精品课件-铜合金
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将铜矿(或焙砂、烧结块等)和熔剂一起在 高温下熔化，或直接炼成粗铜，或先炼 成冰铜(铜、铁、硫为主的熔体)，然后 再炼成粗铜。主要优点是适应性强，能 耗低，生产率和金属回收率较高。
基本流程包括：造锍熔炼、锍的吹炼、 粗铜火法精炼或阳极铜电解精炼。
12
98%
99.95~99.98%
13
(2) 湿法炼铜(约占15%) 在常温、常压或高压下用溶剂使铜从矿石中浸 出，经除杂后将铜从浸出液中沉淀出来。 对氧化铜矿和自然铜矿，可用溶剂直接浸出； 硫化铜矿则先经焙烧变成氧化铜后再溶浸。 流程：焙烧、浸出和净化、电沉积
• 玫瑰红色；延展性好；导电导热性仅次于 银，居金属的第二位。密度8.96g/cm3，熔 点1083.4℃, 沸点2567 ℃。
• 液态铜能溶解多种气体，铸锭前需脱气处 理。
• （2）化学性质
• 在干燥空气或水中不起变化，但在含CO2 的潮湿空气中会氧化成碱式碳酸铜(铜绿)
• 不溶于稀硫酸和盐酸，溶于硝酸、王水 和热的浓硫酸
17
炉料中过量硫的作用机理 造锍熔炼条件下，Cu2O的生成不可避免，它会
与SiO2反应进入炉渣，造成铜损失。 炉料中的过量硫存在，将发生反应：
使Cu2O重新硫化成Cu2S，从而减少渣含铜损失
18
炉渣中SiO2饱和的作用机理 熔炼体系没有SiO2时，铜锍和炉渣结合成共价
键的Cu-Fe-S-O相，铜锍与炉渣高度混溶。 有SiO2时，它与FeO反应形成离子型炉渣相：
铜锍不与SiO2作用而保留为共价键Cu-Fe-S相，物理化学变 化
(1) 各类高价化合物及碳酸盐的离解(1200℃ 以上）
FeS2 = FeS + 0.5S2 2CuFeS2 = Cu2S +2FeS + 0.5S2 2CuS = Cu2S + 0.5S2 3NiS = Ni3S2 + 0.5S2 CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 在氧化性气氛中，S2会被氧化成SO2
38
9.3.7 造锍熔炼过程中杂质行为
（1）锍和铜是贵金属的良好捕收剂 （2）炉渣：捕集FeO、脉石及少量杂质元素 （3）烟尘：富集易挥发杂质 镍、铅、钴主要以硫化物形态进入冰铜，少量
以金属形态溶于冰铜；当冰铜品位高于70% 后，镍、铅以金属形态进入冰铜，而钴以氧 化物形态入渣 铋、锑、银主要以金属形态溶于冰铜 铁、锌几乎全部氧化入渣
► FeS活度较大、FeO活度较小以及SO2分压较低，有 利于Fe3O4被还原造渣
► FeO的活度靠加入SiO2来调整。造高SiO2或SiO2接近 饱和的硅酸盐渣对抑制Fe3O4生成有利
37
当冰铜品位提高到白冰 铜时，Fe3O4活度显著升 高。 在常规熔炼中，控制冰 铜 品 位 为 40 ～ 60 ％ ， 最 高 不 超 过 70 ％ ， 获 得 Fe3O4和铜质量分数均低 的渣
式中ρMeO－渣中MeO的密度； ω(MeO)－渣中MeO的质量分数。
炉渣表面张力
炉渣的表面张力可近似地由下式计算。
渣 i xi
31
铜在炉渣中的损失
烟尘损失 (占0.5%) 化学损失 铜的损失途径 炉渣损失
机械损失
32
化学损失
化学损失包括铜硫化物的溶解和铜的氧化物与溶剂或 脉石发生造渣反应所引起的铜损失。
25
冰铜的主要性质
• 熔点：940~1130ºC，随冰铜品位变化
• 比重：4.0～5.2，远高于炉渣比重（3～3.7）；
• 粘度：η＝2.4×10-3Pa·s，比炉渣粘度低很多 （0.5~2Pa ·s）
• 表面张力：与铁橄榄石（2FeO ·SiO2）熔体间 的界面张力约为20～60N/m，其值很小，由此 可判断冰铜容易悬浮在熔渣中。
20
(2) 硫化物氧化 FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 3FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2 Cu2S + 1.5O2 = Cu2O + SO2
(3) 冰铜的形成 Cu2S + FeS = Cu2S·FeS FeS(冰铜) + Cu2O(渣) = Cu2S (冰铜) + FeO (渣)
• 铜的用途 • 应用范围仅次于钢铁；在有色金属中，铜的产量和消 • 费仅次于铝。 • 广泛用在电气工业(48.2%)、通用工具(20.6%)、建 • 筑工业(16.2%)、交通运输(6.6%)、家用及其它行 • 业(8.4%)等部门。 • 铜的化合物广泛用于农业和医药中。
9.2 炼铜原料及方法 9.2.1 炼铜原料 • 在地壳中的丰度7.0×10-5(g/t) • 铜矿物分为自然铜、硫化矿和氧化矿。
• 硫化矿:Cu2S(辉铜矿),CuFeS2(黄铜矿), CuS(铜蓝)
• 氧化矿:Cu2O(赤铜矿),CuO(黑铜矿), CuCO3·Cu(OH)2(孔雀石)
目前，铜产量的90%来自硫化矿，约10%来 自氧化矿，极少量来自自然铜矿。
8
黄铜矿
分布最广的硫化铜矿 分布最广的铜氧化物矿
9
10
11
9.2.2 铜的生产方法 (1) 火法炼铜(占铜产量的80%)
影响机械损失的因素：渣的粘度和比重太大、 渣熔化温度太高、过热温度过低、澄清时间 短等。
34
炉渣的组成决定了炉渣的性质，如炉渣的 粘度、比重、表面张力和炉渣对冰铜的溶 解能力等。
炉渣成分对渣含铜的影响
损失形式 SiO2 FeO Fe2O3 CaO Al2O3 ZnO MgO
化学溶解 －
• 炉渣是造锍熔炼主要产物之一，根据炉料含 铜不同，渣量约为炉料量的50-100%
28
造锍熔炼对炉渣的基本要求： • 与冰铜不互溶，对Cu2S溶解度小； • 粘度小，流动性好，便于与冰铜分离； • 密度小； • 界面张力大，以减少冰铜悬浮； • 熔点一般在1050~1100℃，既能保证熔炼反应
的温度需求，又不增加燃料消耗。
• 冰铜的主要成分Cu2S和FeS都是贵金属的强有 力的捕捉剂。
液态冰铜遇水分解产生H2
和H2S，发生爆炸！！！
26
冰铜品位是生产中的一个重要问题。太低会使后续吹炼时 间拉长、费用增加；太高则使炉渣中的含铜量增加，产 生浪费。
铜在渣和冰铜中的平衡浓度遵循分配定律
对铜熔炼，K=0.01。 最常采用的冰铜品位为30~40%。不过，为了减少熔炼能
机械夹杂
CaO与Al2O3均降低其他硫化物在渣中的溶解度
35
造锍熔炼过程中Fe3O4的形成及预防
磁性氧化铁(Fe3O4)的形成是炼铜过 程中十分重要的问题之一。 Fe3O4析出会在转炉渣口和上升烟道 等部位产生结垢物；减小熔池的有 效容积；炉渣密度、粘度增大和熔 点升高；横隔膜；渣含铜升高等。
优点：成本低，环境污染轻，可处理不能处理 的低品位矿或难选矿。
14
长远来看，湿法冶金将 逐渐取代火法。阻碍其 发展的原因：没有低廉 的合适的浸出剂，腐蚀 比较严重，固液分离较 为困难。
15
9.2.3 铜的造锍熔炼
几个基本概念 ► 锍：各种硫化物的混合物——铁的硫化物(FeS)在
高温下能与许多其它金属硫化物形成共熔体 ► 冰铜：Cu2S和FeS组成的合金，锍的一种。 冰氧铜化组物成 ；：Au硫，化Ag物，(铂包族括金Pb属S，全Z部nS溶，入Ni冰3S2铜)；；少Se量，铁 Te，As，Sb，Bi等元素部分溶入冰铜。 ► 通常冰铜中氧的质量分数约为3%，氧在冰铜中
29
炉渣碱度和黏度
碱度定义如下：
M0
%CaO %MgO %FeO %SiO2 % Al2O3
M0=1 中性渣 M0>1 碱性渣 M0<1 酸性渣 造锍熔炼以碱性渣为主
生产中要求渣粘度低一些，以利于操作和渣与冰铜的分离
30
炉渣密度
炉渣密度可近似由组成炉渣的氧化物的密度来计算 ρ渣＝Σ (ρMeO·ω(MeO))
(4) 造渣反应 2FeO + SiO2 = 2FeO·SiO2
3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO·SiO2) + SO2 (5) 燃料的燃烧反应
C + O2 = CO2 2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = 2H2O +CO2
21
造锍熔炼过程中FeS的优先氧化
K (FeO) • [Cu2S]
• [FeS]
(Cu2O)
T=1500K， K=1.4379×104
△G0=-137343.3 J
只有当冰铜中FeS的活度很小的时候，Cu2S 才被氧化而造成大量的铜入渣损失
23
锍(Matte) 的形成及特性
Cu2S-FeS二元系相图
在熔炼温度下(1200℃)两种硫化物均为液相，而且完全互溶形成均质溶液。
39
• Fe走向
– FeS+O2=FeO+SO2 -> FeO+SiO2=2FeO∙SiO2 （炉渣）
– xFeS+yCu2S(l)=yCu2S ∙ xFeS（冰铜） – Fe3O4 (少量溶解入冰铜或者形成炉结)
一般以Fe3O4形态存在，是有害成分——熔点高、 比重大，容易形成炉底。
16
造锍熔炼目的：铜以Cu2S形态富集到冰铜；部 分硫被氧化以SO2烟气形式脱离；脉石、氧化 物及大部分杂质进入炉渣，并与冰铜分离。
造锍熔炼属于氧化熔炼。 火法炼铜必须遵循两个原则：一、炉料中必须
有相当数量的硫来形成冰铜；二、使炉渣中 SiO2含量接近饱和，以便冰铜和炉渣分离。 造锍熔炼所用物料主要有：硫化物精矿、造渣 熔剂。
FeS-MeS共熔的特性就是重金属矿物原料造锍熔炼的依据。
24
当冰铜中Cu2S质量分数增加时，冰铜中溶解的FeO量随之减少，当冰铜成分接近 于纯Cu2S时，溶解的FeO量很少。这表明，冰铜溶解氧主要是FeS对FeO的溶解， 而Cu2S对FeO几乎不溶解。因此，低品位冰铜溶解氧的能力高于高品位冰铜。
36
FeS优先氧化转变为FeO，由于氧位的升高，FeO会进 一步氧化成Fe3O4。 FeS(l) + 1.5O2 = FeO(l) + SO2 9FeO(l) + 1.5O2 = 3Fe3O4
两式相减得：
3Fe3O4(s) + FeS(l) = 10FeO(l) + SO2(g) ΔG0 = 654720 – 381.95T (J/mol) K1573 = 1.62×10-2， K1473 = 5.43×10-4
铜及其主要化合物的性质与用途
上左: 编钟 上右: 永乐大钟 下左: 越王勾践青铜剑
青铜：铜锡合金等(除了 锌镍外，加入其他元素的 合金均称青铜)。硬度大、 可塑性强、耐磨耐蚀、色 泽光亮
黄铜：铜锌合金。耐磨 性好
白铜：铜钴镍合金。良 好的机械性、耐蚀性、 热电性
5
• 铜的性质
• （1）物理性质
• FeS是铜最终以Cu2S形态进入冰铜的保证
造锍熔炼的物料中，主要是铜和铁的硫化 物。只要料中有FeS存在，铜的氧化物(Cu2O) 就必然会按下式转变成硫化物(Cu2S)进入冰铜 相。 FeS(l.mt) + Cu2O =
FeO(l.sl) + Cu2S(l.mt)
22
[FeS]+(Cu2O)=(FeO)+[Cu2S]
铜合金
以铜为镜，可以正衣冠； 以人为镜，可以明得失； 以史为镜，可以知兴亡。
—— 唐
9.1 绪论
铜及铜合金是人类历史上使用最早的金属材 料之一。由于铜具有优良的性能及美丽的色 泽而被广泛用于电缆、电器核电子设备的导 电材料、各种热交换器的传热材料、建筑材 料以及装饰品等。
随着科学技术的发展，使用范围不断扩大， 如大规模集成电路、超导电线、超导电磁体、 磁力悬浮铁路核聚变装置以及形状记忆合金 等方面都有应用。
耗，冰铜品位有越来越高的趋势，但一般不宜超过70%。 至于炉渣中的铜，可以回收。
27
造锍熔炼的炉渣及其特性
• 炉渣：各种氧化物的共熔体，由各种金属和 非金属氧化物的硅酸盐组成的合金，其主要 成分为SiO2、FeO和CaO，三者总和占 85~90%。
• 常用渣系: FeO-SiO2-CaO、FeO-SiO2-Al2O3 和FeO-Fe2O3-SiO2
►Cu2S的溶解损失：Cu2S在 渣中的物理溶解。这种损失 不大，随渣含铁量增加而增 大，熔炼时应尽可能选用硅 钙较高的渣型。 ►Cu2O的成渣损失：Cu2O与 其它化合物成渣的损失。由 于有大量FeS存在，这种损 失很小。
33
机械夹杂损失
冰铜颗粒在炉渣中机械夹杂造成的损失，为 铜在渣中最大的损失。主要是冰铜悬浮物、 金属夹杂物和未来得及澄清分离的液滴
基本流程包括：造锍熔炼、锍的吹炼、 粗铜火法精炼或阳极铜电解精炼。
12
98%
99.95~99.98%
13
(2) 湿法炼铜(约占15%) 在常温、常压或高压下用溶剂使铜从矿石中浸 出，经除杂后将铜从浸出液中沉淀出来。 对氧化铜矿和自然铜矿，可用溶剂直接浸出； 硫化铜矿则先经焙烧变成氧化铜后再溶浸。 流程：焙烧、浸出和净化、电沉积
• 玫瑰红色；延展性好；导电导热性仅次于 银，居金属的第二位。密度8.96g/cm3，熔 点1083.4℃, 沸点2567 ℃。
• 液态铜能溶解多种气体，铸锭前需脱气处 理。
• （2）化学性质
• 在干燥空气或水中不起变化，但在含CO2 的潮湿空气中会氧化成碱式碳酸铜(铜绿)
• 不溶于稀硫酸和盐酸，溶于硝酸、王水 和热的浓硫酸
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炉料中过量硫的作用机理 造锍熔炼条件下，Cu2O的生成不可避免，它会
与SiO2反应进入炉渣，造成铜损失。 炉料中的过量硫存在，将发生反应：
使Cu2O重新硫化成Cu2S，从而减少渣含铜损失
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炉渣中SiO2饱和的作用机理 熔炼体系没有SiO2时，铜锍和炉渣结合成共价
键的Cu-Fe-S-O相，铜锍与炉渣高度混溶。 有SiO2时，它与FeO反应形成离子型炉渣相：
铜锍不与SiO2作用而保留为共价键Cu-Fe-S相，物理化学变 化
(1) 各类高价化合物及碳酸盐的离解(1200℃ 以上）
FeS2 = FeS + 0.5S2 2CuFeS2 = Cu2S +2FeS + 0.5S2 2CuS = Cu2S + 0.5S2 3NiS = Ni3S2 + 0.5S2 CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 在氧化性气氛中，S2会被氧化成SO2
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9.3.7 造锍熔炼过程中杂质行为
（1）锍和铜是贵金属的良好捕收剂 （2）炉渣：捕集FeO、脉石及少量杂质元素 （3）烟尘：富集易挥发杂质 镍、铅、钴主要以硫化物形态进入冰铜，少量
以金属形态溶于冰铜；当冰铜品位高于70% 后，镍、铅以金属形态进入冰铜，而钴以氧 化物形态入渣 铋、锑、银主要以金属形态溶于冰铜 铁、锌几乎全部氧化入渣
► FeS活度较大、FeO活度较小以及SO2分压较低，有 利于Fe3O4被还原造渣
► FeO的活度靠加入SiO2来调整。造高SiO2或SiO2接近 饱和的硅酸盐渣对抑制Fe3O4生成有利
37
当冰铜品位提高到白冰 铜时，Fe3O4活度显著升 高。 在常规熔炼中，控制冰 铜 品 位 为 40 ～ 60 ％ ， 最 高 不 超 过 70 ％ ， 获 得 Fe3O4和铜质量分数均低 的渣
式中ρMeO－渣中MeO的密度； ω(MeO)－渣中MeO的质量分数。
炉渣表面张力
炉渣的表面张力可近似地由下式计算。
渣 i xi
31
铜在炉渣中的损失
烟尘损失 (占0.5%) 化学损失 铜的损失途径 炉渣损失
机械损失
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化学损失
化学损失包括铜硫化物的溶解和铜的氧化物与溶剂或 脉石发生造渣反应所引起的铜损失。
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冰铜的主要性质
• 熔点：940~1130ºC，随冰铜品位变化
• 比重：4.0～5.2，远高于炉渣比重（3～3.7）；
• 粘度：η＝2.4×10-3Pa·s，比炉渣粘度低很多 （0.5~2Pa ·s）
• 表面张力：与铁橄榄石（2FeO ·SiO2）熔体间 的界面张力约为20～60N/m，其值很小，由此 可判断冰铜容易悬浮在熔渣中。
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(2) 硫化物氧化 FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 3FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2 Cu2S + 1.5O2 = Cu2O + SO2
(3) 冰铜的形成 Cu2S + FeS = Cu2S·FeS FeS(冰铜) + Cu2O(渣) = Cu2S (冰铜) + FeO (渣)
• 铜的用途 • 应用范围仅次于钢铁；在有色金属中，铜的产量和消 • 费仅次于铝。 • 广泛用在电气工业(48.2%)、通用工具(20.6%)、建 • 筑工业(16.2%)、交通运输(6.6%)、家用及其它行 • 业(8.4%)等部门。 • 铜的化合物广泛用于农业和医药中。
9.2 炼铜原料及方法 9.2.1 炼铜原料 • 在地壳中的丰度7.0×10-5(g/t) • 铜矿物分为自然铜、硫化矿和氧化矿。
• 硫化矿:Cu2S(辉铜矿),CuFeS2(黄铜矿), CuS(铜蓝)
• 氧化矿:Cu2O(赤铜矿),CuO(黑铜矿), CuCO3·Cu(OH)2(孔雀石)
目前，铜产量的90%来自硫化矿，约10%来 自氧化矿，极少量来自自然铜矿。
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黄铜矿
分布最广的硫化铜矿 分布最广的铜氧化物矿
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9.2.2 铜的生产方法 (1) 火法炼铜(占铜产量的80%)
影响机械损失的因素：渣的粘度和比重太大、 渣熔化温度太高、过热温度过低、澄清时间 短等。
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炉渣的组成决定了炉渣的性质，如炉渣的 粘度、比重、表面张力和炉渣对冰铜的溶 解能力等。
炉渣成分对渣含铜的影响
损失形式 SiO2 FeO Fe2O3 CaO Al2O3 ZnO MgO
化学溶解 －
• 炉渣是造锍熔炼主要产物之一，根据炉料含 铜不同，渣量约为炉料量的50-100%
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造锍熔炼对炉渣的基本要求： • 与冰铜不互溶，对Cu2S溶解度小； • 粘度小，流动性好，便于与冰铜分离； • 密度小； • 界面张力大，以减少冰铜悬浮； • 熔点一般在1050~1100℃，既能保证熔炼反应
的温度需求，又不增加燃料消耗。
• 冰铜的主要成分Cu2S和FeS都是贵金属的强有 力的捕捉剂。
液态冰铜遇水分解产生H2
和H2S，发生爆炸！！！
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冰铜品位是生产中的一个重要问题。太低会使后续吹炼时 间拉长、费用增加；太高则使炉渣中的含铜量增加，产 生浪费。
铜在渣和冰铜中的平衡浓度遵循分配定律
对铜熔炼，K=0.01。 最常采用的冰铜品位为30~40%。不过，为了减少熔炼能
机械夹杂
CaO与Al2O3均降低其他硫化物在渣中的溶解度
35
造锍熔炼过程中Fe3O4的形成及预防
磁性氧化铁(Fe3O4)的形成是炼铜过 程中十分重要的问题之一。 Fe3O4析出会在转炉渣口和上升烟道 等部位产生结垢物；减小熔池的有 效容积；炉渣密度、粘度增大和熔 点升高；横隔膜；渣含铜升高等。
优点：成本低，环境污染轻，可处理不能处理 的低品位矿或难选矿。
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长远来看，湿法冶金将 逐渐取代火法。阻碍其 发展的原因：没有低廉 的合适的浸出剂，腐蚀 比较严重，固液分离较 为困难。
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9.2.3 铜的造锍熔炼
几个基本概念 ► 锍：各种硫化物的混合物——铁的硫化物(FeS)在
高温下能与许多其它金属硫化物形成共熔体 ► 冰铜：Cu2S和FeS组成的合金，锍的一种。 冰氧铜化组物成 ；：Au硫，化Ag物，(铂包族括金Pb属S，全Z部nS溶，入Ni冰3S2铜)；；少Se量，铁 Te，As，Sb，Bi等元素部分溶入冰铜。 ► 通常冰铜中氧的质量分数约为3%，氧在冰铜中
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炉渣碱度和黏度
碱度定义如下：
M0
%CaO %MgO %FeO %SiO2 % Al2O3
M0=1 中性渣 M0>1 碱性渣 M0<1 酸性渣 造锍熔炼以碱性渣为主
生产中要求渣粘度低一些，以利于操作和渣与冰铜的分离
30
炉渣密度
炉渣密度可近似由组成炉渣的氧化物的密度来计算 ρ渣＝Σ (ρMeO·ω(MeO))
(4) 造渣反应 2FeO + SiO2 = 2FeO·SiO2
3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO·SiO2) + SO2 (5) 燃料的燃烧反应
C + O2 = CO2 2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = 2H2O +CO2
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造锍熔炼过程中FeS的优先氧化
K (FeO) • [Cu2S]
• [FeS]
(Cu2O)
T=1500K， K=1.4379×104
△G0=-137343.3 J
只有当冰铜中FeS的活度很小的时候，Cu2S 才被氧化而造成大量的铜入渣损失
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锍(Matte) 的形成及特性
Cu2S-FeS二元系相图
在熔炼温度下(1200℃)两种硫化物均为液相，而且完全互溶形成均质溶液。
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• Fe走向
– FeS+O2=FeO+SO2 -> FeO+SiO2=2FeO∙SiO2 （炉渣）
– xFeS+yCu2S(l)=yCu2S ∙ xFeS（冰铜） – Fe3O4 (少量溶解入冰铜或者形成炉结)
一般以Fe3O4形态存在，是有害成分——熔点高、 比重大，容易形成炉底。
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造锍熔炼目的：铜以Cu2S形态富集到冰铜；部 分硫被氧化以SO2烟气形式脱离；脉石、氧化 物及大部分杂质进入炉渣，并与冰铜分离。
造锍熔炼属于氧化熔炼。 火法炼铜必须遵循两个原则：一、炉料中必须
有相当数量的硫来形成冰铜；二、使炉渣中 SiO2含量接近饱和，以便冰铜和炉渣分离。 造锍熔炼所用物料主要有：硫化物精矿、造渣 熔剂。
FeS-MeS共熔的特性就是重金属矿物原料造锍熔炼的依据。
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当冰铜中Cu2S质量分数增加时，冰铜中溶解的FeO量随之减少，当冰铜成分接近 于纯Cu2S时，溶解的FeO量很少。这表明，冰铜溶解氧主要是FeS对FeO的溶解， 而Cu2S对FeO几乎不溶解。因此，低品位冰铜溶解氧的能力高于高品位冰铜。
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FeS优先氧化转变为FeO，由于氧位的升高，FeO会进 一步氧化成Fe3O4。 FeS(l) + 1.5O2 = FeO(l) + SO2 9FeO(l) + 1.5O2 = 3Fe3O4
两式相减得：
3Fe3O4(s) + FeS(l) = 10FeO(l) + SO2(g) ΔG0 = 654720 – 381.95T (J/mol) K1573 = 1.62×10-2， K1473 = 5.43×10-4
铜及其主要化合物的性质与用途
上左: 编钟 上右: 永乐大钟 下左: 越王勾践青铜剑
青铜：铜锡合金等(除了 锌镍外，加入其他元素的 合金均称青铜)。硬度大、 可塑性强、耐磨耐蚀、色 泽光亮
黄铜：铜锌合金。耐磨 性好
白铜：铜钴镍合金。良 好的机械性、耐蚀性、 热电性
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• 铜的性质
• （1）物理性质
• FeS是铜最终以Cu2S形态进入冰铜的保证
造锍熔炼的物料中，主要是铜和铁的硫化 物。只要料中有FeS存在，铜的氧化物(Cu2O) 就必然会按下式转变成硫化物(Cu2S)进入冰铜 相。 FeS(l.mt) + Cu2O =
FeO(l.sl) + Cu2S(l.mt)
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[FeS]+(Cu2O)=(FeO)+[Cu2S]
铜合金
以铜为镜，可以正衣冠； 以人为镜，可以明得失； 以史为镜，可以知兴亡。
—— 唐
9.1 绪论
铜及铜合金是人类历史上使用最早的金属材 料之一。由于铜具有优良的性能及美丽的色 泽而被广泛用于电缆、电器核电子设备的导 电材料、各种热交换器的传热材料、建筑材 料以及装饰品等。
随着科学技术的发展，使用范围不断扩大， 如大规模集成电路、超导电线、超导电磁体、 磁力悬浮铁路核聚变装置以及形状记忆合金 等方面都有应用。
耗，冰铜品位有越来越高的趋势，但一般不宜超过70%。 至于炉渣中的铜，可以回收。
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造锍熔炼的炉渣及其特性
• 炉渣：各种氧化物的共熔体，由各种金属和 非金属氧化物的硅酸盐组成的合金，其主要 成分为SiO2、FeO和CaO，三者总和占 85~90%。
• 常用渣系: FeO-SiO2-CaO、FeO-SiO2-Al2O3 和FeO-Fe2O3-SiO2
►Cu2S的溶解损失：Cu2S在 渣中的物理溶解。这种损失 不大，随渣含铁量增加而增 大，熔炼时应尽可能选用硅 钙较高的渣型。 ►Cu2O的成渣损失：Cu2O与 其它化合物成渣的损失。由 于有大量FeS存在，这种损 失很小。
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机械夹杂损失
冰铜颗粒在炉渣中机械夹杂造成的损失，为 铜在渣中最大的损失。主要是冰铜悬浮物、 金属夹杂物和未来得及澄清分离的液滴