銅業(yè)基本知識
銅是人類較早發(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。銅原子量63.54，密度8.92，熔點(diǎn)1083℃，沸點(diǎn)2567℃。純銅呈淺玫瑰色或淡紅色，表面形成氧化銅膜后，外觀呈紫銅色。銅具有許多可貴的物理化學(xué)特性，例如其熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率都很高，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，抗張強(qiáng)度大，易熔接，具有抗蝕性、可塑性、延展性。純銅可拉成很細(xì)的銅絲，制成很薄的銅箔。銅能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金。
銅是一種典型的親硫元素，在自然界中主要形成硫化物，只有在強(qiáng)氧化條件下形成氧化物，在還原條件下可形成自然銅。目前，在地殼中已發(fā)現(xiàn)的銅礦物和含銅礦物約有250多種，主要是硫化物及其類似的化合物和銅的氧化物、自然銅以及銅的硫酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽類等礦物。其中，能夠適合目前選冶條件可作為工業(yè)礦物原料的有16種。即自然元素：自然銅;銅的硫化物：黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、方黃銅礦、黝銅礦、砷黝銅礦、硫砷銅礦;銅的氧化物：赤銅礦、黑銅礦;銅的硫酸鹽、碳酸鹽和硅酸鹽礦物：孔雀石、藍(lán)銅礦、硅孔雀石、水膽礬、氯銅礦。
當(dāng)前，我國用于選冶的銅礦物原料主要是黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、孔雀石等。按選冶技術(shù)條件，將銅礦石以氧化銅和硫化銅的比例劃出三個(gè)自然類型。即硫化礦石，含氧化銅小于10%;氧化礦石，含氧化銅大于30%;混合礦石，含氧化銅10%-30%。
我國銅礦分布廣泛，已查明的礦產(chǎn)地除天津以外的所有省、自治區(qū)、直轄市均有不同程度的分布。其中，江西、西藏和云南的儲量較多，這3個(gè)省區(qū)的儲量占全國銅礦儲量的47.1%，銅儲量較多的還有甘肅、安徽、內(nèi)蒙古、山西、湖北、黑龍江等6省區(qū)，這6省區(qū)的儲量合計(jì)占全國銅礦儲量的32.3%。以上9省區(qū)的儲量合計(jì)占全國銅礦總儲量的80%。
我國銅礦物具有以下特點(diǎn)：(1)適合選冶生產(chǎn)的銅礦物賦存于多種礦床類型。其中，具有重要開采價(jià)值的礦床類型有巖漿型銅鎳硫化物礦床、斑巖型銅礦床、夕卡巖型銅和多金屬礦床、熱液脈型銅礦床、火山-沉積塊狀硫化物型銅礦床、沉積型層狀礦床等。(2)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，嵌布粒度不均，多為不均勻浸染粒度礦石，甚至有不少礦物嵌布粒度細(xì)微，成分復(fù)雜，難選礦石較多。(3)礦石化學(xué)成分多樣，伴生、共生多種有益有害組分，選冶工藝條件復(fù)雜。目前開發(fā)的礦區(qū)多數(shù)是綜合性的銅礦床。
銅冶煉技術(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冶煉為主，其產(chǎn)量約占世界銅總產(chǎn)量的85%。銅的火法冶煉一般是先將含銅原礦石通過選礦得到銅精礦，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)送入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉成粗銅，再在反射爐內(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。
銅的濕法冶煉有硫酸化焙燒-浸出-電積、浸出-萃取-電積、細(xì)菌浸出等方法，適于低品位復(fù)雜銅礦、氧化銅礦、含銅廢礦石的堆浸、槽浸或就地浸出。
銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，被廣泛應(yīng)用于電氣、電子、機(jī)械制造、建筑、國防等工業(yè)領(lǐng)域。銅及其合金的消費(fèi)量僅次于鋼鐵和鋁。銅在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用較廣、用量較大，發(fā)電機(jī)的線圈、電線、電纜等都是用銅制造的。銅用于制造各種子彈、槍炮和飛機(jī)、艦艇的熱交換器等部件，還用于制造軸承、活塞、開關(guān)、閥門及高壓蒸汽設(shè)備等，其他熱工技術(shù)、冷卻裝置、民用設(shè)備等也廣泛使用銅和銅合金。
