合金
而銅可用于制造多種合金,銅的重要合金有以下幾種:
(1)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作的。
(2)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。
(3)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(yōu)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。
(4)磷青銅:銅與錫、磷的合金,堅硬,可制彈簧。
(5)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。
(6)18K金(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。
礦石的加工
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:
⑴硫化礦,如黃銅礦(CuFeS2)、斑銅礦(Cu5FeS4)和輝銅礦(Cu2S)等。
⑵氧化礦,如赤銅礦(Cu2O)、孔雀石[Cu?(OH)?CO?]、藍銅礦[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)等。
⑶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。
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?;鸱ㄒ睙捯话闶窍葘⒑~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(fēng)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(yīng)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。90年代出現(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。
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,浸出等法,適于低品位復(fù)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(yù)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。