解吸法、高溫高壓解吸法、酒精解吸法、水溶液解吸法和整體壓力解析法。而炭再生方法包括酸洗法和加熱再生兩部分。活性炭的成本是炭漿法很大的問題，有的能循環上百次，有的只能使用三四次，所以活性炭的再生受到重視。

樹脂礦漿法用得較少。因為環保的原因，堆浸法主要在邊疆地區采用，使用受到嚴格限制。強化氰化浸出的方法還有助浸技術，ZQD助浸、乙二胺四乙酸鐵銨和草酸鐵配合物助浸、EDTA助浸和氨氰法。

五、非氰提金技術發展

因為氰化法發展了200多年，已經非常成熟，真的要解決環保問題，非氰提金一定是一個方向。由于氰化物有劇毒、浸出速度較慢、對某些難處理金礦的直接氰化浸出率低，所以發展了非氰提金技術。非氰提金技術包括濕法和火法兩種。濕法非氰提金藥劑包括含硫試劑（硫脲、硫代硫酸鹽、多硫化物、石硫合劑、硫氰酸鹽）、鹵素系列試劑（水氯化法、碘化法、溴化法）等。主流的濕法非氰提金方法主要有金蟬法、綠金法、Sandioss法等。

火法非氰提金則主要有造锍捕金、高溫氯化。造锍捕金可以將各種復雜難處理金精礦直接摻入到銅精礦或鉛精礦中進行金屬熔煉，利用熔融狀態的鉛或銅捕集金屬，金捕集到金屬銅（鉛）锍中，實現金精礦中金和銀的轉移與高效富集。國內大型銅、鉛冶煉廠，由于銅精礦、鉛精礦中含數克噸的金和更高品位的銀，所以重有色冶煉企業都是生產金、銀產品的大戶。造銅锍捕金流程有如下優點：銅捕集金銀效果好，金銀的回收率大于95%以上，渣中金銀金屬損失小；銅對人體的傷害小，環境友好；實現部分有價資源綜合利用，成本低。造锍捕金在國內發展迅速，已有方圓、恒邦、靈寶金城冶金等企業采用

六、二次資源綜合利用

黃金生產過程的固廢包括浮選尾礦、氰化渣（紅渣和直接氰化渣）（圖3）。可對金精礦的浮選尾礦進行氰化提金或制造建材，對直接氰化渣進行浮選回收有價元素。

圖3 黃金生產過程中可利用的二次資源

直接氰化渣粒度細，泥化現象嚴重，含有氰化物，嚴重抑制硫鐵富集，需要進行破氰處理才能有效富集硫鐵，浮選硫鐵的技術難度遠大于低品位硫鐵礦。本課題組開發了“一次粗選、一次掃選、兩次精選”的短流程選礦工藝，關鍵技術在于磨、浮工藝流程和浮選藥劑。該技術成果已在國內大型黃金企業和化工企業得到應用，建立了十幾條示范線，取得了較好的經濟效益。

直接氰化渣浮選后的硫鐵礦經高溫焙燒，得到硫酸燒渣。硫酸燒渣由鐵氧化物、脈石以及一定量的金、銀、銅、鉛、鋅等組成，資源價值高達數百億。但其結構疏松、組分雜、粒度細和鐵氧化物的包裹導致金屬回收低效，利用率不足30%。硫酸渣的堆存造成土壤和水體污染，嚴重危害生態環境。高溫氯化工藝是實現硫酸渣全量化、高值化和無害化利用的較好方法。以回轉窯為核心的傳統高溫氯化技術存在球團強度低、易粉化，反應器結圈、結瘤、煙氣量大、腐蝕嚴重、有價組分揮發率低等問題。本課題組開發了新型高溫氯化反應器，具有熱效率高、煙氣量少的特點，實現了快速、均勻傳熱，保證了高的傳質效率，解決了高溫氯化腐蝕、球團強度低和工藝集成問題，產品球團各項指標達到一級球團標準，為硫酸燒渣綜合利用、金屬資源增值提供了技術保證。該技術現已完成2萬噸/年處理含金銀等貴金屬高鐵硫酸燒渣的中試試驗研究，正在建設15萬噸級產業化示范工程。

直接氰化渣選礦后，剩下的尾礦如何處理，做個簡單介紹。它的氰根是緩慢釋放的，怎么能夠通過反應加快它的釋放，使它脫毒，變成一般固廢。本課題組開展了FeS2催化H2O2氧化脫附硫鐵礦表面吸附的氰化物研究，其原理可以表述為：

2FeS2+11H2O2+13CN-→2[Fe(CN)6]4-+SCN-+12H2O+3SO24-

采用不同膠凝材料固化氰化渣，固化體中氰根離子的浸出率大小順序為：鋁酸鹽水泥>硫鋁酸鹽水泥>硅酸鹽水泥>硫氧鎂水泥。

對于紅渣的處理，本課題組開發了紅渣酸浸脫除砷鐵、酸浸渣非氰提金、浸出液脫砷和沉鐵渣制備鐵紅的紅渣利用工藝路線。在常溫常壓下進行脫砷處理，可以將砷含量從1.49%降低到0.2%以下。鐵砷比及pH值對浸出液中砷的去除有著重要影響。增大pH值有利于砷的去除，在pH=4？6時，溶液中砷的去除率較高，在此pH值范圍內提高鐵砷比有利于砷的脫除；當溶液中鐵砷比>2時，溶液中砷的含量能夠降低到0.5 mg/L以下。常溫下在pH=4？6、鐵砷比>2的條件下，得到的沉淀砷渣是非定型態的。通過提高鐵砷比可以提高沉淀渣的穩定性，當鐵砷比>2時，渣的浸出毒性可以降低到5 mg/L以下

七、黃金綠色選冶技術

我們提出了黃金未來發展的一個思路。黃金綠色選冶技術包括以下三個部分：難選冶金精粉硫鐵富集選、兩段焙燒？氰化提金（含焙燒渣二次脫砷）、高鐵紅渣高值化綜合利用、尾礦非氰提金。終端產品包括金、銀等貴金屬、硫酸、銅、高品質煉鋼粒鐵（球團）等。該流程產業鏈結構完整，實現真正意義上的資源循環利用；綜合回收礦物中的金、銀、銅、鉛、鋅等有色金屬和鐵，各有價元素的資源化利用得到最大化，避免了資源浪費；實現了氰化尾渣的無害化利用，整個過程沒有危險固廢產生，廢氣達標排放，水循環使用無外排；能夠處理多元素含砷復雜金精礦，對原料的適用性強（圖4）。

圖4 黃金綠色選冶技術流程圖

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【討論與交流】

馬  兵：謝謝葉樹峰研究員的報告，下面請歡迎各位踴躍提出問題和建議，并開展討論和交流。

毛在砂：以前只知道葉樹峰是做鋼鐵冶金方面的研究，聽了報告后才了解到近些年來做了大量卓有成效的黃金提取工作，成績應當充分肯定。

羅世民：聽了葉樹峰的報告很有啟發。冶金提取行業選冶結合一直是一個主要研究思路。我所在此方面有豐富的經驗，應注意參考和發揮技術優勢。我曾參加過阿爾巴尼亞紅土礦的提取冶金研究工作，認識到研究透徹礦石組成和性質對礦石的綜合利用很重要，不能僅提取一兩種金屬。對黃金礦石的提金以及有效地回收其他有價元素也是如此。我所在濕法冶金領域有長期的研究積累，不僅應在提金上多借鑒，而且可考慮應用在處理廢舊電子器件回收其上面的金和銀等。

葉樹峰：我們的提金流程體現了火法和濕法冶金的結合，但重點還是在濕法冶金上。金礦的綜合處理確實是大課題，關系到企業效益，資源合理利用和環境生態保護。其中還有很多工作要做。對于您建議處理廢舊電子器件回收金和銀的研究課題我覺得很好，我們今后會考慮做此方面的工作。

洪延超：由多金屬復雜含金礦石提取金銀難度確實很大，葉研究員的研究團隊在此方面做出了突出成就。我主要想了解一下，目前我國黃金提取行業面臨的主要問題和解決思路。

葉樹峰：我國黃金行業面臨的主要問題是含金礦石資源貧化且較為復雜性，其提取技術的研發投入尚欠不足。現黃金產業利潤不高制約了其研發投入。山東招遠公司的普通職工工資僅數千元既是例子。

我國黃金產業發展的關鍵突破點在于低成本綠色提取流程的開發。

馬 兵：經選礦后用于提金的金精礦含金量一般是多少？圖4所提流程中的高鐵紅渣的氯化冶金是什么反應?

葉樹峰：所用金精礦含金量一般在每噸40克以上。高鐵紅渣的氯化是氣固反應。

王玉春：黃金綠色選冶集成技術有沒有示范？看起來比較復雜，除了金銀以外，其他所有金屬，能提取的都提取了，甚至鐵也資源化了。工程量比較大，要建這樣一個廠的話，投資多大？第二個問題，我們所1980年代，夏光祥研究員就已經開始做非氰提金了，主要做的是硫脲提金。硫脲提金的浸出速度是氰化提金的4？5倍，硫脲與金形成陽離子配合物的形式，用離子交換法或者萃取法就能提取到。這避免了氰化物的污染。1980年代到現在的近40年，從世界角度來看，非氰提金有什么發展？我們所是遺棄掉了呢，還是繼續在做這方面的工作，做到什么程度？黃金很貴重，全世界都當作硬通貨，盡管美國最后改成石油美元了，但全世界都承認。對含氰廢液的處理，也確實是很大的問題，恐怕也是在冶金行業中最嚴重的。我們有些對氰化物的處理也是花費了很大的腦筋，成本也很高。第三個問題，因為我是做生化工程的，假如用生物法，用箘，把氰化物當作碳源和氮源，來對氰化物進行處理，可不可行？當然有的時候可能效率比較低，如果真想發展這方面，可以通過基因工程的改造方法、雜交方法，把優勢的基因集中的一起，開發出超級氰化物降解菌，這樣可行不？黃金行業有沒有做這方面的工作？

葉樹峰：我們做的示范還是比較多的。像非氰提金，在山東壽光聯盟做了每天處理250噸的非氰提金示范線，處理的對象比較難些。二次脫砷的示范在東北正在做，當地的礦浮選以后，砷含量都在3%以上。氯化冶金的示范工程比較多了，全國有五個。浮選富集的示范工程就更多了，山東、江蘇、貴州、新疆都有。直接氰化渣方面拿了不少獎，對國家做了貢獻，解決了大部分直接氰化渣的問題。

非氰提金一定是個大力發展的方向。我們也在做。最近《黃金科學技術》雜志第二期有我們課題組的一篇論文發表，關于非氰提金發展的綜述。非氰提金有兩個方向，火法和濕法。如果從徹底解決黃金行業氰根的問題，看來還得靠火法，濕法解決的不徹底，因為濕法會產生大量的廢水。氰化鈉加入容易，但把它去除很難，成本太高。處理一噸氧化礦，氰化鈉成本十幾元。但是處理一噸氰化渣，不含投資，最低需要七十多元，才能處理達標。所以說，非氰提金一定要大力發展。濕法和火法一定要并進。我們最近也在做一些濕法提金的試劑。但是非氰提金發展到現在，還是逃離不了氰根的問題，因為市場上的非氰提金試劑都含有一定量的氰根，只不過它們把氰根絡合化了，不是游離化，這是個大問題。怎么才能徹底告別氰根，這是要做的工作。

對于生物冶金提金的問題，我不太熟悉生物化學，但目前生物在黃金提取領域越來越受到關注。中金黃金公司專門建有生物提金生產線。因為生物提金是低成本的很好辦法，而且提金的周期長也不怕。如果真能開發出新菌種，帶來革命性的變化，將來肯定是方向。

李佐虎：葉樹峰科研成果工業化推廣很有成就，不論是示范工程還是工業生產，規模較大和項目較多。但我覺得在研究思路上，基本屬于末端治理。應對研究成果進一步反思，考慮源頭治理問題。

葉樹峰：李老師的建議很好。我想今后我們要多考慮金礦提金的源頭治理問題，力爭在低成本綠色提金流程上有所突破。

洪延超：希望向北京智庫提供黃金行業發展的發展建議。

方兆珩：我做過一段時間的難處理金礦研究。兩段焙燒是早就提出來的方法。脫砷焙燒和脫硫焙燒分開，但實際上是很難的。砷對煙氣制酸有害。這個問題是怎么解決的？

葉樹峰：兩段焙燒不是我們所做的，但是我們幫他們做了一些工作。完全把脫硫和脫砷分開很難。現在通過我們的工作，比較好地避免了這個問題。第一段用循環流化床，目的是把砷脫干凈。硫的開始反應溫度大概在570℃，開始生成二氧化硫。因此，一段的溫度一定要控制在570℃以下，一般是在470？550℃之間，盡量避免硫的燃燒，這樣砷的脫除量比較大。二段溫度控制的較高，目標是快速脫硫，盡量讓砷的問題在二段不突出出來，這樣砷就能盡少地進入到廢酸里邊。通過溫度控制和工藝改造，廢酸的砷含量就很低了。

馬 兵：因時間的關系，討論和交流到此為止。黃金行業是國民經濟不可或缺的重要產業，現面臨著產業升級和環保的雙重壓力，葉樹峰研究員為此做出了突出成就，期望他百尺杠頭更進一步，做出更大更新的貢獻。今天學術沙龍到此結束，謝謝大家！