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铜-有色金属的佼佼者

文章来源:     发布时间:2005-12-10     【字号:

被最早被人类利用的金属
名称来源于拉丁语cuprum-塞浦路斯的金属
比其它金属具有更多有用的特性
具有眩目的光泽和与众不同的色彩,被称为“Red Metal(红色金属)”
从自然铜到化合物,具有众多的赋存形式
具有良好的延展性,适于各种加工
与多种金属形成合金
具有极好的导电性和导热性

                    铜的历史及其利用

 

   自然铜的发现至少已有10000年的历史,而铜被人类利用的历史至少也有7000余年。最早的铜的开采地主要是地中海中部的塞浦路斯岛,因此,铜的英文单词“Copper”来源于拉丁文“cuprum”,意思是塞浦路斯的金属。

   铜和金一样,由于其与众不同的颜色和易于加工的特性,长期以来作为硬通货流通,可能的时间范围大约从石器时代一直到近现代。目前所知的最早的铜器大约是公元前4500年在中东发现的巫师所用的铜制敲打物,而几乎在同时,铜制武器和装饰物在苏萨的废墟(伊朗西部古代遗址,古埃及Elam王国的首都)中发现。可见,古代人类对铜的利用是相当早的,而且从现在所发现的铜器的精美程度分析,古代人类已掌握了高超的冶炼和加工技术。
  
   在现代工业社会中,铜是仅次于钢铁和铝的用量最多的金属。铜的利用已深入到千家万户,是现代人类生产活动中一个至关重要的部分,从普通家庭的生活用品到最尖端的宇航技术,铜都是不可或缺的。据统计,一座2200英尺的建筑需要450的铜,一辆汽车需要50-80磅的铜,一架波音727飞机需要9000磅的铜。
        
 
铜的基本性质

   铜位于元素周期表的第四周期IB族,原子序数29,原子量63.54。铜在自然界有2个稳定同位素,63Cu(68.94%)65Cu(31.06%)

   铜在自然界主要呈硫化物和含硫盐矿物。铜的工业矿物主要有自然铜、辉铜矿、铜蓝、黄铜矿、黝铜矿、斑铜矿、赤铜矿、孔雀石等。
  
铜的主要工业矿物

斑铜矿(Bornite

晶体呈立方体、八面体或十二面体,常呈致密块状或粒状。铜红色、棕铜色,风化面呈特征的蓝色、紫色和红色斑状锖色。条痕灰黑色。不透明,金属光泽。
       
          斑铜矿                     黄铜矿

黄铜矿(Chalcopyrite
最重要的铜矿物之一。晶体呈假四面体,常呈双晶,晶面上有条纹。一般以致密块状、肾状或葡萄状集合体产出。特征的黄铜色,条痕绿黑色。不透明,金属光泽。

自然铜(Native Copper
很少形成晶体,若形成晶体则呈立方体、八面体或十二面体。常呈树枝状或块状集合体产出。铜的新鲜面呈铜红色或浅玫瑰色,氧化后呈棕黑色,条痕铜红色。不透明,金属光泽。
成因 :要产于硫化铜矿脉的转化。
                
                                           自然铜

辉铜矿(Chalcosine
晶体呈假六方柱状双晶产出,但非常罕见,也以短柱状或板状产出,最常见的是块状集合体。颜色和条痕都是深灰色。不透明,金属光泽。
              
             辉铜矿                   黝铜矿

黝铜矿(Tetrahedrite)
晶体呈四面体,其英文名字即得自于此。常呈双晶,并有三角形晶面。还以粒状、块状和致密状集合体产出。颜色灰色到黑色,条痕从黑色、棕色到红色不等。不透明,金属光泽。
 

铜蓝(Covellite

晶体呈六方薄板状,不过块状叶片状集合体更常见。颜色为靛蓝色,常带一些紫色晕彩。条痕从灰色到黑色。不透明,半金属光泽到暗淡光泽。裂开以后,完全解理成柔软的薄片。形成于铜矿床的氧化带。
           
         铜蓝                          赤铜矿

赤铜矿(Cuprite
晶体呈八面体、立方体和十二面体,双晶现象不常见。颜色红色,条痕棕红色。半透明到透明,金刚光泽、半金属光泽或土状光泽。
 
世界上铜矿床的分布
 

   铜矿床的分布十分广泛,在美洲、非洲、欧洲、亚洲和大洋洲分布着约150多个铜矿床。据20世纪90年代初的统计,全球铜的金属储量大于500万吨的铜矿床有51个。以南、北美洲最多,其次是非洲和欧洲,再次是亚洲和大洋州。据美国矿业局1990年统计,全球铜资源量约23亿吨,其中智利、美国、原苏联、澳大利亚、赞比亚、秘鲁、加拿大、中国、菲律宾、波兰等数十个国家的铜金属储量合计为3.36亿吨。铜的开采量据1995年的统计,全球铜生产量为980万吨,其中智利最多,占总产量的28.7%,中国占总产量的4.3%

  

     智利的丘基卡马诺铜矿床,                中国的德兴铜矿

 世界上最大的铜矿床,储量约6935万吨。     中国最大的已开采的铜矿床,铜储量约500万吨 

 

                 铜矿床的分类和形成

 

   世界上绝大部分的铜主要来自于三个类型的铜矿床:

 

   1、斑岩型铜矿床
   斑岩型铜矿床主要与火成岩有关,由于这一类火成岩具有斑状结构,因此将与这类火成岩有关的铜矿床称为斑岩型铜矿床斑岩型铜矿床的形成与中深成的火山岩侵入有关,象闪长岩和花岗闪长岩。岩浆的

侵入导致了围岩蚀变,沿侵入岩体的中心,不同的围岩蚀变呈环带分布。铜矿体一般产在侵入岩体的内部或与围岩的接触带上。铜的来源一般是随着岩浆的上侵,从深部被岩浆携带上来。这一类矿床的主要原生矿物是黄铜矿和斑铜矿,规模一般较大,但品位较低,一般为0.5%左右。

 

   2、层状铜矿床
   这类铜矿床的形成与沉积岩有关,矿体的产状一般是层状、似层状或透镜状,与岩层产状较为一致。铜的来源主要是来自与沉积岩。热水溶液汲取了岩层中的铜,使岩层中的铜变成可溶解的铜离子,随着热水溶液的迁移,在适当的地方,通过硫的还原作用,铜离子与还原态的硫结合形成各种矿物而沉淀下来,形成铜矿床。这类铜矿床是仅次于斑岩型铜矿床的重要的铜矿床类型,具有很高的铜品位,因此具有重要的经济价值。

   3、海相火山岩型块状硫化物矿床
   这类矿床的形成与海底火山喷发沉积作用有关。铜的来源可能是海底火山喷发作用从深部携带上来,但也可能是岩浆流体与加热的海水淋滤围岩中的铜,使铜重新发生富集而形成铜矿床。这一类矿床一般又可分为几类:锌-铜型,铅--铜型,铜-黄铁矿型等。

    除了以上的类型外,还有若干类型,如铜镍硫化物型、矽卡岩型、脉型、自然铜型等,相比前三种类型,一般规模较小。