铜矿

铜矿（a copper mine）
铜黄色的铜矿与黄铁矿（硫化铁）有时凭直观很难区别，只要拿矿物在粗瓷上划条痕可立见分晓：绿黑色的是黄铜矿；黑色的便是黄铁矿。

铜的工业矿物有：自然铜﹑黄铜矿﹑辉铜矿﹑黝铜矿﹑蓝铜矿﹑孔雀石等。

已发现的含铜矿物有280多种，主要的只有16种。

除自然铜和孔雀石之外，还有黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝和黝铜矿等。

中国开采的主要是黄铜矿（铜与硫、铁的化合物），其次是辉铜矿和斑铜矿。

目录
1、基本概述
2、开发历史
3、分类分布
4、班铜矿
5、黝铜矿
6、黑铜矿
7、提炼流程
8、资源评估
9、铜矿的分布
一、基本概述
铜矿石一般是铜的氧或硫化物，与硫酸反应生成蓝绿色的硫酸铜。

自然铜铜矿有各种各样的颜色。

斑铜矿呈暗铜红色，氧化后变为蓝紫斑状；辉铜矿（硫化二铜）铅灰色；铜蓝（硫化铜）靛蓝色；黝铜矿是钢灰色；蓝铜矿（古称曾青或石青）呈鲜艳的蓝色。

在古代文献中，青色即指深蓝色，“青出于蓝胜于蓝”就是这个意思。

全世界探明的铜矿储量约6亿多吨，储量最多的国家是智利，约占世界储量的三分之一。

我国有不少著名的铜矿，如江西德兴、安徽铜陵、山西中条山、甘肃白银厂、云南东川、西藏玉龙等。

在金属王国里，铜的导电性仅次于银。

铜矿比银矿多且价格便宜。

当今世界，一半以上的铜用于电力和电讯工业。

二、开发历史
自人类从石器时代进入青铜器时代以后，青铜被广泛地用于铸造钟鼎礼乐之器，如中国的稀世之宝--商代晚期的司母戊鼎就是用青铜制成
的。

所以，铜矿石被称为“人类文明的使者”。

铜在地壳中的含量只有十万分之七，可是在四千多年前的先人就使用了，这是因为铜矿床所在的地表往往存在一些纯度达99％以上的紫红色自然铜（又叫红铜）。

它质软，富有延展性，稍加敲打即可加工成工具和生活用品。

商代铜器--龙虎石尊铜矿上部的氧化带中，还常见一种绿得惹人喜爱的孔雀石。

孔雀石因其色彩像孔雀的羽毛而得名。

它多呈块状、钟乳状、皮壳状及同心条带状。

用孔雀石制成的绿色颜料称为石绿，又叫石录。

孔雀石别号叫“铜绿”，它还是找矿的标志。

1957年，地质队员来到湖北省大冶铜绿山普查找矿，通过勘探，发现铜绿山是一个大型铜、铁、金、银、钴综合矿床。

铜矿
南美洲的智利，号称“铜矿之国”。

那里有个大铜矿，也是外国人根据孔雀石发现的，那是18世纪末叶的一个趣闻。

当时，智利还在西班牙殖民者的统治下。

一次，有个西班牙的中尉军官，因负债累累而逃往阿根廷去躲债。

他取道智利首都圣地亚哥以南50英里的卡佳波尔山谷，登上1600米高的安第斯山时，无意中发现山石上有许多翠绿色的铜绿。

他的文化素养使他认识到这是找铜的“矿苗”，于是带着矿石标本去报矿。

后经勘查证实，这是一个大型富铜矿。

这座铜矿特命名为“特尼恩特”（西班牙文意为“中尉”）。

它是目前世界上最大的地
下开采铜矿，年产铜锭30万吨。

三、分类与分布
1.海相火山岩黄铁矿型铜矿床。

产于下古生代石英角斑岩和细碧岩中。

呈透镜状﹑似层状。

矿石矿物以黄铜矿﹑黄铁矿为主。

铜品位一般大于1％。

如中国甘肃白银厂﹑青海红沟等矿床。

2.超基性岩铜镍矿床。

产于下古生代纯橄岩﹑辉橄岩﹑橄辉岩岩体的中﹑下部。

呈似层状﹑透镜状。

矿石矿物以黄铜矿﹑镍黄铁矿为主。

铜品位一般小于1％。

如中国甘肃金川﹑新疆喀拉通克等矿。

3.变质岩层状铜矿床。

产于中元古代白云岩﹑大理岩﹑片岩片麻岩中﹐沿层产出。

矿体呈层状﹑似层状﹑透镜状。

矿石矿物以黄铜矿﹑斑铜矿为主。

铜品位一般大于1％。

如云南东川汤丹﹑山西中条山胡家峪等矿。

4.夕卡岩铜矿床。

产于中酸性侵入岩体和碳酸盐岩的接触带内外。

矿体以似层状﹑透镜状﹑扁豆状为主。

矿石矿物主要为黄铜矿﹑黄铁矿。

铜品位一般大于1％。

如安徽铜官山﹑江西城门山等矿。

5.斑岩铜矿床。

产于中生代﹑新生代花岗闪长斑岩﹑二长斑岩﹑闪长斑岩等及其围岩中。

矿体呈似层状﹑透镜状。

矿石矿物以黄铜矿为主。

铜品位一般小于1％。

矿床常为大﹑中型。

如江西铜厂﹑黑龙江多宝
山﹑西藏王龙等矿。

铜矿
6.砂岩铜矿床。

产于中生代陆相砂岩与砂页岩中。

矿体呈似层状﹑透镜状。

矿石矿物以辉铜矿为主﹐其次为斑铜矿﹑黄铜矿等。

铜品位多大于1％。

如云南郝家河﹑四川大铜厂等矿。

四、班铜矿
铜矿
铜和铁的硫化物（Cu5FeS4）矿物，含铜量63.3％，提炼铜的主要矿物原料之一。

为等轴晶系，其高温变体为等轴晶系，称等轴斑铜矿。

表面易氧化呈蓝紫斑状的锖色，因而得名。

新鲜断面呈暗铜红色，金属光泽，莫氏硬度3 ，比重4.9～5.0。

常呈致密块状或分散粒状见于各种类型的铜矿床中，并常与黄铜矿共生。

也形成于铜矿床的次生富集带，但不稳定，而被次生辉铜矿和铜蓝置换。

在地表易风化成孔雀石和蓝铜矿。

中国云南东川等铜矿床中有大量的斑铜矿。

世界代表性产地是美国蒙大那州的比尤特，墨西哥卡纳内阿和智利丘基卡马塔等。

（一）、化学组成
Cu5FeS4,Cu63.33%,Fe11.12%,S25.55%。

由于斑铜矿经常含有黄铜矿，辉铜矿显微包裹体，其实际成份变动很大；因为在高温时（>400℃）斑铜矿与黄铜矿，辉铜矿呈固溶体，低温时发生固溶体离溶;
（二）、坚定特征
斑铜矿，可以从其特有的暗铜红色及锖色中加以鉴定，并和辉铜矿与黄铜矿区别; 成因产状：斑铜矿为许多铜矿床中广泛分布的矿物;在热液成因的斑岩铜矿中，与黄铜矿，有时与辉钼矿、黄铁矿呈散染状分布于石英斑岩中;还见于某些接触变质的矽卡岩矿床中和铜矿床的次生富集带中；著名产地：世界著名产地有英国Cornwall和美国Alaska 州（SaltChuokmine）Arizona州（Bagdad）等地。

名称来源：1845年Haidinger为纪念奥地利矿物学家IgnatiusvonBorn(1742-1791)用其名字命名的铜和铁的硫化物；、
（三）、晶体形态
四方偏三角面体晶类；晶体可见等轴状的立方体、八面体和菱形十二面体等假象外形，但极为少见，通常呈致密块状或不规则粒状；晶体结构：晶系和空间群：四方晶系（高温变体）,空间群D42d—P421c （高温变体）；晶胞参数：a0=1.095埃；粉晶数据：1.937(1)3.18(0.6)2.74(0.5)
（四）、物理特性
硬度：3；比重：4.9-5.3g/cm3；解理：（111）解理不完全；断口：贝壳状断口；颜色：新鲜面呈暗铜红色，在不新鲜面常被蓝紫斑状锖
色所覆盖；条痕：灰黑色；透明度：不透明；光泽：金属光泽；发光性：无；其他：性脆，具导电性。

（五）、光学性质
反射色。

新抛光面亮玫瑰褐色，但很快变暗而带紫。

反射率：18.5（绿光），19（橙光），21（红光）。

晶体化学：理论组成(wB%)：Cu 63.33，Fe 11.12，S 25.55。

因常含黄铜矿、辉铜矿、铜蓝等显微包裹体，实际成分范围：Cu 52~65，Fe 8~18，S 20~27。

高温（>475℃）时，斑铜矿与黄铜矿、辉铜矿成固溶体；低温时，斑铜矿和黄铜矿分离。

结构与形态：等轴晶系，a0=1.093nm；Z=8。

晶体结构相当复杂。

其中Ｓ作立方最紧密堆积，位于立方面心格子的角顶和面心，阳离子充填8个四面体空隙，但阳离子向四面体的中心移动，硫的强定向键随着金属接近面心而使结构稳定。

金属原子占据每个四面体面上6个可能位置之一，每个四面体提供24种亚位置。

Cu 和Fe原子随机地占据尖端向上和向下的四面体空隙的3/4。

四面体共棱。

六八面体晶类，Oh-m3m(3L44L36L29PC)。

常呈致密块状或不规则粒状。

铜矿
（六）、产状与组合
产于基性岩及有关的Cu-Ni等矿床中与黄铜矿、钛铁矿等共生。

产于热液型矿床中的斑铜矿，常含有显微片状黄铜矿包裹体，与黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、硫砷铜矿、辉铜矿等共生；有时与辉钼矿、自然金等共生。

还见于某些夕卡岩矿床中，与其它铜的硫化物共生。

在氧化带易转变成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、褐铁矿等。

鉴定特征：特有的暗铜红色及锖色，硬度低。

溶于硝酸，有铜的焰色反应。

（七）、工业应用
斑铜矿表面易氧化而呈紫蓝斑杂的锖色。

斑铜矿的新鲜断面呈暗铜红色，金属光泽，摩斯硬度3,常成致密块状或分散粒状见于各种类型的铜矿床中，并经常与黄铜矿共生，斑铜矿也形成于铜矿床的次生硫化物富集带中。

斑铜矿在地表易风化成孔雀石和蓝铜矿。

中国云南东川等铜矿床中有大量斑铜矿。

世界其他主要产地有美国蒙大那州的比尤特，墨西哥的卡纳内阿，智利的丘基卡马塔等。

铜广泛用于电气﹑机械﹑车辆﹑船舶﹑建筑工业和民用器具。

五、黝铜矿
黝铜矿Tetrahedrite，是一种铜、锑的硫化物矿物，通常产在矿脉中，与铜、银、铅和锌的矿物共生，黝铜矿常含有一些砷，并随砷的含量增加，向砷黝铜矿过渡，砷黝铜矿是固溶体的砷端成员。

这两个矿物的产状、四面体的晶体外形和物理性质都很相似，以至不用化学方法就不能区别它们。

虽然，铜是主要的金属，但是，铁和锌常替代铜。

在含银的变种，银黝铜矿中，银含量可高达18％，使这矿物成为一个有价值的银的矿石矿物。

铜矿
化学成分为Cu12Sb4S13、晶体属等轴晶系的硫盐矿物。

单晶体常呈四面体(tetrahedron),英文名即由此而来。

黝铜矿与砷黝铜矿Cu12As4S13成类质同象系列。

它们成分中的铜可被银、锌、汞、铁等类质同象置换。

当某种元素达到一定含量时，则相应构成黝铜矿或砷黝铜矿的亚种，如银黝铜矿、黑黝铜矿（含汞）等。

黝铜矿和砷黝铜矿呈钢灰至铁黑色，半金属光泽。

摩斯硬度3～4，比重4.6（砷黝铜矿）至5.0（黝铜矿）。

通常呈致密块状或粒状见于铜、铅、锌、银等金属硫化物的热液矿床中。

黝铜矿虽然是分布最广的一种硫盐矿物，但数量一般不大，通常与伴生的其他铜矿物一起作为铜矿石利用。

银黝铜矿是提炼银的来源之一。

美国爱达荷州的桑夏恩以产银黝铜矿著名。

中国一些多金属矿床中有不同数量的黝铜矿产出。

六、黑铜矿
矿物名称：黑铜矿（黑铜矿变种与硅孔雀石半生）Tenorite var Melaconite with chrysocolla。

矿物概述：化学组成：CuO;Cu
79.89%,O 20.11% 鉴定特征：显微镜下具有强非均质性。

成因产状：产于铜矿床氧化带和熔岩里；中国湖北大冶矽卡岩型铜铁矿床氧化带产出的黑铜矿，是辉铜矿风化产物，与黄铜矿、斑铜矿、赤铜矿、赤铜铁矿、自然铜、铜蓝、孔雀石等矿物共生或伴生；熔岩里产出的黑铜矿是升华作用的产物；著名产地：世界著名产地有中国云南、西藏等地。

名称来源：Tenorite源自意大利植物学家M.Tenore的名字；晶体形态：斜方柱晶类；晶体呈发育的细小板状或叶片状，有时弯曲；主要单形有：平行双面a、c；斜方柱f、p、o；晶体结构：晶系和空间群：单斜晶系；晶胞参数：
a0=4.662,b0=3.417,c0=5.118埃; β=99°29¹;z=4;
粉晶数据：2.52(1)2.32(0.96)2.53(0.49)
铜矿
物理性质硬度：3.5-4.0 ；比重：5.8-6.4g/cm3 ；解理：解理在[011]晶带内；断口：贝壳状断口；颜色：钢灰色、铁黑色到黑色等；条痕：黑色；透明度：不透明；光泽：金属光泽发光性：无；其他：性脆。

光学性质：薄片中褐色。

二轴晶。

Nm=2.63（红光）。

具明显多色性，Nm-亮褐，Ng-暗褐。

光性方位：Nm//b，Np∧a=0°±。

反射色亮灰白带黄。

反射率Rm：20（红光），27.1（蓝光）。

双反射白到灰白。

七、提炼流程
浸染状铜矿石的浮选
一般采用比较简单的流程，经一段磨矿，细度-200网目约占50%~70%，1次粗选，2~3次精选，1~2次扫选。

如铜矿物浸染粒
度比较细，可考虑采用阶段磨选流程。

处理斑铜矿的选矿厂，大多采用粗精矿再磨—精选的阶段磨选流程，其实质是混合—优先浮选流程。

先经一段粗磨、粗选、扫选，再将粗精矿再磨再精选得到高品位铜精矿和硫精矿。

粗磨细度-200网目约占45%~50%，再磨细度-200网
目约占90%~95%。

致密铜矿石由于黄铜矿和黄铁矿致密共生，黄铁矿往往被次生铜矿物活化，黄铁矿含量较高，难于抑制，分选困难。

分选过程中要求同时得到铜精矿和硫精矿。

通常选铜后的尾矿就是硫精矿。

如果矿石中脉石含量超过20%~25%，为得到硫精矿还需再次分选。

处理致密铜矿石，常采用两段磨矿或阶段磨矿，磨矿细度要求较细。

药剂用量也较大，黄药用量100g/（t原矿）以上，石灰8~10kg（t原矿）以上。

八、资源评估
全世界探明的铜矿储量约6亿多吨，储量最多的国家是智利，约占世界储量的三分之一。

中国有不少著名的铜矿，如江西德兴、安徽铜陵、山西中条山、甘肃白银厂、云南东川、西藏玉龙等。

在金属王国里，铜的导电性仅次于银。

铜矿比银矿多且价格便宜。

当今世界，一半以上的铜用于电力和电讯工业。

九、中国铜矿的分布
中国铜矿分布广泛，在已查明的矿产地除天津以外的所有省、自治区、直辖市，均有不同程度的分布。

其中，江西、西藏和云南等3个省区的储量占全国铜矿储量的47.1%(以1996年底保有储量统计，下同)。

铜储量较多的还有甘肃、安徽、内蒙古、山西、湖北、黑龙江等6省区，储量合计2019.8万t，占全国铜矿储量的32.3%。

以上9省区的储量合计占全国铜矿总储量的80%。

从六大行政区分布来看，铜矿储量分布最多的是华东区、西南区，两大行政区的储量占全国铜矿总储量的60.9%，各大行政区的铜矿储量分布的比例：华北区11.4%、东北区6%、华东区31.4%、中南区9.8%、西南区29.5%、西北区11.9%。

从三大经济地带来看中国铜矿分布具有明显地域差异。

三大经济地带按《中国大百科全书·中国地理》卷(1993)划分：东部沿海地带包括辽宁、河北、北京、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西、海南等12个省区市(未包括台湾省);中部地带包括黑龙江、吉林、内蒙古、山西、河南、安徽、江西、湖北、湖南等9省区;西部地带包括西北地区的陕西、甘肃、宁夏、青海和新疆，西南地区的四川、贵州、云南和西藏，共9个省区。

三大经济地带的储量分布比例：东部沿海地带9.1%，中部地带49.6%，西部地带41.3%。

图3.7.1 中国铜矿分布图。