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铜矿—特性及用途解读系列

发布日期:2017-10-14   来源:矿道网   投稿者:王建春   浏览次数:5561

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铜是一种过渡元素,纯铜是柔软的金属,单质呈紫红色,延展性好,导热性和导电性高,是电缆和电气、电子元件最常用的材料,也可用作建筑材料,可以组成众多种合金,铜也是耐用的金属,可以多次回收而无损其机械性能。

1、金属铜性能

铜,英文名称:Copper,元素符号是Cu,原子量63.546,是IB族金属。密度8.92g/cm3,熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃,铜是一种呈紫红色光泽的金属,稍硬,极坚韧,耐磨损,有很好的延展性、较好导热性、导电性和耐腐蚀能力。铜及其合金在干燥的空气里很稳定,但在潮湿的空气里其表面会生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,俗称铜绿。

2、铜矿类型

自然界中的铜被分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。常见化合物有:氢氧化铜、氧化铜和硫酸铜。

2.1 自然铜

自然铜是铜元素在自然界天然生成的各种片状、板状、块状集合体。没有氧化过的自然铜表面为红色,具金属光泽。但因为氧化的原因,通常自然铜会呈棕黑色或绿色。自然铜中往往还会含有微量的铁、银和金等元素。

2.2 硅孔雀石

硅孔雀石又名凤凰石;化学式为,CuSiO3·2H2O,其结构呈钟乳状或土状,被认为是一种晶体态硅酸铜相被分散在非晶质的二氧化硅水泥胶中的混合产物,没有固定的化学组分矿物。

2.3 孔雀石

孔雀石是一种碳酸盐矿物,熟称碱式碳酸铜,常与其他铜矿物伴生共存。化学式CuCO3·Cu(OH)2,其中CuO 71.95%,CO2 19.90%,H2O 8.15%;属于单斜晶体,集合体通常呈晶体钟乳状、皮壳状、纤维状、块状和结核状,结构又同心层状以及纤维放射状等。

2.4 蓝铜矿

蓝铜矿熟称石青,是一种铜的碳酸盐矿物,显碱性。其化学式为2CuCO3·Cu(OH)2;其中CuO 69%,CO2 25.53%,H2O 5.23%,成分很稳定,常与孔雀石共生于铜矿床的氧化带中,属单斜晶系。

2.5 赤铜矿

赤铜矿是一种比较软却很重的红色氧化物矿物,一般是由铜的硫化物经风化后而形成的,称之为次生矿物。化学式Cu2O 含铜量高达88.8%,集合体呈致密块状、粒状或土状,新鲜面洋红色,光泽为金刚光泽或半金属光泽,长时间暴露于空气中即呈暗红色而光泽暗淡,莫氏硬度3.5~4.0,比重6.14。有时可作宝石,但易碎。

2.6 胆矾

胆矾是一种天然含有结晶水的硫酸铜,分布情况很广。俗称五水硫酸铜,亦称其蓝矾或铜矾,其化学式为CuSO4·5H2O,Cu 25.4%,属于三斜晶系,是可溶性矿物。

2.7 水胆矾

水胆矾也称为水硫酸铜,属于硫酸盐矿物,是一种不含水的次生矿物,常与硫酸盐累的块铜矾和碳酸盐类的孔雀石共生存在。颜色为翠绿色、黑绿色甚至为全黑;灰绿色条痕;具有玻璃至珍珠光泽;硬度3.5~4,比重3.5~4;化学式为Cu4SO4(OH)4,属于单斜晶系,矿物的集合体呈短柱状或成晶簇。

2.8 氯铜矿

氯铜矿属于碱式卤化物矿物,是一种稀有矿物,深绿色。玻璃光泽到金属光泽,透明到半透明。硬度3~3.5,比重3.76。 氯铜矿是其他铜矿物氧化形成的次生铜矿物,化学式为Cu2Cl(OH)3,属于斜方晶体。集合体呈条板状、纤维状、放射状和块状等,通常伴生于孔雀石和蓝铜矿中。

2.9 黄铜矿

黄铜矿是 一种铜铁硫化物矿物。化学式CuFeS2,常含微量的金、银等。晶体相对少见,为四面体状;多呈不规则粒状及致密块状集合体,也有肾状、葡萄状集合体。黄铜黄色,表面常有蓝、紫褐色的斑状锖色;绿黑色条痕;金属光泽,不透明;无解理;具导电性。硬度3~4,性脆,相对密度4.1~4.3。

2.10 辉铜矿

辉铜矿大部分是原生硫化物氧化分解再经还原作用而成的此生矿物。化学式Cu2S,Cu 79.86%,S 20.14%。含铜成分高,是最重要的炼铜矿石。新鲜面浅灰色,风化表面黑色,常带锖色;金属光泽,不透明;硬度2.5~3,密度5.5~5.8;贝壳状断口,略具延展性。

2.11 黝铜矿

黝铜矿是一种含铜、铁、锌和银的硫盐矿物,它是重要的铜矿石矿物,也可以作为重要的银矿石矿物。化学式Cu12Sb4S13,半金属光泽,致密块状或粒状;单晶体常呈四面体。莫氏硬度3~4,比重4.6(砷黝铜矿)至5.0(黝铜矿)。

2.12 斑铜矿

斑铜矿是铜和铁的硫化物矿物,化学式Cu5FeS4含铜量 63.3%,是提炼铜的主要矿物原料之一。表面易氧化呈蓝紫斑状的锖色,新鲜断面呈暗铜红色,金属光泽,莫氏硬度 3 ,比重4.9~5.0。常呈致密块状或分散粒状,在地表易风化成孔雀石和蓝铜矿。

2.2 铜蓝

铜蓝是一种成分为硫化铜的矿物,化学成分为CuS,Cu 66.48%,S 33.52%,因呈靛蓝色而得名。金属光泽,晶体为六方晶系,呈六方片状。具平行底面完全解理通常呈细薄片状、被膜状或烟灰状集合体。莫氏硬度1.5~2,比重4.67。

3、铜矿床类型

在__目前已经探明各类铜矿的总储量中,其中超过50%的铜矿床是以斑铜矿的形式存在。我国铜矿的工业类型齐全,最主要的有斑岩型、夕卡岩型、层状型(包括变质层状型和含铜砂页岩型),火山沉积型和铜镍硫化物型。以上5种类型的铜储量占全国铜矿总储量的90%以上。

4、金属铜的用途

铜是与人类关系非常密切的有色金属,不仅在自然界资源丰富且具有较优良的导电性、导热性、延展性、耐腐蚀性、耐磨性等优良性质,被广泛地应用于电力、电子、能源及石化、机械及冶金、交通、轻工、新兴产业及等领域。

4.1 电力行业

铜在电力行业一般用于电力输送如线电缆、变压器、开关、接插元件和连接器等;其次应用于电机制造如定子、转子、轴头和中空导线等;也应用于通讯电缆及住宅电气线路也需使用大量的铜导线。

4.2 电子行业

电真空器件如高频和超高频发射管、渡导管、磁控管等需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。铜印刷电路需要大量的铜箔和铜基钎焊材料。集成电路中以铜代替硅硅芯片中的铝作互连线和引线框架。

4.3 能源及石油化工

铜在能源工业火力发电厂主要用于制造主冷凝器管板和冷凝管。太阳能加热器也常使用铜管制造。石化工业铜和许多铜合金,大量用于制造接触腐蚀性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门、各种蒸发器、热交换器和冷凝器等。

4.4 交通运输行业

在船舶行业铜合金包括铝青铜、锰青铜、铝黄铜、炮铜,白铜和镍铜合金等都属于造船的标准材料。在汽车行业铜和铜合金主要用于散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、配电和电力系统、刹车摩擦片、垫圈以及各种接头、配件和饰件等。

4.5 机械和冶金工业

机械工程除了电机、电路、油压系统、气压系统和控制系统中大量用铜以外,各种传动件和固定件,如缸套、连接件、紧固件、齿轮、扭拧件等,都需要以铜或铜合金减磨和润滑。冶金设备连续铸造技术中的关键部件-结晶器,大都采用铬铬铜、银铜等高强度和高导热性的铜合金制造。

4.6 在轻工业中的应用

铜及铜合金可用于制造空调器的热交换器、钟表机芯、造纸机的网布、辊轮、印刷铜版、发酵罐内衬、蒸馏锅、建筑装饰构件等。

4.7 新兴产业及高科技领域

铜也应用于新兴产业及高科技领域,例如超导合金的包套、超低温介质的容器与管路、火箭发动机的冷却内衬、高能加速器的磁体绕组等。

5、 铜矿储量与分布

据美国地质调查局估计, __陆地铜资源量超过 30 亿吨, 深海矿结核中铜资源量约 7亿吨 。截止2011年,__铜储量约6.9亿吨 。其中,智利1.9亿吨 , 秘鲁0.9亿吨,澳大利亚 0.86 亿吨 ,墨西哥0.38亿吨, 美国0.35 亿吨,中国0.3 亿吨,印度尼西亚为0.28亿吨,俄罗斯为 0.3 亿吨, 波兰为 0.26 亿吨, 赞比亚为0.2 亿吨 , 刚果为 0.2 亿吨。此外 , 哈萨克斯坦 、加拿大、蒙古、菲律宾等国也有着丰富的铜资源。

据国土资源部发布的《2014年中国国土资源公报》显示,截至2014年我国铜矿查明资源储量为9553.8金属万吨。中国铜生产地集中在:华东地区,该地区铜生产量占全国总产量的51.84%,其中安徽、江西两省产量约占30%,云南、内蒙古也是我国铜矿主要产区。

6、 铜最优产地

云南、内蒙古。再生铜质量以广东清远最佳。

7、 铜价格(仅供参考)

电解铜价格:¥38500.0/吨

铜排价格:¥51100.0/吨

黄铜管价格: ¥43000.0/吨

紫铜排价格: ¥50000.0/吨

硫酸铜价格:¥9500.0/吨

氧化铜原矿价格:¥5040.0/吨

8、 铜常见问题

8.1 铜对人体健康的影响

铜是人体健康不可缺少的微量营养素,对于血液、中枢神经和免疫系统,头发、皮肤和骨骼组织以及脑、肝和心等内脏的发育和功能都有重要影响。铜主要从日常饮食中摄取。世界卫生组织建议,为了维持健康,成人每公斤体重每天应摄入0.03毫克铜。孕妇和婴幼儿应加倍。

8.2 我国的六大铜矿是什么?

我国的六大铜矿基地 :1赣北铜矿基地:位于江西省北部及东北部,包括德兴、贵溪、东乡等铜矿,储量占全国的25%。2大冶铜矿基地:位于湖北省东部,主要分布在黄石、大冶、阳新、鄂城一带。储量占全国的6%。3铜陵铜矿基地:矿区分布在安徽省铜陵-安庆一带的长江两岸,储量占全国的5%。4中条山铜矿基地:位于山西南部,同蒲铁路一侧,占全国储量5%。5滇中铜矿基地:产铜历史悠久,以东川最大。6白银铜矿基地:位于甘肃省白银市,该基地资源丰富,品位较高极富开采价值。

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