銅,英文名Copper,代號Cu,家族排位29,身段柔軟,通體優(yōu)雅“玫瑰紅”(紅橙色帶金屬光澤),性格羞澀,出門在外及時穿上綠色大衣;文理雙尖,物理技能傳熱導(dǎo)電,金融屬性用于期貨現(xiàn)貨交易;國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開的重要原材料,更是國家儲備物資,這就是銅。 今天的課堂主題是銅貿(mào)易板塊,具體講解銅的基礎(chǔ)知識、歷史起源、銅的冶煉方法以及銅的應(yīng)用。趕緊跟隨小編一起,領(lǐng)略“銅”世界的奇妙吧! 三星堆青銅面具 敲黑板,劃重點(diǎn)!!! 銅的物理性質(zhì) 紅橙色帶金屬光澤 密度8.92克/cm3;熔點(diǎn)1083攝氏度 延展性好,易于機(jī)械加工 熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率僅次于銀,居于第二位 可以多次回收而無損其機(jī)械性能 銅的化學(xué)性質(zhì) 化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),耐腐蝕 銅在常溫下與干燥空氣和濕空氣不起作用,但在CO2濕空氣中,表面會產(chǎn)生綠色薄膜CuCO3Cu(OH)2又稱銅綠,它能保證銅不再被腐蝕。 銅的起源 銅是人類最早使用的金屬之一。早在史前時代,人們就開始采掘露天銅礦,并用獲取的銅制造武器、式具和其他器皿,銅的使用對早期人類文明的進(jìn)步影響深遠(yuǎn)。 中國使用銅的歷史年代久遠(yuǎn)。大約在六、七千年以前中國人的祖先就發(fā)現(xiàn)并開始使用銅。1973年陜西臨潼姜寨遺址曾出土一件半圓型殘銅片,經(jīng)鑒定為黃銅。1975年甘肅東鄉(xiāng)林家馬家窯文化遺址(約公元前3000左右)出土一件青銅刀,這是目前在中國發(fā)現(xiàn)的最早的青銅器,是中國進(jìn)入青銅時代的證明。相對西亞、南亞及北非于距今約6500年前先后進(jìn)入青銅時代而言,中國青銅時代的到來較晚。中國存在一個銅器與石器并用時代,年代距今約為5500~4500年。中國在此基礎(chǔ)上發(fā)明青銅合金,與世界青銅器發(fā)展模式相同。 越王勾踐劍 小知識 1965年冬天,出土于湖北省荊州市江陵縣望山楚墓群中的國家一級文物——越王勾踐劍,屬青銅劍,是春秋晚期越國青銅器。 銅資源的世界分布 世界銅資源主要集中在智利、澳大利亞、美國、贊比亞、俄羅斯和秘魯?shù)葒?/span>其中,智利是世界上銅資源最豐富的國家,其銅金屬儲量約占世界總儲量的29.86%。同時,智利是全球最大銅產(chǎn)國和出口國。 銅的冶煉 銅的冶煉方法可分為兩類:火法冶煉和濕法冶煉。 世界上精銅產(chǎn)量的85%以上是用火法冶煉從硫化銅精礦和再生銅中回收的,濕法冶煉生產(chǎn)的精銅只占15%左右。 火法冶煉 火法冶煉是指在高溫下應(yīng)用冶煉爐把銅精礦中的大量脈石分離開,脫除各種雜質(zhì),提取純金屬銅的最古老、最常用的方法。火法煉銅通過熔融冶煉和電解精煉生產(chǎn)出陰極銅,也即電解銅,一般適于高品位的硫化銅精礦。火法煉銅所采用的步驟有:熔煉、吹煉、火法精煉和電解精煉。 選礦(銅礦石-銅精礦):銅礦石經(jīng)破碎、浮選、燒結(jié)、造塊成銅精礦。 造硫熔煉(銅精礦—冰銅):主要是使用銅精礦造冰銅熔煉,目的是使銅精礦部分鐵氧化,并與脈石、熔劑等造渣除去,產(chǎn)出含銅較高的冰銅(硫化亞銅+硫化亞鐵)。 冰銅吹煉(冰銅—粗銅):將冰銅進(jìn)一步氧化、造渣脫除冰銅中的鐵和硫,生產(chǎn)粗銅。其外表粗糙含氣孔,由此得名,又稱'泡銅'。 火法精煉(粗銅—陽極銅):將粗銅通過氧化造渣進(jìn)一步脫除雜質(zhì)元素,生產(chǎn)陽極銅。 電解精煉(陽極銅—陰極銅):通過引入直流電,陽極銅溶解,在陰極析出純銅,雜質(zhì)進(jìn)入陽極泥或電解液,從而實(shí)現(xiàn)銅和雜質(zhì)的分離,產(chǎn)出陰極銅。 銅的電解提純:陽極板(含銅99%)預(yù)先制成厚板作為陽極,純銅制成薄片作陰極(或是不銹鋼做成的永久陰極),以硫酸(H2SO4)和硫酸銅(CuSO4)的混和液作為電解液。通電后,銅從陽極溶解成銅離子(Cu)向陰極移動,到達(dá)陰極后獲得電子而在陰極析出純銅(亦稱電解銅)。粗銅中雜質(zhì)如比銅活潑的鐵和鋅等會隨銅一起溶解為離子(Zn和Fe)。由于這些離子與銅離子相比不易析出,所以電解時只要適當(dāng)調(diào)節(jié)電位差即可避免這些離子在陽極上析出。比銅不活潑的雜質(zhì)如金和銀等沉積在電解槽的底部。 這樣生產(chǎn)出來的銅板,稱為“電解銅”,可以用來制作電氣產(chǎn)品。沉淀在電解槽底部的稱為“陽極泥”,里面富含金銀,是十分貴重的,取出再加工有極高的經(jīng)濟(jì)價值。 銅的電解提純原理圖 火法冶煉步驟分解 小知識 銅礦石(含銅百分之幾或千分之幾);銅精礦(含銅20-30%);冰銅或銅锍(含銅40-70%);粗銅(含銅98-99%);陽極銅(含銅≥99%);電解銅(含銅≥99.95%) 粗銅——銅陽極板——電解提純 濕法冶煉 濕法冶煉是用溶劑浸出銅礦石或銅精礦使銅進(jìn)入溶液,然后從經(jīng)過凈化處理后的含銅溶液中回收銅的方法。主要用于處理低品位銅礦石、氧化銅礦和一些復(fù)雜的銅礦石。 濕法冶煉工藝過程主要包括四個步驟:浸出、萃取、反萃取、金屬制備(電積或置換)。氧化礦可以直接進(jìn)行浸出,低品位氧化礦采用堆浸,富礦采用槽浸。硫化礦在一般情況下需要先焙燒后再浸出,也可在高壓下直接浸出。浸出過程常用的溶劑有硫酸、氨、硫酸高鐵溶液等。 雖然目前濕法煉銅在銅生產(chǎn)中所占比重不大,但從今后資源發(fā)展趨勢看,隨著礦石逐漸貧化,氧化礦、低品位難選礦石和多金屬復(fù)雜銅礦的利用日益增多,濕法煉銅將成為處理這些原料的有效途徑。 濕法冶煉步驟分解 火法冶煉與濕法冶煉工藝比較 銅的應(yīng)用 電纜、機(jī)械制造 銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬,被廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域,在我國有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。 銅在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大,占總消費(fèi)量一半以上。用于各種電纜和導(dǎo)線,電機(jī)和變壓器的繞阻,開關(guān)以及印刷線路板等。 在機(jī)械和運(yùn)輸車輛制造中,用于制造工業(yè)閥門和配件、儀表、滑動軸承、模具、熱交換器和泵等。 在化學(xué)工業(yè)中,廣泛應(yīng)用于制造真空器、蒸餾鍋、釀造鍋等。 在國防工業(yè)中,用以制造子彈、炮彈、槍炮零件等,每生產(chǎn)100萬發(fā)子彈,需用銅13-14噸。 在建筑工業(yè)中,用做各種管道、管道配件、裝飾器件等。 (網(wǎng)絡(luò)) 版權(quán)說明: 感謝每一位作者的辛苦付出與創(chuàng)作,平臺均在文章開頭或結(jié)尾備注來源。如轉(zhuǎn)載涉及版權(quán)等問題,請發(fā)送消息至公號后臺與我們聯(lián)系,我們將在第一時間處理,非常感謝!
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