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  铜是一种过渡元素,化学符号Cu,英文copper,原子序数29。纯铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质呈紫红色。

  一.制备

  实验室常用还原剂(如氢气)还原氧化铜制得金属铜。


  二.用途

  铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。

  1.电器和电子市场

  电器和电子市场约占总数的28%。1997年,这两个市场成为铜消耗的第二大终端用户,拥有25%的市场份额。

  2.交通

  交通设备是铜的第三大市场,约占总数的13%,与二十世纪60年代基本相同。

  3.工业机器和设备

  工业机器和设备是另外一个主要的应用市场,在当中铜往往有比较长的使用寿命。硬币和军火是这方面主要的终端用户。

  4.医学

  医学中,铜的杀菌作用很早就被认知。20世纪70年代,中国医学发明家刘同庆研究发现,铜元素具有极强的抗癌功能,并成功研制出相应的抗癌药物“克癌症7851”,在临床上获得成功。后来,墨西哥科学家也发现铜有抗癌功能。

  5.有机化学

  有机化学中,有机铜锂化合物是一类重要的金属有机化合物。

  6.合金

  铜的电解提纯:将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极,纯铜制成薄片作阴极,以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动,到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜(亦称电解铜)。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子(Zn和Fe)。由于这些离子与铜离子相比不易析出,所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。这样生产出来的铜板,称为“电解铜”,质量极高,可以用来制作电气产品。沉淀在电解槽底部的称为“阳极泥”,里面富含金银,是十分贵重的,取出再加工有极高的经济价值。

  铜治金技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX)。

  火法炼铜

  通过熔融冶炼和电解精炼生产出阴极铜,也即电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,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)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,再在另一种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。

  除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一,包括旧废铜和新废铜,旧废铜来自旧设备和旧机器,废弃的楼房和地下管道;新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50%左右),一般废铜供应较稳定,废铜可以分为:裸杂铜:品位在90%以上;黄杂铜(电线):含铜物料(旧马达、电路板);由废铜和其他类似材料生产出的铜,也称为再生铜。

  湿法炼铜

  一船适于低品位的氧化铜,生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积,浸出-萃取-电积,细菌浸出等法,适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广,预计本世纪末可达总产量的20%,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

  湿法冶炼过程为:

  火法和湿法两种工艺的特点比较火法和湿法两种铜的生产工艺,有如下特点:

  (1)后者的冶炼设备更简单,但杂质含量较高,是前者的有益补充。

  (2)后者有局限性,受制于矿石的品位及类型。

  (3)前者的成本要比后者高。

  可见,湿法冶炼技术具有相当大的优越性,但其适用范围却有局限性,并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良,这几年已经有越来越多的国家,包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等,将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广,降低了铜的生产成本,提高了铜矿产能,短期内增加了社会资源供给,造成社会总供给的相对过剩,对价格有拉动作用。


  

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