黄铜矿溶解，2021年中国科学家人物热点事例？
他从事科学研究60余年，在固体燃料、化学激光器研究，特别是在激光化学基础研究上，作出了系统性、创造性的贡献。
他设计、组装了我国第一台化学激波管，参与研制出我国第一台化学激光器——光引发氯化氢脉冲化学激光器，并在此激光器上进行了国际上首次激光支持爆震波等离子体的屏蔽效应研究，在激光态分子传能研究中首次实验证明了单一三重态传能通道间存在量子干涉效应。
他在年近七旬时，又怀揣着一个小小的梦想，开始了一份大大的事业——给中小学生做科普。近20年来，他在一间不足十平米的办公室，播种下点点星光，将科学梦想洒向广袤大地。
他就是中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）研究员沙国河。
近日，2021年“最美科技工作者”名单公布，87岁的沙国河获此殊荣。“中国科学的未来在青少年。让青少年对科学产生兴趣，不断激发他们的创造性，提高他们的动手能力，是每一个科学家的责任。实现高水平科技自立自强，必须有一大批创新型科技人才，而创新型科技人才的培养就得从小抓起。”沙国河说。
沙国河 大连化物所供图
兴趣为师
2005年，沙国河到新疆生产建设兵团为小学生讲科学，这是他第一次接触科普教育活动。孩子们对科学的向往之情，也让沙国河想起了自己儿时的经历。
幼时，沙国河就对实验感兴趣，经常在家做实验，用硫酸加锌制氢气，氯酸钾与氧化汞加热制氧气……初中时，沙国河省吃俭用，用零花钱置办了一个手提木箱，里面装有各种化学试剂、酒精灯、试管和酸碱试纸等“玩具”。
中药店也是沙国河经常光顾的地方。绿矾加五倍子，溶解后加点蓝色染料制成墨水；买来黄铜矿，用一根铜丝做针尖与矿石面接触就成了检波器，这也是现代半导体二极管的雏形。因为对收音机感兴趣，沙国河还自己动手做了一台无线电矿石收音机。
“动手做实验比背书有趣多了。”沙国河说，“自然科学枯燥有时候是教育方法的问题，物理化学等学科做起实验来是很有趣的。”
从事科研多年，沙国河曾冒着氟气燃烧和剧毒的危险，冲锋在前；昼夜颠倒进行科研攻关，当周围亲友同事劝他歇一歇时，他总说“这不是工作，是兴趣”。
为了激发学生学习兴趣，让学科学、钻研科学像吃饭睡觉一样成为生活必需品，沙国河决定将科普作为他的又一重点工作。说干就干，沙国河将实验室的瓶瓶罐罐和与老伴余道容制作的各种小仪器带进了课堂。这种科普演示的形式取得了很好的效果，很多学生都对科学产生了浓厚的兴趣。
“让中国的科技力量强大起来，是我成长过程中逐渐明晰的梦想，相信也是全体科技工作者的梦想。现在，这一梦想需要传承，娃娃爱科学、学科学，就是我的中国梦。”沙国河说。
科普为业
初战告捷，沙国河备受鼓舞，他决定拿出更多时间投身科普事业。
确定想法后，他马上买来中小学生的课本研究起来。“那股认真劲一点也不亚于做科研。”沙国河助手、大连化物所高级实验师崔荣荣回忆。根据课本的内容，沙国河按需定制出中小学生需要做的实验。紧接着，他开始为自己的“伟大”构想绘制草图，亲自跑到五金店买材料。一间不足10平方米的办公室，摆满了各种工具、材料，有时客人到访，竟没有下脚的地方。然而，沙国河并不在意，还从家抱来被子，累了就睡在办公室。
经过几个月的努力，高压静电除尘器、平面形马德堡半球等实验装置以及光纤传输激光、高压放电、静电除尘、磁生电、电生磁等实验新鲜出炉，大大小小一共20多个。
准备就绪，沙国河主动找大连市科学技术协会表明心愿。很快，沙国河带着这一大堆“稀奇古怪”的东西走进课堂，来到孩子们身边。原本平静的课堂立刻变得生动活泼起来，他的每一个“精彩表演”都吸引了孩子们的眼球。
沙国河还让孩子们自己动手做实验，亲身感受。很多中小学生说 ：“通过沙爷爷的讲解和实验，知道了激光的特点、作用，知道了电是什么，知道了大气压是怎样产生的……”
给孩子们讲科学知识的同时，沙国河更注重培养热爱科学的信念，经常通过讲“马德堡半球实验”的来历等一些经典科学故事，对孩子们进行启蒙教育。有时活动结束后，他还和孩子们一起唱《让我们荡起双桨》，鼓励孩子们珍惜现在幸福的童年生活。
近20年来，沙国河的科普讲座已经走进大连几十所中小学，他不仅成为中国科协2000年在全国配备“科普大篷车”以来首位担任义务辅导员的院士科学家，还在大连市沙河口区中小学生科技活动中心设立了我国第一个面向青少年科普教育的院士科普工作站，定期为中小学生做科普实验演示。
报国之魂
2020年，新冠肺炎疫情暴发，已经86岁的沙国河每天戴着口罩，有时甚至冒着风雪，步履蹒跚地走到他的办公室，在那里一待就是一天，打磨、组装实验器件，对一个一个小零件进行试用。每个实验都经过上百次的重复，确保可以安全顺利地进行，他才满意地将这些实验教具放到盒子里。
“他告诉我们等到大连市沙河口区中小学生科技活动中心恢复工作了，就把这批新教具运过去，孩子们又有新的‘玩具’可以‘玩’了，每当提到孩子们，他就变成了老顽童。”崔荣荣说。
在沙国河看来，他所做的一切都基于“祖国的利益”“党的召唤”。沙国河从小就想成为一名共产党员，1949年，他加入了中国共产主义青年团，开始系统接受共产主义教育，了解党的历史与宗旨。上世纪80年代，沙国河递交了入党申请书。但不久，他便到德国做访问学者，入党被搁置。
留学归来，沙国河将全部精力倾注于科研事业。他一直觉得自己距离一名合格的党员还有点远，于是在工作中对自己要求非常严格。
2006年，年过古稀的沙国河终于实现了自己几十年的夙愿，加入了中国共产党。有人问沙国河：“为什么72岁才入党？”沙国河回答：“对照党员标准，我是有差距的。经过这么多年的努力，觉得现在好像差不多了，所以又向党组织提出入党申请。”
此后，他在工作和生活中更加一丝不苟，处处发挥模范带头作用，在多个领域取得卓越成就。
沙国河现在最担心的事情，就是自己的身体一天不如一天，今年他的胃不太好，需要轮椅才能出行。意识到自己的身体可能会耽误科普工作，他希望找一位德才兼备的教师来管理院士工作站，为孩子们做科普。
除了科普，2005年至今，沙国河和夫人还连续资助贫困学生，前后共资助了20多个贫困儿童，资助金额累计20余万元。
这位耄耋之年的老院士，把他对国家的爱，都倾注在对祖国下一代的培养上。
新中国的成长过程中，一批批科学家把时代之需扛在肩上，沙国河也是其中一位。这位梦想家，用双手拨开现实的泥土，将科学火种变成明日之光，时代也必将回报给这位老人一片璀璨的星空
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
矿渣提炼最佳方法？
单一浮选法：适用于处理粗、中粒自然黄金铁矿石。将经破碎后的矿进入球磨机，磨细呈矿浆后进入浮选；在浮选过程中，用碳酸钠作调整剂，使黄金上浮。同时用丁黄药与胺黑药作补收剂，使金矿粉与矿渣分离，便可产出金精矿粉。
2、 混汞浮选法：适用于处理自然金嵌布粒度较粗，储存在黄铁矿和其它硫化矿石。与单一浮选不同的是在磨矿后加汞板进行金回收，回收率可达30-45%。混汞后的矿浆，通过分级机溢流进行浮选。为使更好地生成汞金，磨矿时加添一定浓度的碳酸纳、苛性钠等，可使汞金回收率提高到70%。
3、 最简单的是把矿石打碎成细面状用氢化纳提取最快，最简单。拓展资料：1．含有用矿物并有开采价值的岩石。2．特指能做检波器的方铅矿、黄铁矿，赤铁矿，黄铜矿等。3．凡是地壳中的矿物自然集合体，在现代技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济所必需的金属或其他矿物产品者，称为矿石。
铅能溶于什么溶剂？
铅易溶于硝酸、硼氟酸、硅氟酸和醋酸，常温下难溶于硫酸、盐酸、氢氟酸。NH4OH溶液或通空气的稀NaOH溶液能徐徐溶解铅。铅能溶于硝酸银溶液，其他的硝酸盐和氯化物会腐蚀铅。钾、钠、铁、氨的硫酸盐和钾的碳酸盐、氰化物溶液对铅不起作用。铅位于第六周期ⅣA族，原子半径146pm，Pb半径84pm，第一电离能718.96kJ/mol，电负性1.8，主要氧化数+2、+4。银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。密度11.34g/cm，熔点327.5℃，沸点1525℃。有较强的抗放射穿透的性能。铅的再结晶温度在室温以下，压力加工性能极好，不产生加工硬化。铅和铅合金的强度、硬度，特别是疲劳强度和蠕变强度较低，易遭疲劳和蠕变破坏，在设计和用作构件时应予以注意。扩展资料铅的地壳丰度较铜、锌、锡小。自然界中最主要的铅矿是硫化矿，其次是氧化铅矿。硫化铅矿主要组成为原生的方铅矿（PbS）。但单一的硫化铅矿很少，常与闪锌矿伴生，合称铅锌矿。另外的伴生矿物常有辉银矿（）（Ag2S）、黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、硫砷铁矿（FeAsS）、辉铋矿（Bi2S3）及铟、锗、镓、铊、碲等稀散元素的矿物。铅锌矿成分复杂，要预先经过选矿富集方宜进行冶炼。氧化铅矿主要由白铅矿（PbCO3）和铅钒（PbSO4）组成，属次生矿，多出现在硫化矿的上层，或与硫化矿共生。含铅废杂料也是生产铅的重要资源。铅的提取冶金分火法炼铅和湿法炼铅两类方法，在工业生产中前者应用较多。传统的火法炼铅方法一般包括铅精矿烧结焙烧、铅熔炼、粗铅火法精炼或（铅电解精炼）三大环节。传统的铅熔炼方法以鼓风炉还原熔炼法炼铅的应用最为广泛。用这种方法生产的铅占总产铅量的85%。鼓风炉还原熔炼法炼铅是一种用焦炭作还原剂把铅的氧化物还原为粗铅的方法，此法须先经烧结焙烧把硫化铅精矿中的大部分PbS转变成PbO，并使烧结焙烧料烧结成块。铅熔炼产出的粗铅还含有很多杂质，需经火法精炼或电解精炼才能获得达到产品质量标准、满足用户要求的精铅，并回收粗铅中的有价金属。粗铅火法精炼在当今的铅精炼中占主导地位。
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……