铜冶金 - 图文

第一章铜冶金

1.1铜冶金的一般知识 1、铜的性质

①．物理性质：符号Cu,ⅠB元素，原子序数29，原子量子

63.57,熔点1083℃，沸点2310℃，密度8.89g/cm3(20℃),铜是一种紫红色、柔软、具有展性的金属，易于锻造和压延，是电和热的良导体，仅次于银居第二位。

铜

②．化学性质：具有两个价电子，可形成一价和二价铜的化合

物，在干燥空气中不起变化，在潮湿的CO2空气中，表面氧化成一薄层碱式碳酸铜（铜绿），铜绿有毒，不宜做餐具，它可保护铜不再被腐蚀。铜在空气中加热，可与氧作用，依次生成Cu2O和CuO,颜色也逐渐从紫红色变成黄铜色，最后变为黑色。铜不能溶于盐酸和没有溶解氧的硫酸中，能溶于硝酸和有氧化剂存在的硫酸及氨水中，铜也能与氧、硫、卤素等元素直接化合。

2、铜的主要化合物的性质

①氧化铜（CuO）：黑色无光泽，呈黑铜矿的矿物形态存

在，不稳定加热时易分解为Cu2O，易被H2、C、CO、

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铜的化合物

CxHy、硫化物及较负电性的金属如Zn、Fe、Ni等还原。氧化铜不溶于水，但溶于FeCl2、FeCl3、Fe2(SO4)3、NH4OH及（NH4）2CO3中，且易与各种稀酸起作用。

②氧化亚铜（Cu2O）：紫红色，呈赤铜矿的矿物形态存

在，Cu2O只在1060℃时才稳定存在，低于这个温度会氧化成CuO。Cu2O易被H2、C、CO、CxHy及较负电性的金属如Zn、Fe或对氧亲和力强的元素等还原成金属。Cu2O不溶于水，能溶于HCl、H2SO4、FeCl2、FeCl3、Fe2(SO4)3、NH4OH等溶剂之中。

③铜的铁酸盐：即铁酸铜（CuO2Fe2O3）和铁酸亚铜

（Cu2O2Fe2O3），铜的铁酸盐不易溶解于水、氨水及一般溶剂，但易被强碱性氧化物如FeO、CaO等及硫化物所分解，也易于被SO2还原，属于易还原的化合物。

④铜的碳酸盐：呈孔雀石CuCO32Cu(OH)2和蓝铜矿2

CuCO32Cu(OH)2的矿物形态存在，两种化合物在高温下不稳定，分解为CuO、CO2和H2O，与各类熔剂发生类似于铜的氧化物与各种熔剂所发生的反应。

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⑤铜的硅酸盐：呈硅孔雀石CuSiO322H20和透视石

CuSiO32H20的矿物形态存在，在高温时易分解放出水分和氧，形成稳定的硅酸亚铜。硅酸亚铜易被H2、CO、及C还原，也易被碱性氧化物FeO、CaO等及铁和铜的硫化物所分解，可溶于浓HNO3、HCl及稀CH3COOH中，微溶于H2SO4。

⑥硫化铜（CuS）:为绿黑色或棕黑色无定形物，呈铜

蓝的矿物形态存在，CuS不稳定，在中性或还原性气氛中离解为Cu2S和硫，硫化铜不溶于水、稀H2SO4和苛性钠溶液，能溶于热硝酸和KCN溶液中。

⑦硫化亚铜（Cu2S）:蓝黑色，呈辉铜矿的矿物形态存

在，常温时Cu2S不被空气氧化，在高温下可氧化成Cu和SO2，Cu2S不溶于水，而溶于NH4OH、HNO3、浓HCl、浓H2SO4中。

⑧硫酸铜（CuSO4）:天蓝色，呈胆矾CuSO425H2O矿物

形态存在，在空气中逐渐风化失去结晶水变为白色粉末。硫酸铜易溶于水，用Fe和Zn可以从CuSO4溶液中置换出金属铜。

⑨氯化铜（CuCl2）: 为褐色粉末，自然界无氯化铜矿

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存在，不稳定，在隔绝空气加热的条件下离解为Cu2Cl2，CuCl2易挥发、潮解。

⑩氯化亚铜（Cu2Cl2）：为白色粉末，见光迅速变为暗黑

色，易挥发，不溶于水，溶于盐酸及金属氯化物中。

3、炼铜的原料（地壳中铜的含量仅占0.01%）

自然铜：在自然界存在量较少，意义不大。

铜的矿物 硫化矿：占铜产量的90%,分布最广的是黄铜矿（CuFeS2），

其中铜、铁、硫的含量各占矿物质量的1/3，呈黄色，有金属光泽，硬度不大。

氧化铜矿：孔雀石（CuSiO32Cu(OH)2）分布最广，呈翠

绿色，有时为暗绿色。

4、铜的生产方法

①鼓风炉溶炼

②反射炉熔炼

火法

③电炉熔炼

④闪速熔炼 铜的生产方法 ⑤溶池熔炼

湿法：用硫酸、氨的水溶液以及其它溶剂来浸出氧化矿、

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