銅

銅，是一種化學元素，它的化學符號是Cu（拉丁語Cuprum），它的原子序數(shù)是29，是一種過渡金屬。銅呈紫紅色光澤的金屬，密度8.92克/立方厘米。熔點1083.4±0.2℃，沸點2567℃。常見化合價+1和+2。電離能7.726電子伏特。

目錄: 1、概況; 2、來源與使用; 3、發(fā)現(xiàn); 4、用途; 5、化學性質(zhì); 6、化合物; 7、相關(guān)資料; 8、產(chǎn)品分類; 9、應用; 10、銅的冶煉; 11、銅與人體健康

康熙字典

◎ 康熙字典解釋
【戌集上】【金字部】　銅；康熙筆畫：14；頁碼：頁1328第06(點擊查看原圖)
【唐韻】徒紅切【集韻】【韻會】徒東切，??音同。【說文】赤金也。【本草集解】銅有赤白靑三種。赤銅出川廣雲(yún)貴等處，山中土人穴山采礦，鍊取之。白銅出雲(yún)南，靑銅出南番。【廣韻】金之一品。【前漢·律歷志】凡律度量用銅者，取爲物至精，不爲燥濕寒暑變節(jié)，不爲霜露風雨攺形也。　又自然銅。一名石髓鉛。　又銅靑。【本草集解】銅之精華，卽空綠，以次空靑也。【抱樸子·金丹卷】銅靑塗腳，入水不腐。　又地名。【左傳·成九年】執(zhí)諸銅鞮。【註】銅鞮，晉別縣，在上黨。【前漢·地理志】益州郡銅瀨縣。　又山名。【前漢·吳王濞傳】吳有豫章郡銅山。　又官名。【前漢·百官公卿表】水衡都尉屬官有辨銅令丞。【註】辨銅，主分別銅之種類也。　又宮名。【左傳·襄三十一年】銅鞮之宮數(shù)里。【註】銅鞮，晉離宮。　又人名。【前漢·古今人表】銅鞮伯華。　又【前漢·宣帝紀】金芝九莖，產(chǎn)于函德殿銅池中。【註】銅池，承霤也。以銅爲之。　又【古今注】秦始皇有名馬曰銅爵。　又【史記·孝文本紀】初與郡國守相爲銅虎符。　又與洞通。【山海經(jīng)】洞庭之山。【註】洞，或作銅。

考證：〔【左傳·襄三十一年】銅鍉之宮數(shù)里。【註】銅鍉，晉離宮。〕　謹照原文兩鍉字??改鞮。

化學元素解釋：

概況

銅是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一，也是最好的純金屬之一。

“銅”為左形右聲，中文讀音tóng。

銅的相對原子質(zhì)量：63.546(中學階段計算題取64)

銅位于元素周期表第四周期，ⅠB族。

銅在氧氣中點燃可與氧氣反應生成氧化銅，但不是燃燒，確切來說是氧化還原反應。

Cu的核外電子排布式應為1s22s22p63s23p63d104s1

導電性能：排名第2

銅 - 基本簡介

銅是人類最早使用的金屬。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步影響深遠。銅是一種存在于地殼和海洋中的金屬。銅在地殼中的含量約為0.01%，在個別銅礦床中，銅的含量可以達到3%～5%。自然界中的銅，多數(shù)以化合物即銅礦物存在。銅礦物與其他礦物聚合成銅礦石，開采出來的銅礦石，經(jīng)過選礦而成為含銅品位較高的銅精礦。

來源與使用

1、化合物中以一價和二價形式存在為主的金屬元素，有延性和展性，是熱和電最佳導體之一，是唯一的能大量天然產(chǎn)出的金屬，也存在于各種礦石(例如黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、赤銅礦和孔雀石)中，能以金屬狀態(tài)及黃銅、青銅和其他合金的形態(tài)用于工業(yè)、工程技術(shù)和工藝上。如：銅山(出產(chǎn)銅礦的山);銅花(銅屑);銅金(赤銅);銅粉(銅屑。銅和其他金屬熔融在一起所做出來的黃金色粉狀合金，可當作顏料);銅陵(產(chǎn)銅的山);銅落(銅屑，可入藥);銅腥(銅的腥臭味)。

2.銅制的[器物]。如：銅鼎：銅鼎是用來烹煮食物，后主要用于祭祀和宴享，是商周時期最重要的禮器之一。上，下有銅丸(銅鑄的小球);銅牙(弩上鉤弦的鉤叫牙，以銅制者稱銅牙);銅瓦(銅制的瓦);銅史(漏刻銅壺上的銅人像);銅印(銅鑄的印章。也稱“銅章”);銅兵(銅制的兵器);銅狄(銅鑄的人。即“銅人”。或稱“金人”);銅洗(銅制的盥洗用具);銅柱(銅制的柱子);銅荷(銅制的燭臺。形似荷葉);銅猊(銅制的獅形香爐);銅渾(銅制的渾天儀。又叫“銅儀”);銅鼻(古代官印上銅制的鼻狀紐孔)

3.銅鑄的貨幣。也用以泛指金錢。

4.喻堅固的。如：銅郭(形容城郭的堅固，如同銅鑄一般);銅堞(像銅鐵般堅固的城堞。堞是城上的女墻);銅樓(華美堅固的樓房);銅山鐵壁(比喻風節(jié)的堅毅剛正);銅頭鐵額(比喻人非常勇猛強悍)

5.喻堅強，強大有力的。如：銅豌豆(喻有經(jīng)驗的老狎妓者) (元朝關(guān)漢卿曾說：“我是個蒸不爛煮不熟捶不破炒不爆響當當?shù)囊涣ｃ~豌豆”)

元素在太陽中的含量：(ppm)0.7

晶體結(jié)構(gòu)：等軸晶系，結(jié)構(gòu)中銅原子按立方最緊密方式排列，又稱銅型結(jié)構(gòu)。

原子體積：(立方厘米/摩爾)7.1

元素在海水中的含量：(ppm)

太平洋表面0.00008

氧化態(tài)： Main Cu+2 Other Cu+1, Cu+3

晶胞參數(shù)： a = 361.49 pm b = 361.49 pm c = 361.49 pm α = 90° β = 90° γ = 90°

地殼中含量：(ppm)50

質(zhì)子數(shù)：29

中子數(shù)：35

原子序數(shù)：29

電子層分布：2-8-18-1

莫氏硬度：3

聲音在其中的傳播速率：(m/S) 3810

一般狀況下的密度：8.9×10^3kg/m^3

在古代就發(fā)現(xiàn)有銅存在。[1]

發(fā)現(xiàn)

銅是古代就已經(jīng)知道的金屬之一。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，只是使用天然銅制造的生產(chǎn)工具就不敷應用了，生產(chǎn)的發(fā)展促使人們找到了從銅礦中取得銅的方法。含銅的礦物比較多見，大多具有鮮艷而引人注目的顏色，例如：金黃色的黃銅礦CuFeS2，鮮綠色的孔雀石CuCO3·Cu(OH)2或者Cu2(OH)2CO3，深藍色的石青2CuCO3Cu(OH)2等，把這些礦石在空氣中焙燒后形成氧化銅CuO，再用碳還原，就得到金屬銅。純銅制成的器物太軟，易彎曲。人們發(fā)現(xiàn)把錫摻到銅里去，可以制成銅錫合金──青銅。銅，COPPER，源自Cuprum，是以產(chǎn)銅聞名的塞浦路斯島的古名，早為人類所熟知。它和金是僅有的兩種帶有除灰白黑以外顏色的金屬。銅與金的合金，可制成各種飾物和器具。加入鋅則為黃銅;加入錫即成青銅。

用途

銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域，在我國有色屬材料的消費中僅次于鋁。

銅在電氣、電子工業(yè)中應用最廣、用量最大，占總消費量一半以上。用于各種電纜和導線，電機和變壓器的這種，開關(guān)以及印刷線路板在機械和運輸車輛制造中，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。

在化學工業(yè)中廣泛應用于制造真空器、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)300萬發(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。

銅 - 醫(yī)學用途

最近幾十年，人們還發(fā)現(xiàn)銅有非常好的醫(yī)學用途。20世紀70年代，我國醫(yī)學發(fā)明家劉同慶、劉同樂研究發(fā)現(xiàn)，銅元素具有極強的抗癌功能，并成功研制出相應的抗癌藥物“克癌7851”，在臨床上獲得成功。后來，墨西哥科學家也發(fā)現(xiàn)銅有抗癌功能。最近，英國研究人員又發(fā)現(xiàn)，銅元素有很強的殺菌作用。相信不久的將來，銅元素將為提高人類健康水平做出巨大貢獻。

化學性質(zhì)

加熱1373K

2Cu+O2==2CuO 4Cu+O2==2Cu2O 2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3 2Cu+4HCl+O2=2CuCl2+2H2O Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+Cl2=點燃=CuCl2 Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2

化合物

(1)氫氧化銅和氧化銅 >1273K 4CuO==Cu2O+O2↑ ≈353K Cu(OH)2=加熱=CuO+H2O Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O Cu2+ + 2OH- =Cu(OH)2↓

(2)硫酸銅 (a)硫酸銅俗名膽礬或藍礬，其水溶液呈藍色 (b)硫酸銅的制備加熱 Cu+2H2SO4(濃)=加熱=CuSO4+SO2↑+2H2O 加熱 2Cu+2H2SO4(稀)+O2====2CuSO4+2H2O (c) 硫酸銅的加熱無水硫酸銅加熱到923K時，分解成CuO CuSO4==加熱==CuO+SO3↑ 或者 2CuSO4==加熱==2CuO+2SO2↑+O2↑(d)硫酸銅的用途 ① 高中化學用無水硫酸銅檢驗水蒸氣的存在。 ② 高中生物檢驗蛋白質(zhì)時常在蛋白質(zhì)中加入堿，再加入硫酸銅溶液，此時溶液會變?yōu)樽仙@個反應被稱為雙縮脲反應。 ③ 高中生物檢驗還原性糖時用硫酸銅、氫氧化鈉制成斐林試劑，與還原性糖經(jīng)沸水浴后作用生成磚紅色沉淀。 ④ 應用領(lǐng)域無機工業(yè)用于制造其他飼鹽如氯化亞銅、氯化銅、焦磷酸銅、氧化亞銅、醋酸銅、碳酸銅等。染料和顏料工業(yè)用于制造含銅單偶氮染料如活性艷藍、活性紫等。有機工業(yè)用作合成香料和染料中間體的催化劑，甲基丙烯酸甲酯的阻聚劑。涂料工業(yè)用作生產(chǎn)船底防污漆的殺菌劑。電鍍工業(yè)用作全光亮酸性鍍銅主鹽和銅離子添加劑。印染工業(yè)用作媒染劑和精染布的助氧劑。農(nóng)業(yè)上作為殺菌劑。

(3)硫化銅 Cu2++H2S=CuS+2H+ 加熱 3CuS+2NO3-+8H+==3Cu2++2NO+3S+4H2O 2CuS+10CN-==2[Cu(CN-)4]3-+2S2-+(CN)2

(4)銅的配合物 (a)配陽離子：[Cu(NH3)4]2+ (b)配陰離子：[Cu(OH)4]2- (c)配陽離子：[Cu(NH3)2]+ (5)銅的置換性 Cu+AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag

銅 - 性能應用

導電性：64%，耐蝕性：23%，結(jié)構(gòu)強度：12%，裝飾性：1%

產(chǎn)品分類

存在形態(tài)分類

自然銅------銅含量在99%以上，但儲量極少;

氧化銅礦-----為數(shù)也不多

硫化銅礦-----含銅量極低，一般在2--3%左右，世界上80%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來的。

生產(chǎn)過程分類

銅精礦----冶煉之前選出的含銅量較高的礦石。

粗銅------銅精礦冶煉后的產(chǎn)品，含銅量在95-98%。

純銅------火煉或電解之后含量達99%以上的銅。火煉可得99-99.9%的純銅，電解可以使銅的純度達到99.95-99.99%。

合金成份分類

黃銅-----銅鋅合金

青銅-----銅錫合金等(除了鋅鎳外，加入其他元素的合金均稱青銅)

白銅-----銅鈷鎳合金

產(chǎn)品形態(tài)分類

銅管、銅棒、銅線、銅板、銅帶、銅條、銅箔等

應用

電力輸送

電力輸送中需要大量消耗高導電性的銅，主要用于動力申.線電纜、匯流排、變壓器、開關(guān)、接插元件和聯(lián)接器等。中國在過去一段時間內(nèi)，由于銅供不應求，考慮到鋁的比重只有銅的 30%，在希望減輕重量的架空高壓輸電線路中曾采取以鋁代銅的措施。目前從環(huán)境保護考慮，空中輸電線將轉(zhuǎn)為鋪設(shè)地下電纜。在這種情況下，鋁與銅相比，存在導電性差和電纜尺寸較大的缺點，而相形見絀。

同樣的原因，以節(jié)能高效的銅繞組變壓器，取代鋁繞組變壓器，也是明智的選擇。

電機制造

在電機制造中，廣泛使用高導電和高強度的銅合金。主要用銅部位是定子、轉(zhuǎn)子和軸頭等。在大型電機中，繞組要用水或氫氣冷卻，稱為雙水內(nèi)冷或氫氣冷卻電機，這就需要大長度的中空導線。

電機是使用電能的大戶，約占全部電能供應的60%。一臺電機運轉(zhuǎn)累計電費很高，一般在最初工作500小時內(nèi)就達到電機本易的成本，一年內(nèi)相當于成本的4～16倍，在整個工作壽命期間可以達到成本的200倍。電機效率的少量提高，不但可以節(jié)能;而且可以獲得顯著的經(jīng)濟效益。開發(fā)和應用高效電機，是當前世界上的一個熱門課題。由于電機內(nèi)部的能量消耗，主要來源于繞組的電阻損耗;因此，增大銅線截面是發(fā)展高效電機的一個關(guān)鍵措施。近年來己率先開發(fā)出來的一些高效電機與傳統(tǒng)電機相比，銅繞組的使用量增加25～ 100%。目前，美國能源部正在資助一個開發(fā)項目，擬采用鑄入銅的技術(shù)生產(chǎn)電機轉(zhuǎn)子。

通訊電纜

80年代以來，由于光纖電纜載流容量大等優(yōu)點，在通訊干線上不斷取代銅電纜，而迅速推廣應用。但是，把電能轉(zhuǎn)化為光能，以及輸入用戶的線路仍需使用大量的銅。隨著通訊事業(yè)的發(fā)展，人們對通訊的依賴越來越大，對光纖電纜和銅電線的需求都會不斷增加。

住宅電氣線路

隨著中國人民生活水平提高，家電迅速普及，住宅用電負荷增長很快。1987年居民用電量為 269.6億度(l度=1千瓦·小時)，10后年的 1996年猛升到 1131億度，增加3.2倍。盡管如此，與發(fā)達國家相比仍有很大差距。例如，1995年美國的人均用電量是我國的14.6倍，日本是我國的8.6倍。我國居民用電量今后仍有很大發(fā)展。預計從 1996年到2005年，還要增長1.4倍。

電子工業(yè)

電子工業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)，在它蒸蒸日上的發(fā)展過程中，不斷開發(fā)出銅的新產(chǎn)品和新的應用領(lǐng)域。目前它的應用己從電真空器件和印刷電路，發(fā)展到微電子和半導體集成電路中。

電真空器件

電真空器件主要是高頻和超高頻發(fā)射管、波導管、磁控管等，它們需要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。

印刷電路

銅印刷電路，是把銅箔作為表面，粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印制在銅版上;通過浸蝕把多余的部分去掉而留下相互連接的電路。然后，在印刷線路板上與外部的連接處沖孔，把分立元件的接頭或其它部分的終端插入，焊接在這個口路上，這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果采用浸鍍法，所有接頭的焊接可以一次完成。這樣，對于那些需要精細布置電路的場合，如無線電、電視機，計算機等，采用印刷電路可以節(jié)省大量布線和固定回路的勞動;因而得到廣泛應用，需要消費大量的銅箔。此外，在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釬焊材料。

集成電路

微電子技術(shù)的核心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料為基片(芯片)，采用專門的工藝技術(shù)將組成電路的元器件和互連線集成在基片內(nèi)部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結(jié)構(gòu)上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現(xiàn)引起了計算機的巨大變革，成為現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)，IBM(國際商業(yè)機器公司)，己采用銅代替硅芯片中的鋁作互連線，取得了突破性進展。這種用銅的新型微芯片，可以獲得30%的效能增益，電路的線尺寸可以減小到0.12微米，可使在單個芯片上集成的晶體管數(shù)目達到200萬個。這就為古老的金屬銅，在半導體集成電路這個最新技術(shù)領(lǐng)域中的應用，開創(chuàng)了新局面。

引線框架

為了保護集成電路或混合電路的正常工作，需要對它進行封裝;并在封裝時，把電路中大量的接頭從密封體內(nèi)引出來。這些引線要求有一定的強度，構(gòu)成該集成封裝電路的支承骨架，稱為引線框架。實際生產(chǎn)中，為了高速大批量生產(chǎn)，引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續(xù)沖壓而成。框架材料占集成電路總成本的1/3～ l/4，而且用量很大;因此，必須要有低的成本。

銅合金價格低廉，有高的強度、導電性和導熱性，加工性能、針焊性和耐蝕性優(yōu)良，通過合金化能在很大范圍內(nèi)控制其性能，能夠較好地滿足引線框架的性能要求，己成為引線框架的一個重要材料。它是目前銅在微電子器件中用量最多的一種材料。

能源工業(yè)

火力及原子能發(fā)電都要依靠蒸氣作功。蒸氣的回路如下：鍋爐發(fā)生蒸氣- 蒸氣推動汽輪機作功- 作功后的蒸汽送至冷凝器- 冷卻成水- 回到鍋爐重新變成蒸汽。

其間主冷凝器由管板和冷凝管組成。由于銅導熱性好并能抗水的腐蝕，所以它們均使用鍋黃銅、鋁黃銅或白銅制造。根據(jù)資料介紹，每萬千瓦裝機容量需要5噸冷凝管。一個60萬千瓦的發(fā)電廠就需要3 00噸冷凝管材。

太陽能的利用也要使用許多銅管。例如：英國倫敦附近某旅館的一個游泳池，裝備了太陽能加熱器，在夏季可以將水溫保持在18～24℃。在該太陽能加熱器中含有784磅(3 56公斤)銅管。

石化工業(yè)

銅和許多銅合金，在水溶液、鹽酸等非氧化性酸、有機酸(如：醋酸、檸檬酸、脂肪酸、乳酸、草酸等)、除氨以外的各種堿及非氧化性的有機化合物(如：油類、酚、醇等)中，均有良好的耐蝕性;因而，在石化工業(yè)中大量用于制造接觸腐蝕性介質(zhì)的各種容器、管道系統(tǒng)、過濾器、泵和閥門等器件。還利用它的導熱性，制造各種蒸發(fā)器、熱交換器和冷凝器。由于銅的塑性很好，特別適合于制造現(xiàn)代化工工業(yè)中結(jié)構(gòu)錯綜復雜、銅管交叉編制的熱交換器。此外在石油精煉工廠中都使用青銅生產(chǎn)工具;原回是沖擊時不迸出火花，可以防止火災發(fā)生。

海洋工業(yè)

海洋占地球表面面積70%以上，合理地開發(fā)利用海洋資源日益受到人們的重視。海水中含確"容易造成腐蝕的氯離子，鋼鐵、鋁、甚至不銹鋼等許多工程金屬材料均不耐海水腐蝕。此外在這些材料，以及木材、玻璃等非金屬材料的表面上還會形成海洋生物污損。銅則一枝獨秀，不但耐海水腐蝕;而且溶入水中的銅離子有殺菌作用，可以防止海洋生物污損。因而，銅和銅合金是海洋工業(yè)中十分重要的材料，業(yè)已在海水淡化工廠、海洋采油采氣平臺、以及其它海岸和海底設(shè)施中廣泛應用。例如，海水淡化過程中使用的管路系統(tǒng)、泵和閥門，以及采油采氣平臺上使用的設(shè)備，包括飛濺區(qū)和水下用的螺栓、鉆孔日，抗生物污損包套、泵閥和管路系統(tǒng)等等。關(guān)于銅和銅合金在船舶中的應用情況，將在后節(jié)中介紹。

交通工業(yè)

由于良好的耐海水腐蝕性能，許多銅合金，如：鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅(錫鋅青銅)、白銅以及鎳銅合金(蒙乃爾合金)己成為造船的標準材料。一般在軍艦和商船的自重中，銅和銅合金占2～3%。軍艦和大部分大型商船的螺旋槳都用鋁青銅或黃銅制造。大船的螺旋槳每支重20～ 25噸。伊麗莎白皇后號和瑪麗皇后號航母的螺旋槳每支重達35噸。大船沉重的尾軸常用"海軍上將"炮銅，舵和螺旋漿的錐形螺栓也用同樣材料。引擎和鍋爐房內(nèi)也大量用銅和銅合金。世界上第一艘核動力商船，使用了30噸白銅冷凝管。近來用鋁黃銅管作油罐的大型加熱線圈。在10萬噸級的船上就有12個這種儲油罐，相應的加熱系統(tǒng)規(guī)模相當大。船上的電氣設(shè)備也很復雜，發(fā)動機、電動機、通訊系統(tǒng)等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作。大小船只的船艙內(nèi)經(jīng)常用銅和銅合金來裝飾。甚至木制小船，也最好用銅合金(通常是硅青銅)的螺絲和釘子來固定木結(jié)構(gòu)，這種螺絲可以用滾軋大量生產(chǎn)出來。為了防止船殼被海生物污損影響航行，過去經(jīng)常采用包覆銅加以保護;現(xiàn)在，則普遍用刷含銅油漆的辦法來解決。二次世界大戰(zhàn)中，為御防德國磁性水雷對艦船的襲擊，曾發(fā)展了抗磁性水雷裝置，在鋼船殼周圍附一圈銅帶，通上電流以中和船的磁場，這樣就可以不引爆水雷。從1944年以后，盟軍的所有船只，共計約18，000艘，都裝上了這種去磁裝置而得到了保護。一些大型主力艦為此需用大量的銅，例如其中一艘用去銅線長 28英里，重約 30噸。

汽車用銅每輛10～2I公斤，隨汽車類型和大小而異，對于小轎車約占自重的6～9%%。銅和銅合金主要用于散熱器、制動系統(tǒng)管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統(tǒng)、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其中用銅量比較大的是散熱器。現(xiàn)代的管帶式散熱器，用黃銅帶焊接成散熱器管子，用薄的銅帶折曲成散熱片。

為了進一步提高銅散熱器的性能，增強它對鋁散熱器的競爭力，作了許多改進。在材質(zhì)方面，向銅中添加微量元素，以達到在不損失導熱性的前提下，提高其強度和軟化點，從而減薄帶材的厚度，節(jié)省用銅量;在制造工藝方面，采用高頻或激光焊接銅管，并用銅釬焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱器芯體。這些努力的結(jié)果示于表6.2，與釬焊鋁散熱器相比，在相同的散熱條件下，即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下，新型銅散熱器的重量更輕，尺寸顯著縮小;再加上銅的耐蝕性好、使用壽命長，銅散熱器的優(yōu)勢就更明顯。

鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大。每公里的架空導線需用2 噸以上的異型銅線。為了提高它的強度，往往加入少量的銅(約1%)或銀 (約of%)。此外，列車上的電機、整流器、以及控制、制動、電氣和信號系統(tǒng)等都要依靠銅和銅合金來工作。

飛機的航行也離不開銅。例如：飛機中的配線、液壓、冷卻和氣動系統(tǒng)需使用銅材，軸承保持器和起落架軸承采用鋁青銅管材，導航儀表應用抗磁銅合金，眾多儀表中使用破銅彈性元件等等。

機械和冶金工業(yè)

幾乎在所有的機器中都可以找到銅制品部件。除了電機、電路、油壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中大量用銅以外，種類繁多用黃銅和青銅制造的傳動件和固定件，如齒輪、蝸輪、蝸桿、聯(lián)結(jié)件、緊固件、扭擰件、螺釘、螺母等，比比皆是。幾乎在所有作機械相對運動的部件之間，都要使用減磨銅合金制作的軸承或軸套，特別是萬噸級的大型擠壓機、鍛壓機的缸套、滑板幾乎都用青銅制成，鑄件重量可達數(shù)噸。許多彈性元件，幾乎都選用硅青銅和錫青銅作為材料。焊接工具、壓鑄模具等更離不開銅合金，如此等等。

冶金工業(yè)是消耗電能的大戶，素有"電老虎"之稱。在冶金廠的建設(shè)中通常必須要有一個依靠銅來進行工作的龐大的輸、配電系統(tǒng)和電力運轉(zhuǎn)設(shè)備。此外，在火法冶金中，連續(xù)鑄造技術(shù)已占據(jù)主導地位，其中的關(guān)鍵部件一結(jié)晶器，大都采用鉻銅、銀銅等高強度和高導熱性的銅合金。電冶金中的真空電弧爐和電渣爐水冷坩堝使用銅管材制造，各種感應加熱的感應線圈都是用銅管或異型銅管繞制而成，內(nèi)中通水冷卻。

銅是鋼鐵和鋁等合金中的重要添加元素。少量銅(0.2～0.5%)加入低合金結(jié)構(gòu)用鋼中，可以提高鋼的強度及耐大氣和海洋腐蝕性能。在耐蝕鑄鐵和不銹鋼中加入銅，可以進一步提高它們的耐蝕性。含銅30%左右的高鎳合金是著名的高強度耐蝕"蒙乃爾合金"，在核工業(yè)中廣泛使用。

在許多高強度鋁合金中都含有銅。通過淬火一時效熱處理，在合金中析出彌散分布的細小顆粒，而顯著提高其強度，稱為時效硬化鋁合金。其中著名的有杜拉鋁或稱硬鋁，它是一種含銅、錳、鎂的鋁合金，是制造飛機和火箭的重要結(jié)構(gòu)材料。

輕工業(yè)

輕工業(yè)產(chǎn)品與人民生活密切相關(guān)，品種繁多、五花八門。由于銅鋼具有良好綜合性能，到處可以看到它大顯身手的蹤影。現(xiàn)僅舉數(shù)例如下：

空調(diào)器和冷凍機的控溫作用，主要通過熱交換器銅管的蒸發(fā)及冷凝作用來實現(xiàn)。熱交換傳熱管的尺寸和傳熱性能，在很大程度上決定了整個空調(diào)機和制冷裝置的效能和小型化。在這些機器上采用的都是高導熱性能的異型銅管。利用銅的良好加工性能，最近開發(fā)和生產(chǎn)出帶有內(nèi)槽和高翅片的散熱管，用于制造空調(diào)器、冷凍機、化工及余熱口收等裝置中的熱交換器，可使新型熱交換器的總熱傳導系數(shù)提高到用普通管的2～3倍，和用普通低翅片管的 1.2～1.3倍，己在國內(nèi)使用，可節(jié)省 40%的銅，并使熱交換器體積縮小 1/3以上。

目前生產(chǎn)的鐘表，計時器和有鐘表機構(gòu)的裝置，其中大部分的工作部件都用"鐘表黃銅"制造。合金中含1.5-2%的鉛，有良好加工性能，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。例如，齒輪由長的擠壓黃銅棒切出，平輪由相應厚度的帶材沖出，用黃銅或其它銅合金制作摟刻的鐘表面以及螺絲和接頭等等。大量便宜的手表用炮銅(錫鋅青銅)制造，或鍍以鎳銀(白銅)。一些著名的大鐘都用鋼和銅合金制作。英國"大笨鐘"的時針用的是實心炮銅桿，分針用的是14英尺長的銅管。

一個現(xiàn)代化的鐘表廠，以銅合金為主要材料，用壓力機和精確的模具加工，每天可以生產(chǎn)一萬到三萬只鐘表，費用很低。

在當前信息萬變的社會里，紙張消費量很大。紙張表面看來簡單，但是造紙工藝卻很復雜，需要通過許多步驟，應用很多機器，包括冷卻器、蒸發(fā)器、打漿器、造紙機等等。其中許多部件，如：各種熱交換管、輥輪、打擊棒、半液體泵和絲網(wǎng)等，大部分都用銅合金制作。

例如，目前采用的長網(wǎng)造紙機，它要將制好的紙漿噴到快速運動的具有細小網(wǎng)孔(40～60目)的網(wǎng)布上。網(wǎng)布由黃銅和磷青銅絲編織而成，它的寬度很大，一般在20英尺(6米)以上，要求保持完全平直。網(wǎng)布在一系列小的黃銅或銅輥子上運動，當帶著噴附其上的紙漿通過時，濕氣從下面空吸出去。網(wǎng)子同時振動以使紙漿中的小纖維粘結(jié)在一起。大型造紙機的網(wǎng)布尺寸很大，可以達到寬26英尺8英寸( 8. l米)和長100英尺( 3 0.5米)。濕紙漿不但含水，而且含有造紙過程中使用的化學藥劑，腐蝕性很強。為了保證紙張質(zhì)量，對網(wǎng)布材料要求很嚴，不但要有高的強度和彈性;而且要抗紙漿腐蝕，銅合金完全可以勝任。

印刷中用銅版進行照相制版。表面拋光的銅版用感光乳膠敏化后，在它上面照相成像。感光后的銅版需加熱使膠硬化。為避免受熱軟化，銅中往往含有少量的銀或砷，以提高軟化溫度。然后，對版子進行腐蝕，形成分布著凹凸點子圖形的印刷表面。

在自動排字機上，要通過黃銅字型塊的編排，來制造版型，這是銅在印刷中的另一個重要用途。字型塊通常用的是含鉛黃銅，有時也用銅或青銅。

在世界的啤酒釀造中，銅起重要作用。經(jīng)常用銅作麥芽桶和發(fā)酵罐的內(nèi)村。在一些著名的啤酒廠中備有十余個容量超過2萬加侖的這種大桶。在發(fā)酵缸中，為了降溫，常用銅管通水冷卻。還用銅管通水蒸汽在釀造啤酒時進行加熱，以及用銅管輸送酒液等。

蒸餾威士忌和其它烈性酒時，通常用銅制蒸餾鍋。威士忌麥芽酒需蒸餾兩次，要用兩個大銅蒸餾鍋。

制藥工業(yè)中，各類蒸、煮、真空裝置等都用純銅制作。在醫(yī)療器械中則廣泛使用鋅白銅。銅合金還是眼鏡架的常用材料等等

建筑和藝術(shù)

由于銅水管具有美觀耐用、安裝方便、安全防火、衛(wèi)生保健等諸多優(yōu)點，使它與鍍鋅鋼管和塑料管相比存在明顯優(yōu)越的價格性能比。在住宅和公用建筑中，用于供水、供熱、供氣以及防火噴淋系統(tǒng)，日益受到人們的青睞，成為當前的首選材料。在發(fā)達國家中，銅制供水系統(tǒng)己占很大比重。美國紐約號稱世界第六高樓的曼哈頓大廈，其中僅供水系統(tǒng)一項，就用去銅管 6萬英尺(l公里)。在歐洲，飲水用銅管消耗量很大。英國的飲水用銅管消耗量平均每人每年1.6公斤，日本為0.2公斤。由于鍍鋅鋼管容易銹蝕，許多國家己明令禁用。香港早于1996年 1月起禁止使用，上海也于 1998年5月起實行。我國在房屋建設(shè)中推廣使用銅管道系統(tǒng)，勢在必行。

在歐洲采用銅板制作屋頂和漏檐已有傳統(tǒng)。北歐國家中甚至用它作墻面裝飾。銅耐大氣腐蝕性能很好、經(jīng)久耐用、可以回收，它有良好的加工性可以方便地制作成復雜的形狀，而且它還有美觀的色彩;因而很適合于用做房屋裝修。它在教堂等古建筑物屋頂上的應用己有悠久歷史，至今仍發(fā)出誘人的光彩;而且在現(xiàn)代大型建筑甚至公寓和住宅的建設(shè)上的應用也越來越多。例如：在倫敦，代表現(xiàn)代英國建筑藝術(shù)的"英聯(lián)邦委員會"大廈，屋頂形狀復雜，用銅板建造，重約 25噸;于1966年開放的水晶宮運動中心，用銅 60噸做成波浪形的屋頂?shù)鹊取?jù)統(tǒng)計，用做屋頂?shù)你~板，在德國平均每人每年消費0.8公斤，美國為0.2公斤。

此外，屋內(nèi)的裝修，如：門把手、鎖、百頁、按欄、燈具、墻飾以及廚房次具等等，使用銅制品不但經(jīng)久耐用，消毒衛(wèi)生，而且裝點出高雅的氣息，深受人們喜愛。

世界上沒有哪一種金屬，能夠像銅那樣廣泛應用于制造各種工藝品，從古至今，經(jīng)久不衰。今天城市建設(shè)中，各種紀念物、鑄鐘、寶鼎、雕像、佛像、仿古制品等等，大量使用鑄造銅合金。現(xiàn)代樂器，如長笛使用白銅制成，薩克斯管用的是黃銅材料。各種精美的藝術(shù)品，價廉物美的鍍金以及仿金、仿銀首飾也都需要使用各種成分的銅合金。

1996年建成的香港天壇大佛，使用錫、鋅、鉛青銅分塊鑄造再焊接而成，高26米，重206噸。1997年建成的浙江普陀山南海觀音大佛，高20米，重 70噸，是世界上第一座使用仿金材料建成的巨型銅像。嗣后在無錫落成了高88米的青銅釋跡牟尼佛像。更高的佛像正在我國的海南島和九華山以及日本印度等地籌建中。

自從人類祖先使用錢幣進行交易以來，就用銅和銅合金來制造錢幣，歷代相傳，沿襲至今。隨著現(xiàn)代自動投幣電話、乘車和購物等利民活動的發(fā)展，造幣用銅量有增無減。

在銅幣的應用中，除了變化尺寸以外，可以很方便地采用不同合金成分、改變合金色彩來制造和區(qū)分不同面值的貨幣。常用的有含2 5%鎳的"銀幣"，含2 0%鋅和1%錫的黃銅幣以及含少量錫(3%)和鋅(l.5%)的"銅"幣。全世界每年生產(chǎn)銅幣要消耗成千上萬噸的銅。僅倫敦皇家造幣廠一家，每年生產(chǎn)7億個銅幣，約需金屬七千噸。

高科技

銅不但在傳統(tǒng)工業(yè)中有廣泛應用，而且在新興產(chǎn)業(yè)以及高科技領(lǐng)域中也發(fā)揮著重要作用，舉例如下：信息技術(shù)是高科技的前導。它依靠的是現(xiàn)代人類智慧的結(jié)晶一計算機這個工具，對瞬息萬變、浩如煙海的信息進行加工和處理。計算機的心臟由微處理器(包含運算器和控制器)和存儲器組成。這些基本部件(硬件)都是大規(guī)模集成電路，在微小的芯片上分布著千萬個相互連接的晶體管、電阻。電容等元件，以進行快速的數(shù)值運算，邏輯運算和大量的信息儲存。這些集成電路的芯片要通過引線框架和印刷電路組裝起來才能進行工作。從前面"電子工業(yè)中的應用"一章中可以看到，銅和銅合金不但是引線框架、焊料和印刷電路板中的重要材料;而且還能夠在集成電路的微小元件互連中起重要作用。

一般材料(除半導體以外)的電阻隨溫度降低而減小，當溫度降得很低時，某些材料的電阻會完全消失，這種現(xiàn)象稱為超導性。出現(xiàn)超導性的這個最高溫度稱為該材料的超導臨界溫度。超導性的發(fā)現(xiàn)為電的利用打開了一個新大地。回為電阻為零，只要施加一個很小的電壓就可以產(chǎn)生十分巨大(理論上是無限大)的電流，獲得巨大的磁場和磁力;或者當電流通過它時，不發(fā)生電壓的降低和電能的損耗。顯然它的實際應用將會引起人類在生產(chǎn)和生活上的變革，很受人們的關(guān)注。

但是對通常的金屬來說，只有當溫度降低到十分接近絕對零度(OK= -273°C)時才出現(xiàn)超導性，在工程上很難實現(xiàn)。近年來已開發(fā)出一些超導合金，它們的臨界溫度比純金屬的高，例如，Nb3Sn合金為18.1K。但是它們的應用一點也離不開銅。首先是這些合金要在超低溫下工作，要通過氣體的液化來獲得低溫，例如：液氦、液氫和液氮的液化溫度分別為4K(-269℃)、20K(-253℃)和77K(-196℃)。銅在這樣低的溫度下仍有良好的韌塑性，是低溫工程中不可缺少的結(jié)構(gòu)和管路輸送材料。此外，Nb3Sn、NbTi等超導合金很脆，難以加工成型材，需用銅做包套材料把它們結(jié)合起來。目前這些超導材料已用于制作強磁體，在醫(yī)療診斷的核磁共振儀以及某些礦山強力磁選機上得到了應用。正在籌劃中的，時速超過500公里的磁浮列車，也要依靠這些超導材料磁體把列車懸浮起來，避免輪軌接觸的阻力，而實現(xiàn)車廂的高速運行。

發(fā)現(xiàn)了一些臨界溫度更高的材料，稱為"高溫超導材料"，它們大多是復合氧化物。較早發(fā)現(xiàn)和比較著名的一種是含鉛的銅基氧化物(YBa2Cu3O7-y)，臨界溫度為90K，可以在液氮溫度下工作。目前還沒有獲得臨界溫度在室溫附近的材料;而且這些材料難于做成大塊物體，它們能通過可保持超導性的電流密度也不夠高。因此，目前還未能在強電的場合下應用，有待進一步研究開發(fā)。

火箭、衛(wèi)星和航天飛機中，除了微電子控制系統(tǒng)和儀器、儀表設(shè)備以外，許多關(guān)鍵性的部件也要用到銅和銅合金。例如：火箭發(fā)動機的燃燒室和推力室的內(nèi)村，可以利用銅的優(yōu)良導熱性來進行冷卻，以保持溫度在允許的范圍內(nèi)。亞里安那5號火箭的燃燒室內(nèi)村，用的是銅一銀一結(jié)合金，在這個村簡內(nèi)加工出360個冷卻通道，火箭發(fā)射時通入液態(tài)氫進行冷卻。

此外，銅合金也是衛(wèi)星結(jié)構(gòu)中承載構(gòu)件用的標準材料。衛(wèi)星上的太陽翼板通常是由銅與其它幾個元素的合金制成的。揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)之謎是科學家孜孜以求的重大基礎(chǔ)課題。對這個問題的認識每深入一步，都會給人類帶來重大的影響。當前原子能的利用就是一個例子。近代物理的最新研究業(yè)已發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)的最小構(gòu)成單元不是分子和原子而是比它小億倍的夸克和輕子。現(xiàn)在對這些基本粒子的研究往往要在比原子彈爆炸時的核作用高數(shù)百倍的極高反應能下進行，稱為高能物理。這樣高的能量是通過帶電粒子在強磁場內(nèi)，經(jīng)過長距離加速，向固定的靶"轟擊"而獲得(高能加速器)，或者兩個相反方向加速運動的粒子流互相對撞而獲得(對撞機)。為此，需要用銅作繞組構(gòu)筑出長距離的強磁場通道。此外，在受控熱核反應裝置中也要有類似的結(jié)構(gòu)。為了降低由于通過大電流的發(fā)熱溫升，這些磁通道由中空的異型銅棒繞成，以便通入介質(zhì)進行冷卻。

例如：著名的歐洲盧瑟福高能物理實驗室中的質(zhì)子同步加速器，它的水冷磁體由中空的銅管統(tǒng)成，共計使用約300噸的銅擠壓材。1984年我國建成的重粒子加速器，用去每根40米長、外矩內(nèi)圓的管材共46噸。在此以后建成的正負電子對撞機中，應用這類銅管105噸。在我國研制的受控熱核反應裝置中，共有16個聚焦線圈。每個線圈用長度55米的銅條繞成。殼體用銅板焊接而成，其上焊有冷卻水管。在該裝置上共計用銅50噸。

銅化合物

銅的化合物，主要有：硫酸銅(五水、一水和無水)、醋酸銅、氧化銅和氧化亞銅、氯化銅和氯化亞銅、氯氧化銅、硝酸銅、氰化銅、脂肪酸銅、環(huán)烷酸銅等，在農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等各個領(lǐng)域都有廣泛應用。其中應用最廣的是硫酸銅，通常是五水硫酸銅(CuSO4·5H2O)，由于呈藍色，俗稱藍礬。它往往也是生產(chǎn)其它許多鹽類的原料。

人類應用銅化合物的歷史可以追溯到五千多年前，墓葬中發(fā)現(xiàn)古埃及人己使用硫酸銅做染色時的媒染劑(留色飾染劑)，一直沿用至今。根據(jù)統(tǒng)計，目前世界上生產(chǎn)硫酸銅的廠子超過一百家，世界年消費量約2 0萬噸，估計其中3/4用于農(nóng)牧業(yè)，主要用作殺菌劑。

在農(nóng)牧業(yè)中的應用

銅的化合物是消除病蟲害的有效殺菌農(nóng)藥，可以控制所有霉菌或真菌引起的病害。除直接采用硫酸銅泡種子外，在果園和農(nóng)田中經(jīng)常使用的是一些銅鹽混合液。最重要的有以法國著名葡萄產(chǎn)地命名的波爾多液(石灰硫酸銅液)和伯更狄液(蘇打硫酸銅液)，還有巴黎綠、菌殺特等。

業(yè)已報導，用銅殺菌劑可以防治百余種作物中經(jīng)常發(fā)生的3 00多種病害。這些作物包括： -葡萄、柑桔、香蕉、蘋果、梨、桃等各種多年生的果木; -咖啡、橡膠、棉花、甜菜等經(jīng)濟作物;小麥、大米、玉米、大麥、燕麥等谷物;-豆類、西紅柿、土豆和萵苣等。 ·銅是保持農(nóng)作物和畜禽健康成長必須的微量營養(yǎng)素。通常，當農(nóng)田土壤中的有效銅含量低于2ppmm(1ppmm為百分之一)時，農(nóng)作物就要因缺銅而減產(chǎn)，嚴重時甚至顆粒不收，或者當牧場土壤中有效銅含量低于5ppmm時，牲畜就要患缺銅癥。目前由于集約性的高產(chǎn)作業(yè)，在大量使用有化肥中不含銅或含銅量很低，引起土地瘠化，使缺銅日益成為當前世界上日益關(guān)注的問題。為了糾正和防止缺銅，要及時用銅鹽補充。可以直接加入或者和富含氮和磷的肥料一起加入;可以用來改良土壤長期起作用，或者每年噴灑在作物的幼苗上。對于畜禽，除改善牧場外，可以將銅鹽摻入飼料中或采用其它辦法直接注入有缺銅癥狀的牲畜體內(nèi)。·硫酸銅還是豬和雞的助長劑，可以提高它們的食欲和增進食物的轉(zhuǎn)化。在飼料中拌人0.1%的硫酸銅，能夠顯著地促進豬和肉雞的增重。

·銅離子有強烈的消毒滅菌作用，可以防止一些常見牲畜疾病的流行。例如：水中少量銅(不足lppm)就能夠消滅水中繁殖的給輸、螺和蝸牛等軟體動物，這些軟體動物是血吸蟲的寄主，因而可以防止熱帶和溫帶動物中容易出現(xiàn)的肝血吸蟲此外，池塘、水田、水渠和河湖中令人討厭的綠藻污染，可以加入銅鹽來消除。

·銅鹽可以作為防霉保鮮劑，應用于谷物、水果和蔬菜的儲藏。其中一個簡便的辦法，是用浸過銅鹽的紙進行包裝。銅化合物在工業(yè)上的應用很廣，幾乎每一行業(yè)都有應用到銅的化合物

·硫酸銅是印染工藝中常用的媒染劑，以提高光澤的持久性和耐洗性，廣泛應用于紡織和皮革業(yè)。

·銅的化合物有藍、綠、紅、黑等彩色，可以用做玻璃、陶瓷、水泥、搪瓷的著色劑。它們也是某些染發(fā)劑的組成。在煙火中加入硝酸銅發(fā)綠光，等等。

·添加銅化合物的油漆有抗海水生物污損的作用。·銅的一些有機化合物是有效的防腐劑，用于紙漿、木材、木制品和帆布等織物的防腐。銅的某些化合物是橡膠、石油和人造纖維生產(chǎn)過程中的重要化學制劑，起催化、凈化等作用。

·硫酸銅電解液，用于鍍銅、生產(chǎn)電解銅箔和銅的提純等。在采礦業(yè)中，以硫酸銅為活化劑，對鉛、鋅、鋁和金等礦物進行浮1.銅的自然屬性

銅是人類最早發(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CU，原子量63.54,比重8.92，熔點1083Co。純銅呈淺玫瑰色或淡紅色。銅具有許多可貴的物理化學特性，例如其熱導率都很高，化學穩(wěn)定性強，抗張強度大，易熔接，且抗蝕性、可塑性、延展性。純銅可拉成很細的銅絲，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。

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[Cu2(OH)2CO3]、藍銅礦[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)等。(3)自然銅。銅礦石中銅的含量在1%左右(0.5%～3%)的便有開采價值，因為采用浮選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”鼓風爐中，在1000℃左右進行熔煉。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)后鼓入空氣進行吹煉(1100～1300℃)。由于鐵比銅對氧有較大的親和力，而銅比鐵對硫有較大的親和力，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

銅冶金技術(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。火法冶煉一般是先將含銅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，在密閉鼓風爐、反射爐、電爐或閃速爐進行造锍熔煉，產(chǎn)出的熔锍(冰銅)接著送入轉(zhuǎn)爐進行吹煉成粗銅，再在另一種反射爐內(nèi)經(jīng)過氧化精煉脫雜，或鑄成陽極板進行電解，獲得品位高達99.9%的電解銅。該流程簡短、適應性強，銅的回收率可達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、自動化發(fā)展。

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、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。

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，細菌浸出等法，適于低品位復雜礦、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，預計本世紀末可達總產(chǎn)量的20%，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。濕法冶煉過程為：

c.火法和濕法兩種工藝的特點比較火法和濕法兩種銅的生產(chǎn)工藝，有如下特點：

(1)后者的冶煉設(shè)備更簡單，但雜質(zhì)含量較高，是前者的有益補充。

(2)后者有局限性，受制于礦石的品位及類型。

(3)前者的成本要比后者高。

可見，濕法冶煉技術(shù)具有相當大的優(yōu)越性，但其適用范圍卻有局限性，并不是所有銅礦的冶煉都可采用該種工藝。不過通過技術(shù)改良，這幾年已經(jīng)有越來越多的國家，包括美國、智利、加拿大、澳大利亞、墨西哥及秘魯?shù)龋瑢⒃摴に噾糜诟嗟你~礦冶煉上。濕法冶煉技術(shù)的提高及應用的推廣，降低了銅的生產(chǎn)成本，提高了銅礦產(chǎn)能，短期內(nèi)增加了社會資源供給，造成社會總供給的相對過剩，對價格有拉動作用。

3.銅的生產(chǎn)和消費

a.銅資源分布：世界銅礦資源主要分布在北美、拉丁美洲和中非三地，全世界已探明的儲量共3.5億萬噸，其中智利占24%,美國占16.9%,獨聯(lián)體占10.15%,扎伊爾占7.39%,贊比亞占4.55%,秘魯占3.41%,美洲占了世界儲量的60%。我國銅生產(chǎn)地集中在華東地區(qū)，該地區(qū)銅生產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的51.84%,其中安徽、江西兩省產(chǎn)量約占30%。銅的主要消費地則在華東和華南地區(qū)，二者消費量約占全國消費總量70%。

b.銅的主要用途：銅是一種紅色金屬，同時也是一種綠色金屬。說它是綠色金屬，主要是因為它耐用，容易再溶化、再冶煉，因而回收利用相當?shù)乇阋恕?/p>

銅合金分類和焊接特點

銅及銅合金的分類和焊接特點

(1)純銅：純銅常被稱作紫銅。它具有良好的導電性、導熱性和耐蝕性。純銅用字母+T}}(銅)表示，如Tl,T2,T3等。氧的含量極低，不大于0. O1%的純銅稱為無氧銅，用TU(銅無)表示，如TU1、TU2等。

(2)黃銅：以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅用+H;(黃)表示如H80、H70,H68等。 (3)青銅：以前把銅與錫的合金稱作青銅，現(xiàn)在則把除了黃銅以外的銅合金稱作青銅。常用的有錫青銅、鋁青銅和敏青銅等。青銅用“Q，’(青)表示。銅及銅合金的焊接特點是：(1)難熔合及易變形 (2)容易產(chǎn)生熱裂紋

(3)容易產(chǎn)生氣孔銅及銅合金焊接主要采用氣焊、惰性氣體保護焊、埋弧焊、釬焊等方法。銅及銅合金導熱性能好，所以焊接前一般應預熱，并采用大線能量焊接。鎢極氫弧焊采用直流正接。氣焊時，紫銅采用中性焰或弱碳化焰，黃銅則采用弱氧化焰，以防止鋅的蒸發(fā)。

銅和鋁的焊接無縫藥芯焊絲是鋁銅釬焊連接的最新技術(shù)成果，是鋁銅釬焊用料的升級換代產(chǎn)品。其主要成分由鋅鋁銅和無腐蝕性氟鋁銫鹽組成，其釬焊工藝性、接頭機械性能和接頭導電性均優(yōu)于鋅鎘、鋅錫銅釬料。

廣泛用于電力電器、信息電子、不銹鋼制品、制冷行業(yè)、電熱電器、五金制品等行業(yè)。不需專用焊接設(shè)備和特殊生產(chǎn)場地，即可實現(xiàn)環(huán)保、便捷、安全的鋁銅連接。其中銅包含常見的銅合金，鋁主要指1系列、3系列和6系列和部分4系列。[3]

世界銅冶煉廠分布

非洲：剛果盧伊盧(科盧韋齊);希圖魯;納米比亞楚梅布冶煉廠;南非納巴比普冶煉廠(烏基普);帕拉博拉冶煉廠;贊比亞盧安夏和巴利巴; 穆富利拉; 恩昌加 TLP ;恩卡納(羅卡納)

亞洲：中國白銀(金川)/甘肅; 山東/陽谷祥光銅業(yè);大冶;貴溪;葫蘆島; 金昌; 上海;天津; 云南;印度伯爾拉銅(代海伊); 杜蒂戈林;伊朗薩爾切什梅;日本別子/愛媛(東予冶煉廠) 小坂(秋田) 直島(香川); 小名濱(福島) ; 佐賀關(guān)(大分) ;玉野(岡山);哈薩克斯坦巴爾卡什米斯; 杰茲卡茲甘冶煉廠;韓國溫山冶煉廠Ⅰ; 溫山冶煉廠Ⅱ;菲律賓伊莎貝爾/萊特(菲律賓熔煉與精煉協(xié)會);烏茲別克斯坦阿爾馬雷克冶煉廠。

歐洲：奧地利布里克斯萊格比利時貝爾瑟; 霍博肯; UM 皮爾多普芬蘭哈爾亞瓦爾塔德國漢堡; 黑特施泰;呂嫩Lunen 170 ;意大利波代馬格拉;波蘭格沃古夫Ⅰ;格沃古夫Ⅱ ; 萊格尼察冶煉廠;羅馬尼亞茲拉特納冶煉廠; 俄羅斯基洛夫格拉德(卡拉塔);克拉斯諾烏拉爾斯克冶煉廠; 納杰日金斯基; 諾里爾斯克冶煉廠; 中烏拉爾斯克冶煉廠;西班牙韋爾瓦;瑞典倫島;英國沃爾索爾;南斯拉夫博爾。

銅與人體健康

銅的吸收

一般情況下，銅的攝入量嬰幼兒期為0.4~1.0mg/日，成人為1.5~3.omg/日，吸收率30~40%。胃、十二指腸和小腸上部是銅的主要吸收部位，其腸吸收是主動吸收過程。膜內(nèi)外銅離子的轉(zhuǎn)運體為ATP酶，依靠天冬氨酸殘基磷酸化供能，能將主動吸收的銅與門靜脈側(cè)枝循環(huán)中的白蛋白結(jié)合，運至肝臟進一步參與代謝。

銅的排泄

銅主要通過膽汁排泄，膽汁中含有低分子和高分子量的銅結(jié)合化合物，前者多存在肝膽汁中，后者則多在膽囊膽汁中。銅可以通過溶酶體的胞吐作用或ATP酶的銅轉(zhuǎn)移作用而進入膽汁內(nèi)，膽汁中的銅也可是肝細胞溶酶體對存在于膽汁中銅結(jié)合蛋白分解的結(jié)果。血漿中銅大多與銅藍蛋白結(jié)合或存在于腎細胞內(nèi)，很少濾過腎小球，正常情況下尿液中含銅量甚微。當銅的排泄、存儲和銅藍蛋白合成失衡時會出現(xiàn)銅尿。

在人體保健上的應用

銅是人體健康不可缺少的微量營養(yǎng)素，對于血液、中樞神經(jīng)和免疫系統(tǒng)，頭發(fā)、皮膚和骨骼組織以及腦子和肝、心等內(nèi)臟的發(fā)育和功能有重要影響。銅主要從日常飲食中攝入。世界衛(wèi)生組織建議，為了維持健康，成人每公斤體重每天應攝入0.03毫克銅。孕婦和嬰幼兒應加倍。缺銅會引起各種疾病，可以服用含銅補劑和藥丸來加以補充。

銅在人體內(nèi)含量約100～150mg，血清銅正常值100～120μg/dl，是人體中含量位居第二的必需微量元素。含銅的酶有酪氨酸酶、單胺氧化酶、超氧化酶、超氧化物歧化酶、血銅藍蛋白等。銅對血紅蛋白的形成起活化作用，促進鐵的吸收和利用，在傳遞電子、彈性蛋白的合成、結(jié)締組織的代謝、嘌呤代謝、磷脂及神經(jīng)組織形成方面有重要意義。

銅缺乏可引起如下疾病

1.貧血

一般最常見的臨床表現(xiàn)為頭暈、乏力、易倦、耳鳴、眼花。皮膚黏膜及指甲等顏色蒼白，體力活動后感覺氣促、心悸。嚴重貧血時，即使在休息時也出現(xiàn)氣短和心悸，在心尖和心底部可聽到柔和的收縮期雜音。

2.骨骼改變

臨床表現(xiàn)為骨質(zhì)疏松，易發(fā)生骨折。

3.銅與冠心病

4.銅與白癜風病

5.女性不孕癥

人體缺銅可適量增加攝入含銅較高的食物，如魚、蝦、蟹、玉米、豆制品等。

銅離子可以消毒殺菌、衛(wèi)生防疫。例如：可以殺滅易于在水中滋生的大腸桿菌和痢疾等病菌，清除水中傳播血吸蟲病的蛞蝓和螺等軟體動物，以及傳播瘧疾的蚊子幼蟲等疾病攜帶體。它還可以應用在游泳池內(nèi)，防止綠藻污染和通過地板傳染足癬等等。

銅 (Copper)

硫酸銅 (Copper Sulfate)