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銅的作用及冶煉流程

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銅的作用及冶煉流程

發布日期:2019-07-25 作者: 點擊:

  銅是與人類關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、國防工業等領域,在中國有色金屬材料的消費中僅次于鋁。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,主要是因為它熔點較低,容易再熔化、再冶煉,因而回收利用相當地便宜。古代主要用于器皿、藝術品及武器鑄造,比較有名的器皿及藝術品如司母戊鼎、四羊方尊。

  電器和電子市場

  電器和電子市場約占總數的28%。1997年,這兩個市場成為銅消耗的第二大終端用戶,擁有25%的市場份額。在許多電器產品中,(例如:電線、母線、變壓器繞組、重型馬達、電話線和電話電纜)銅的使用壽命都相當地長,只有經過20到50年以后,里面的銅才可以進行回收利用。其他含銅的電器和電子產品(比如:小型電器和消費電子產品)使用壽命則比較短,一般是5-10年。商業性電子產品和大型電器產品通常要回收的,因為它們除含有銅以外,還有其他珍貴的金屬。盡管如此,小型的電子消費產品的回收率還是相當低的,因為它們里面幾乎沒有多少銅元素。

  隨著電子領域科學技術的快速發展,一些陳舊的含銅產品越來越過時了。比如,在二十世紀80年代,電話轉換站和中央營業所是銅和銅合金碎屑的主要來源,但是數字轉換的出現使得這些笨重的、金屬密集的東西變得越來越過時了。

  交通設備

  交通設備是銅的第三大市場,約占總數的13%,與二十世紀60年代基本相同。盡管交通的重要性沒有改變,但是銅的使用形式卻發生了很大的變化。許多年來,自動散熱器是這方面最重要的終端用戶;然而,銅在自動電器和電子產品中的使用飛速增長,而在熱交換器市場中的使用則有所下降。小轎車的平均使用壽命是10-15年,幾乎所有的銅(包括散熱器和配線)都是在它的整體拆卸和回收前來進行回收的。[4]

  工業機器和設備

  工業機器和設備是另外一個主要的應用市場,在當中銅往往有比較長的使用壽命。硬幣和軍火是這方面主要的終端用戶。子彈很少回收,一些硬幣可以熔化,而還有許多則由收藏者或儲蓄者保存,不可以進行回收。[4]  在機械和運輸車輛制造中,用于制造工業閥門和配件、儀表、滑動軸承、模具、熱交換器和泵等。

  在化學工業中廣泛應用于制造真空器、蒸餾鍋、釀造鍋等。

  在國防工業中用以制造子彈、炮彈、槍炮零件等,每生產300萬發子彈,需用銅13~14噸。

  在建筑工業中,用做各種管道、管道配件、裝飾器件等。

  醫學

  醫學中,銅的殺菌作用很早就被認知。自20世紀50年代以來,人們還發現銅有非常好的醫學用途。20世紀70年代,中國醫學發明家劉同慶 研究發現,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“克癌癥7851”,在臨床上獲得成功。后來,墨西哥科學家也發現銅有抗癌功能。新世紀,英國研究人員又發現,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。

  有機化學

  有機化學中,有機銅鋰化合物是一類重要的金屬有機化合物。

  合金

  而銅可用于制造多種合金,銅的重要合金有以下幾種:

  黃銅

  黃銅是銅與鋅的合金,因色黃而得名。黃銅的機械性能和耐磨性能都很好,可用于制造精密儀器、船舶的零件、槍炮的彈殼等。黃銅敲起來聲音好聽,因此鑼、鈸、鈴、號等樂器都是用黃銅制做的。

  航海黃銅

  銅與鋅、錫的合金,抗海水侵蝕,可用來制作船的零件、平衡器。

  青銅

  銅與錫的合金叫青銅,因色青而得名。在古代為常用合金(如中國的青銅時代)。青銅一般具有較好的耐腐蝕性、耐磨性、鑄造性和優良的機械性能。用于制造精密軸承、高壓軸承、船舶上抗海水腐蝕的機械零件以及各種板材、管材、棒材等。青銅還有一個反常的特性——“熱縮冷脹”,用來鑄造塑像,冷卻后膨脹,可以使眉目更清楚。

  磷青銅

  銅與錫、磷的合金,堅硬,可制彈簧。

  白銅

  白銅是銅與鎳的合金,其色澤和銀一樣,銀光閃閃,不易生銹。常用于制造硬幣、電器、儀表和裝飾品。

  十八開金(18K金或稱玫瑰金)

  6/24的銅與18/24的金的合金。紅黃色,硬度大,可用來制作首飾、裝飾品。

  銅冶煉技術的發展經歷了漫長的過程,但至今銅的冶煉仍以火法冶煉為主,其產量約占世界銅總產量的85%。

  1)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,產出的熔锍(冰銅)接著送入轉爐進行吹煉成粗銅,再在另一種反射爐內經過氧化精煉脫雜,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化、自動化發展。

  2)現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。濕法冶煉技術正在逐步推廣,預計本世紀末可達總產量的20%,濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。


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