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铜业的基本知识
关闭窗口 】【 浏览次数: 】【 发布日期:2015-10-22 08:13】
铜是人类最早发现的古老金属之一,早在三千多年前人类就开始使用铜。铜原子量63.54,密度8.92,熔点1083℃,沸点2567℃。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色,表面形成氧化铜膜后,外观呈紫铜色。铜具有许多可贵的物理化学特性,例如其热导率和电导率都很高,化学稳定性强,抗张强度大,易熔接,具有抗蚀性、可塑性、延展性。纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。铜能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金。

  铜是一种典型的亲硫元素,在自然界中主要形成硫化物,只有在强氧化条件下形成氧化物,在还原条件下可形成自然铜。目前,在地壳中已发现的铜矿物和含铜矿物约有250多种,主要是硫化物及其类似的化合物和铜的氧化物、自然铜以及铜的硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐类等矿物。其中,能够适合目前选冶条件可作为工业矿物原料的有16种。即自然元素:自然铜;铜的硫化物:黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、方黄铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿;铜的氧化物:赤铜矿、黑铜矿;铜的硫酸盐、碳酸盐和硅酸盐矿物:孔雀石、蓝铜矿、硅孔雀石、水胆矾、氯铜矿。

  当前,我国用于选冶的铜矿物原料主要是黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、孔雀石等。按选冶技术条件,将铜矿石以氧化铜和硫化铜的比例划出三个自然类型。即硫化矿石,含氧化铜小于10%;氧化矿石,含氧化铜大于30%;混合矿石,含氧化铜10%-30%。

  我国铜矿分布广泛,已查明的矿产地除天津以外的所有省、自治区、直辖市均有不同程度的分布。其中,江西、西藏和云南的储量最多,这3个省区的储量占全国铜矿储量的47.1%,铜储量较多的还有甘肃、安徽、内蒙古、山西、湖北、黑龙江等6省区,这6省区的储量合计占全国铜矿储量的32.3%。以上9省区的储量合计占全国铜矿总储量的80%。

  我国铜矿物具有以下特点:(1)适合选冶生产的铜矿物赋存于多种矿床类型。其中,具有重要开采价值的矿床类型有岩浆型铜镍硫化物矿床、斑岩型铜矿床、夕卡岩型铜和多金属矿床、热液脉型铜矿床、火山-沉积块状硫化物型铜矿床、沉积型层状矿床等。(2)矿石结构构造复杂,嵌布粒度不均,多为不均匀浸染粒度矿石,甚至有不少矿物嵌布粒度细微,成分复杂,难选矿石较多。(3)矿石化学成分多样,伴生、共生多种有益有害组分,选冶工艺条件复杂。目前开发的矿区多数是综合性的铜矿床。

  铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%。铜的火法冶炼一般是先将含铜原矿石通过选矿得到铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)送入转炉进行吹炼成粗铜,再在反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强,铜的回收率可达95%。但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,不易回收,易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等,火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。

  铜的湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积、浸出-萃取-电积、细菌浸出等方法,适于低品位复杂铜矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸或就地浸出。

  铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛应用于电气、电子、机械制造、建筑、国防等工业领域。铜及其合金的消费量仅次于钢铁和铝。铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,发电机的线圈、电线、电缆等都是用铜制造的。铜用于制造各种子弹、枪炮和飞机、舰艇的热交换器等部件,还用于制造轴承、活塞、开关、阀门及高压蒸汽设备等,其他热工技术、冷却装置、民用设备等也广泛使用铜和铜合金。
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