冶金學(xué)-Cu-08-2-銅冶金簡介.ppt

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1、2銅冶金簡介12銅冶金簡介2.1概述:2.1.1銅的性質(zhì);2.1.2銅的主要化合物及其性質(zhì);2.1.3銅的用途2.2煉銅原料及方法:2.2.1煉銅原料;2.2.2銅的生產(chǎn)方法2.3銅熔煉的產(chǎn)物及性質(zhì):2.3.1冰銅;2.3.2熔煉爐渣2銅有以下特點：a)有兩種價態(tài)(Cu+，Cu2+)，2價銅離子在溶液中顯藍(lán)色；b)能生成絡(luò)合物，如[Cu(NH3)4]SO4；c)能和非金屬性強(qiáng)的元素直接化合成二元化合物，如CuS、Cu2S、CuO、Cu2O、CuCl2等；d)高導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及良好的延展性是最有價值的特性；e)銅與金銀一樣屬

2、于活性小的金屬。但在含CO2的潮濕空氣中，銅的表面會慢慢生成有毒的銅綠即銅銹［Cu(OH)2CO3］。2.1概述－2.1.1銅的性質(zhì)3CuS呈黑綠色或棕色，自然界中以銅藍(lán)礦物形態(tài)存在，比重4.66，熔點1110℃；中性或還原性氣氛中加熱分解：4CuS＝2Cu2S＋S2Cu2S呈藍(lán)黑色，自然界中呈輝銅礦礦物存在，比重5.785，熔點1135℃；常溫下很穩(wěn)定，加熱到200～300℃時，可氧化成CuO和CuSO4，加熱到330℃以上時就氧化成Cu2O。在高溫下（1150℃），有氧條件下強(qiáng)烈氧化：Cu2S＋O2＝2Cu＋SO2Cu

3、2S與FeS及其他金屬硫化物共熔形成锍（冰銅）。2.1概述－2.1.2銅的主要化合物及其性質(zhì)4Cu2S不溶于水，幾乎不溶于弱酸，能溶于硝酸。Cu2S與濃鹽酸作用時，逐漸溶解時放出H2S。Cu2S能很好地溶于FeCl3、Fe2(SO4)3、CuCl2和HCN（需氧）。CuO：呈黑色無光澤，在自然界以黑銅礦形態(tài)存在，比重6.3左右，熔點1447℃；CuO不穩(wěn)定，加熱時離解：4CuO＝2Cu2O＋O2CuO不溶于水，但能溶于硫酸、鹽酸等酸中，還能溶于FeCl3、Fe2(SO4)3、NH4OH和(NH4)2CO3等溶液中。Cu2O

4、：粉末呈紅色，致密的呈纓紅色，有光澤，在自然界以赤銅礦形態(tài)存在，比重5.7～6.1，熔點1230℃；加熱到2200℃以上時才離解：2Cu2O＝4Cu＋O22.1概述－2.1.2銅的主要化合物及其性質(zhì)5Cu2O與FeS及可按下式反應(yīng)：Cu2O＋FeS=Cu2S＋FeO2Cu2O＋Cu2S=6Cu＋SO2這兩個反應(yīng)在銅的火法冶金中具有重要意義。Cu2O不溶于水，但能溶于硫酸、鹽酸、FeCl3、Fe2(SO4)3、FeCl2和NH4OH等溶液中。Cu2O易被H2、CO、C及CxHy還原成金屬銅，也可被Fe、Zn金屬還原成金屬銅。

5、CuSO4硫酸銅在自然界中以膽礬(CuSO4·5H2O)的形態(tài)存在。純膽礬為天藍(lán)色，失去結(jié)晶水后為白色粉末。硫酸銅加熱時分解：2CuSO4=CuO·CuSO4+SO3(或SO2+1/2O2)CuO·CuSO4=2CuO+SO3(或SO2+1/2O2)硫酸銅易溶于水，可用Fe、Zn等比銅負(fù)電性的元素從硫酸銅水溶液中置換出金屬銅。2.1概述－2.1.2銅的主要化合物及其性質(zhì)6銅的硅酸鹽在自然界中，銅的硅酸鹽呈硅孔雀石(CuSiO3·3H2O)和透視石(CuSiO3·H2O)的礦物形態(tài)存在。這兩種礦物在高溫下形成穩(wěn)定的硅酸亞銅(

6、2Cu2O·SiO2)。硅酸亞銅在1100℃～1200℃下熔化。硅酸亞銅易被H2、CO及C還原，也容易被較強(qiáng)的堿性氧化物（如FeO、CaO）及硫化物（如FeS、Cu2S）分解。2Cu2O·SiO2＋2FeS＝2FeO·SiO2＋2Cu2S工業(yè)上往往向含銅的熔渣中加黃鐵礦（FeS2）回收銅，正是基于此反應(yīng)。硅酸亞銅可溶于濃硝酸及乙酸中，易溶于鹽酸，微溶于硫酸。銅的碳酸鹽在自然界中呈孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]和藍(lán)銅礦[2CuCO3·Cu(OH)2]的礦物形態(tài)存在。這兩種化合物在220℃已上時完全分解為CuO，CO2和

7、H2O。2.1概述－2.1.2銅的主要化合物及其性質(zhì)7銅的鐵酸鹽銅的鐵酸鹽有兩種：鐵酸銅(CuO·Fe2O3)和鐵酸亞銅(Cu2O·Fe2O3)。銅的鐵酸鹽不溶于水、氨水及一般溶劑，易被強(qiáng)堿性氧化物或硫化物所分解，也已被SO2還原。Cu2O·Fe2O3+CaO=CaO·Fe2O3+Cu2O5Cu2O·Fe2O3+2FeS=10Cu+4Fe3O4+2SO2銅的氯化物銅的氯化物有兩種：CuCl2和CuCl(或Cu2Cl2)。CuCl2無天然礦物，人造CuCl2為褐色粉末，熔點為489℃，易溶于水。加熱至340℃分解，生成白色的

8、氯化亞銅粉末。CuCl2＝Cu2Cl2+Cl2Cu2Cl2熔點為420～440℃，比重為3.53，是易揮發(fā)化合物。這一特點在氯化冶金中得到應(yīng)用。Cu2Cl2的食鹽溶液可使Pb、Zn、Cd、Fe、Co、Bi和Sn等金屬硫化物分解，形成相應(yīng)的金屬氯化物和CuS?？捎肍e將Cu2Cl2熔液中的銅置換沉淀出來。