1．銅的自然屬性
銅是人類zui早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅。自然界中的銅分為自然銅、氧化銅礦和硫化銅礦。自然銅及氧化銅的儲(chǔ)量少，現(xiàn)在世界上80%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來的，這種礦石含銅量極低，一般在2-3%左右。金屬銅，元素符號(hào)CU，原子量63.54,比重8.92，熔點(diǎn)1083Co。純銅呈淺玫瑰色或淡紅色。銅具有許多可貴的物理化學(xué)特性，例如其熱導(dǎo)率都很高，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，抗張強(qiáng)度大，易熔接，且抗蝕性、可塑性、延展性。純銅可拉成很細(xì)的銅絲，制成很薄的銅箔。能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金，形成的合金主要分成三類：黃銅是銅鋅合金，青銅是銅錫合金，白銅是銅鈷鎳合金。
2．銅的冶煉
從銅礦中開采出來的銅礦石，經(jīng)過選礦成為含銅品位較高的銅精礦或者說是銅礦砂，銅精礦需要經(jīng)過冶煉提成,才能成為精銅及銅制品。
A．銅礦石的加工
工業(yè)上使用的銅有電解銅（含銅99.9％～99.95％）和精銅（含銅99.0％～99.7％）兩種。前者用于電器工業(yè)上，用于制造特種合金、金屬絲及電線。后者用于制造其他合金、銅管、銅板、軸等。
a.銅礦石的分類及屬性：
煉銅的原料是銅礦石。銅礦石可分為三類：
（1）硫化礦，如黃銅礦（CuFeS2）、斑銅礦（Cu5FeS4）和輝銅礦（Cu2S）等。
（2）氧化礦，如赤銅礦（Cu2O）、孔雀石[CuCO3Cu（OH）2]、藍(lán)銅礦[2CuCO3Cu（OH）2]、硅孔雀石（CuSiO32H2O）等。
（3）自然銅。銅礦石中銅的含量在1％左右（0.5％～3％）的便有開采價(jià)值，因?yàn)椴捎酶∵x法可以把礦石中一部分脈石等雜質(zhì)除去，而得到含銅量較高（8％～35％）的精礦砂。
b.銅礦石的冶煉過程：
從銅礦石冶煉銅的過程比較復(fù)雜。以黃銅礦為例，首先把精礦砂、熔劑（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或無煙煤）混合，投入“密閉”鼓風(fēng)爐中，在1000℃左右進(jìn)行熔煉。于是礦石中一部分硫成為SO2（用于制硫酸），大部分的砷、銻等雜質(zhì)成為AS2O3、Sb2O3等揮發(fā)性物質(zhì)而被除去：2CuFeS2＋O2=Cu2S＋2FeS＋SO2↑。一部分鐵的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸铮?FeS＋3O2=2FeO＋2SO2↑。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰銅”（主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的，它的含銅率在20％～50％之間，含硫率在23％～27％之間），F(xiàn)eO跟SiO2形成熔渣：FeO＋SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰銅的上面，容易分離，借以除去一部分雜質(zhì)。然后把冰銅移入轉(zhuǎn)爐中，加入熔劑（石英砂）后鼓入空氣進(jìn)行吹煉（1100～1300℃）。由于鐵比銅對(duì)氧有較大的親和力，而銅比鐵對(duì)硫有較大的親和力，因此冰銅中的FeS先轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO，跟熔劑結(jié)合成渣，而后Cu2S才轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2O，Cu2O跟Cu2S反應(yīng)生成粗銅（含銅量約為98.5％）。2Cu2S＋3O2=2Cu2O＋2SO2↑，2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑，再把粗銅移入反射爐，加入熔劑（石英砂），通入空氣，使粗銅中的雜質(zhì)氧化，跟熔劑形成爐渣而除去。在雜質(zhì)除到一定程度后，再噴入重油，由重油燃燒產(chǎn)生的一氧化碳等還原性氣體使氧化亞銅在高溫下還原為銅。得到的精銅約含銅99.7％。
B.銅的冶煉工藝
銅治金技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的過程，但至今銅的冶煉仍以火法治煉為主，其產(chǎn)量約占世界銅總產(chǎn)量的85%，現(xiàn)代濕法冶煉的技術(shù)正在逐步推廣，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。 火法冶煉與濕法冶煉（SX－EX）。
a.火法煉銅:
通過熔融冶煉和電解精火煉生產(chǎn)出陰極銅，也即電解銅，一般適于高品位的硫化銅礦?；鸱ㄒ睙捯话闶窍葘⒑~百分之幾或千分之幾的原礦石，通過選礦提高到20－30％，作為銅精礦，在密閉鼓風(fēng)爐、反射爐、電爐或閃速爐進(jìn)行造锍熔煉，產(chǎn)出的熔锍（冰銅）接著送入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉成粗銅，再在另一種反射爐內(nèi)經(jīng)過氧化精煉脫雜，或鑄成陽極板進(jìn)行電解，獲得品位高達(dá)99.9％的電解銅。該流程簡短、適應(yīng)性強(qiáng)，銅的回收率可達(dá)95％，但因礦石中的硫在造锍和吹煉兩階段作為二氧化硫廢氣排出，不易回收，易造成污染。近年來出現(xiàn)如白銀法、諾蘭達(dá)法等熔池熔煉以及日本的三菱法等、火法冶煉逐漸向連續(xù)化、自動(dòng)化發(fā)展。
生產(chǎn)過程大致如圖：
除了銅精礦之外,廢銅做為精煉銅的主要原料之一，包括舊廢銅和新廢銅，舊廢銅來自舊設(shè)備和舊機(jī)器，廢棄的樓房和地下管道；新廢銅來自加工廠棄掉的銅屑（銅材的產(chǎn)出比為50％左右）,一般廢銅供應(yīng)較穩(wěn)定，廢銅可以分為：裸雜銅:品位在90％以上；黃雜銅（電線）:含銅物料（舊馬達(dá)、電路板）；由廢銅和其他類似材料生產(chǎn)出的銅，也稱為再生銅。
b.濕法煉銅:
一船適于低品位的氧化銅，生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅。 現(xiàn)代濕法冶煉有硫酸化焙燒－浸出－電積，浸出－萃取－電積，細(xì)菌浸出等法，適于低品位復(fù)雜礦、氧化銅礦、含銅廢礦石的堆浸、槽浸選用或就地浸出。濕法冶煉技術(shù)正在逐步推廣，預(yù)計(jì)本世紀(jì)末可達(dá)總產(chǎn)量的20%，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。
會(huì)員1.png)