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黄铜矿火法炼铜第一步 历史上的青铜冶炼术是如何出现的

历史上的青铜冶炼术是如何出现的?便直接将红铜与锌冶炼成黄铜合金,早期黄铜的冶炼是由碳酸锌矿石(古称炉甘石)与铜在还原炉中炼出的,尽管关于黄铜冶炼技术的最早记载出现于宋、元人的著作中,不能由此说冶炼铜锌合金是从宋以后才开始的。...

黄铜矿火法炼铜第一步,历史上的青铜冶炼术是如何出现的?

在我国商周奴隶社会,青铜的冶铸技术已有很高的水平。经过春秋战国,青铜一度

在制造兵器和生产工具方面进一步有所发展。到了秦汉,由于铁制工具的迅速进展,青

铜工具逐步被取代了。但另一方面又因为封建社会商品经济发展的要求,青铜大量地被

用于铸造钱币,而无法用铁器、漆器取代的青铜镜,其制作技术也在提高。总之,在我

国进入封建社会后,炼铜技术的发展并没有停顿,而在某些制造业中继续发展。

秦、汉以后,除青铜外,还出现了一些其他的铜合金。首先应指出的是铜锌合金,

也就是“黄铜”。最初冶炼这种铜锌合金,是通过将铜与含锌的炉甘石防在还原炉中冶

炼而制成的,后来在我国制造出单质锌以后,便直接将红铜与锌冶炼成黄铜合金。关于

这方面的可靠记载,见于宋代人崔昉的《外丹本草》,其中说:“用铜一斤,炉甘石一

斤,炼之即成黄铜一斤半”。元代著作《格致粗谈》也说:“赤铜入炉甘石炼为黄铜,

其色如金”。

明代李时珍《本草纲目》曾提到:“炉甘石大小不一,状如羊脑,松如石脂,赤铜

得之,即化为黄。今之黄铜皆此物点化也”。以上记载清楚地表明,早期黄铜的冶炼是

由碳酸锌矿石(古称炉甘石)与铜在还原炉中炼出的。尽管关于黄铜冶炼技术的最早记

载出现于宋、元人的著作中,但应该说在此以前我国已具备冶炼这种合金的技术条件了

,不能由此说冶炼铜锌合金是从宋以后才开始的。

特别应指出的是,在《天工开物》中,更具体而详细地记载了炼制金属锌(当时叫

“倭铅”)及黄铜的方法,谈到炼制黄铜时说:“每红铜六斤,入倭铅四斤,先后入罐

熔化,冷定取出,即成黄铜”。稍后,在《物理小识》中也有同样记载。

继黄铜之后,又出现了白铜即铜镍合金。在北宋末何芫的《春渚纪闻》中已有关于

用铜与砒石冶炼白铜的记载。元代著作《格物粗谈》中有“砒石炼为白铜,杂锡炼为响

铜”之语。明代李时珍在其《本草纲目》中说:“白铜出云南,赤铜以砒石炼为白铜”

。宋应星在其《天工开物》中亦说:铜“以砒霜等药制炼为白铜”。这些宋、元、明人

著作中提到的用砒石及赤铜炼制的白铜,很可能是指含镍的砷镍矿与赤铜炼制者。白铜

很可能在宋、元以前就已有了。

明、清以后我国制造的白铜器物远销于国外。到十七、十八世纪,东印度公司从我

国购买白铜器物,再远销于欧洲各国,欧洲语中Packtong(白铜)就导源于中国词“白

铜”。在这以前的唐代,波斯语、阿拉伯语中也把白铜称为“中国石”,可见也是来自

我国。但其成分及制法,则记载得很少。

在我国古代的炼铜技术中,还应特别指出的是:我国古代劳动人民很早就认识了铜

盐溶液里的铜能被铁取代,从而发明了“水法炼铜”的新途径。这一方法以我国为最早

,是水法冶金技术的起源,在世界化学史上是一项重大贡献。

早在西汉的《淮南万毕术》里,就有“曾青得铁则化为铜”的记载。曾青成分是2C

UCO3?CU(OH)2,易溶于苦酒(醋),又叫白青、空青。东汉时的《神农本草经》也有:

“石胆……能化铁为铜”的话,石胆或胆矾,成分是含水硫酸铜CUSO4?5H2O。南北朝时

的陶弘景则更进一步认识到不仅硫酸铜,而只要可溶性的铜盐类就能与铁置换反应。他

说:“鸡屎矾……投苦酒中(醋),涂铁,皆作铜色”。鸡屎矾可能是不纯的碱式硫酸

铜或碱式碳酸铜,难溶于水,但却能溶于醋,而与铁起置换反应。从而扩大了以前的认

识范围。

这种认识大约到唐末、五代间就应用到生产中去了。宋时更有发展,成为大量生产

铜的重要方法之一,这就是水法炼铜的“胆铜法”。这种方法比火法炼铜有许多优点:

它一则可以在产胆水(即硫酸铜溶液,俗称“胆水”)的地方就地取材;二则设备简单

,操作容易,不要冶炼、鼓风设备,在通常温度下就可提取铜,不须高温,节省了燃料

宋代时由于铸造钱币的大量需要,同时“胆水炼铜”又有上述优点,因此对“胆水

炼铜”甚为重视。宋代文献记载,当时南方用“水法炼铜”的约有十一处,其中以饶州

德兴、信州铅山和韶州岑水规模最为宏大。北宋每年产胆铜达一百万至一百七、八十万

斤,占当时铜总产量的白分之十五到百分之二十;南宋时铜产量虽大为减少,但胆铜比

重却大有增加,绍兴(宋高宗)年间,竟占铜总量的百分之八十五以上。

胆铜的生产过程包括两个方面。一是浸铜,二是收取沉积的铜。目前,我国有的地

方(如湖北黄石市)还仍用这种方法生产铜。

从考古发掘的结果及考古遗址来看:

(1)彩陶马家窑型(甘肃东乡林家,1977年):青铜刀一件

(2)彩陶马厂型(甘肃永登连城蒋家坪,1975年):青铜刀一件

上述数量虽少,却是中国考古出土最早的青铜制品

(3)齐家文化 (公元前2000年左右,甘肃青海一带):铜制相关遗品已经比较多,经成份分析,约以红铜、含铅青铜及含锡青铜为主

(4)龙山文化 (公元前3000年~1080年,山东、山西、河北、河南):亦有大量铜制遗品出土,成份上均属红铜、青铜并用

总而言之,到了新石器时代的晚期,基本上已经是铜石并用的时代,只是当时对于青铜合金的冶炼技术,还未能成熟地掌握。换句话说从夏王朝(传说)→商 朝(信史),应该还有「红铜艺术」(合金成份较少)→「青铜艺术」(合金冶炼之表现)的阶段。

铜绿山古矿冶遗址

可与秦兵马俑媲美的铜绿山古矿冶遗址,是迄今世界上最古老的铜矿采掘、冶炼遗址。 据测定,这个古矿采掘、治炼的时间距今已有三千一百余年。同时连续采掘冶炼了十三个世纪(从西周到东汉)。

古矿冶遗址位于大冶县大冶湖畔。1973年深秋大冶有色金属公司的矿工在这里进行露天采矿,当电铲剥离到四十米深处时,出现了密如蛛网,迷宫般神奇的古代矿井,于是一场规模巨大的考古发掘便揭开序幕。

目前清理出来的古矿井,面积约有两平方公里,当时地下二十米至六十米几乎全被掏空,地面上的炉渣堆积如山。估计先后冶炼了八至十万吨铜。

古矿冶遗址可勾勒出一幅气势磅薄的采矿图:四百多座竖井、斜井与上面的条平巷纵横交错,层层迭压;矿井内整木凿成的排水槽蜿蜒连绵,四通八达;一根根圆木棰接或搭接成固定的方框,支护着中壁,提升矿石用的木制绞车,结构巧妙,制作精细……

Cu2O焙烧的化学方程式?

火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为:2CuFeS2+O2═Cu2S+2FeS+SO2.

奥炉炼铜流程?

铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%。

1)火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强,铜的回收率可达95%,但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,不易回收,易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。

2)现代湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积,浸出-萃取-电积,细菌浸出等法,适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广,预计本世纪末可达总产量的20%,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

1斤铜矿能炼多少铜?

铜矿石一般是黄铜矿,为CuFeS2, 将其燃烧后(与氧气反应)生成硫化亚铜,硫化亚铁和二氧化硫,然后Cu2S在高温下与氧气反应,生成Cu、和二氧化硫,这种方法炼制铜,也叫火法炼铜.摘自网上.

化学反应啊 火烧啊 而且自然界的铜矿石一般比较少 大部分以纯铜存在的 高中化学

铜矿石检测,铜含量是0.8%,称为原矿品位。即一吨矿石含铜金属8公斤。如果是露天矿,这个品位是相当的高,中国露天铜矿的原矿品位一般在0.2-0.7之间。目前的采矿和选矿技术,在当前的铜价下,0.3的品位即0.3%就有钱赚。当然,地勘数据一定要准确。

1吨X0.8%=1000公斤X0.8%=8公斤。

矿砂是什么原材料?

从铜矿中开采出来的铜矿石,经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂,铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。

A.铜矿石的加工

工业上使用的铜有电解铜(含铜99.9%~99.95%)和精铜(含铜99.0%~99.7%)两种。前者用于电器工业上,用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。

a.铜矿石的分类及属性:

炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类:

(1)硫化矿,如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。

(2)氧化矿,如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)等。

(3)自然铜。铜矿石中铜的含量在1%左右(0.5%~3%)的便有开采价值,因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去,而得到含铜量较高(8%~35%)的精矿砂。

b.铜矿石的冶炼过程:

从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例,首先把精矿砂、熔剂(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合,投入“密闭”鼓风炉中,在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2(用于制硫酸),大部分的砷、锑等杂质成为AS2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑。一部分铁的硫化物转变为氧化物:2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”(主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的,它的含铜率在20%~50%之间,含硫率在23%~27%之间),FeO跟SiO2形成熔渣:FeO+SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰铜的上面,容易分离,借以除去一部分杂质。然后把冰铜移入转炉中,加入熔剂(石英砂)后鼓入空气进行吹炼(1100~1300℃)。由于铁比铜对氧有较大的亲和力,而铜比铁对硫有较大的亲和力,因此冰铜中的FeS先转变为FeO,跟熔剂结合成渣,而后Cu2S才转变为Cu2O,Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜(含铜量约为98.5%)。2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑,2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑,再把粗铜移入反射炉,加入熔剂(石英砂),通入空气,使粗铜中的杂质氧化,跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后,再喷入重油,由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7%。

B.铜的冶炼工艺

铜冶金技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX)。

a.火法炼铜:

通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜,也即电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强,铜的回收率可达95%,但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,不易回收,易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展

炼铜工艺流程?

铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%。

1)火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强,铜的回收率可达95%,但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,不易回收,易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。

2)现代湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积,浸出-萃取-电积,细菌浸出等法,适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广,预计本世纪末可达总产量的20%,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

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