[材料科学]金属材料学6铜合金200691

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越王勾践铜剑

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铜的发展史

铜是人类最早发现和使用的金属之一。约在公元前7 世纪或更早，人类就利用自然铜锤打制小钉等简单物品。今伊朗境内在公元前4世纪，已掌握了炼铜技术。美索不达米亚、埃及和印度等地区，约于公元前3世纪中期，先后出现了较高技术水平的炼铜业。

中国在新石器时代晚期开始使用铜。夏代(公元前21世纪一前16世纪)进入青铜时代。

19世纪典型的火法炼铜工艺形成，20世纪末世界的铜产量约为1450万吨。

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从矿石中提炼铜——冶

金业的黎明

埃及古墓壁画是人类冶

金业的最早纪录之一

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（1）优异的物理化学性能：导电性、导热性好；抗蚀能力高；紫铜抗磁性；導電度58。電阻係數0.01724。熱與电的良導體，質地軟而堅韌，強度小，熔點高。

（2）良好的加工性能：塑性好，延展性僅次於金和銀，可製成管、薄板及細線。铸造性能好；

（3）特殊机械性能：减摩性耐磨性好，高弹性极限和疲劳极限；

（4）色泽美观。

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ζ 铜属于活性小的金属，常温干燥的空气中稳定，加热时生成黑色氧化铜(CuO)。在含C02潮湿空气中，表面生成有毒的铜绿[Cu(OH)2·CuC03]。

ζ 高温下不与氢、氨或碳作用，常温下与卤素作用，与含H2S的空气接触时，表面能生成硫化铜的黑色薄膜。

ζ 在电位顺序中，位于氢后，盐酸和稀硫酸与铜不起作用，有氧存在时，可缓慢溶解，生成相应的盐

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ζ 铜在地壳的丰度为5.8g／t，陆地储量为1627Mt，探明储量494Mt，潜在储量1133Mt。智利和美国铜储量分别占世界储量的23．5％和15．3％。

ζ 已知的含铜矿物240种，工业开采的铜矿仅有十多种。

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ζ 铜矿分自然铜、硫化铜矿和氧化铜矿三类。世界上90％的铜来自硫化铜矿，最常见是黄铜矿(CuFeS2)，其次是斑铜矿(Cu5FeS2)、辉铜矿(Cu2S)和铜蓝(CuS)。

ζ 氧化铜矿也常出现，以孔雀石[铜绿

CuC03·Cu(OH)2]分布最广，其次是蓝铜矿[石青2CUC03·Cu(OH)2]。

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−我国铜资源较少，主要分布在江西、山西、甘肃、新疆、−我国铜资源较少，主要分布在江西、山西、甘肃、新疆、

云南和长江中下游地区。铜矿山共计747个，大中型矿山云南和长江中下游地区。铜矿山共计747个，大中型矿山7座，大多为坑内开采，适合露天开采的铜矿较少。

7座，大多为坑内开采，适合露天开采的铜矿较少。

−经过几十年的强化开采，资源大幅度减少,铜矿产量很难−经过几十年的强化开采，资源大幅度减少,铜矿产量很难

突破55万吨，铜精矿产量随时间下降。

突破55万吨，铜精矿产量随时间下降。

−我国铜矿自给率不足40%，贫矿蓝

铜多、品位低,已探明铜矿资源中含

矿铜品位在0.7%以下的占56%。

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− 火法炼铜和湿法炼铜。火法炼铜占全球精铜产量的

− 火法炼铜和湿法炼铜。火法炼铜占全球精铜产量的70%。湿法炼铜在近些年获得广泛的应用，产量1980年70%。湿法炼铜在近些年获得广泛的应用，产量1980年

不到5%，2005年达到30%。

不到5%，2005年达到30%。

− 火法炼铜包括造硫熔炼和铜硫吹炼两个过程。

− 火法炼铜包括造硫熔炼和铜硫吹炼两个过程。

− 传统的造硫熔炼有鼓风炉、反射炉和电炉熔炼。

− 传统的造硫熔炼有鼓风炉、反射炉和电炉熔炼。

−新熔炼工艺是富氧强化熔炼，分为两类：闪速熔炼（年产−新熔炼工艺是富氧强化熔炼，分为两类：闪速熔炼（年产

30万t的工厂）和熔池熔炼（年产20万t以下的工厂）。

30万t的工厂）和熔池熔炼（年产20万t以下的工厂）。

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− 铜硫吹炼目前仍以P-S转炉为主，间断操作，在发展连− 铜硫吹炼目前仍以P-S转炉为主，间断操作，在发展连续吹炼。关于铜的火法精炼阳极炉，除一些小厂还用反射续吹炼。关于铜的火法精炼阳极炉，除一些小厂还用反射

炉外，普遍采用回转式阳极炉。

炉外，普遍采用回转式阳极炉。

− 电解工艺没有大的变化。

− 电解工艺没有大的变化。

− 湿法炼铜可以处理低品位废杂铜矿，工艺简单、生产成− 湿法炼铜可以处理低品位废杂铜矿，工艺简单、生产成

本也低，湿法炼铜堆浸向大型化和机械化发展，生物浸出本也低，湿法炼铜堆浸向大型化和机械化发展，生物浸出技术也得到了广泛的应用。

技术也得到了广泛的应用。

− 将来有可能将熔炼和吹炼合并为一台炉子，生产白冰− 将来有可能将熔炼和吹炼合并为一台炉子，生产白冰

铜，然后用湿法处理以生产电铜。

铜，然后用湿法处理以生产电铜。

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−铜工业包括采矿、选矿、粗铜冶炼、精铜冶炼、铜加工−铜工业包括采矿、选矿、粗铜冶炼、精铜冶炼、铜加工

材和铜制品的生产。

材和铜制品的生产。

−铜加工业和铜深加工业没有明确的界限。例如，精铜制−铜加工业和铜深加工业没有明确的界限。例如，精铜制

成铜锭，再制成挤压管坯，可以称之为铜加工；但如果制成铜锭，再制成挤压管坯，可以称之为铜加工；但如果制成的铜管坯生产精度高、工艺复杂，附加价值高，又可以成的铜管坯生产精度高、工艺复杂，附加价值高，又可以

称之为铜深加工。

称之为铜深加工。

−资金密集和技术密集是两个典型特征。

−资金密集和技术密集是两个典型特征。

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