什么样的原料可以提炼铜？

一分钟了解铜

105万 1'12"

铜与人体健康

38万 1'12"

为什么说铜在人体中是一把双刃剑

39万 1'8"

为什么用铜制造子弹，不用钢呢？——天下有警

132万 2'1"

>

铜 [tóng]

过渡金属元素

本词条是多义词，共4个义项

展开

科普中国 | 本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核

审阅专家李嘉骞

铜是一种过渡元素，化学符号Cu，英文copper，原子序数29。纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。延展性好，导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。

二价铜盐是最常见的铜化合物，其水合离子常呈蓝色，而氯做配体则显绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜）。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料。

铜是人类最早使用的金属之一。早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为001%，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3%～5%。自然界中的铜，多数以化合物即铜矿石存在。

铜的活动性较弱，铁单质与硫酸铜反应可以置换出铜单质。铜单质不溶于非氧化性酸

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999%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。90年代出现如白银法、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。

从铜矿石冶炼铜 ：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985%）。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997%。

除了铜精矿之外，废铜作为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑（铜材的产出比为50%左右），一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜：品位在90%以上；黄杂铜（电线）：含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。

湿法炼铜

一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。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。

铜资源量是指已查明的铜资源数量和潜在铜资源数量的总和。

铜矿石产量是指单位时间生产铜矿石的数量，一般用年产量表示。

矿山铜产量是指一座矿山的产铜量，一般与铜矿石产量一起使用，即矿山铜矿石产量。

铜精矿是低品位的含铜原矿石经过选矿工艺处理达到一定质量指标的精矿, 可直接供冶炼厂炼铜。质量指标：

等 级 Cu(% ) Pb(%) Zn(%)

1 ≥24 --- ---

2 ≥22 --- ---

3 ≥20 --- ---

4 ≥18 --- ---

5 ≥16 ≤9 ≤12

6 ≥14 ≤9 ≤12

7 ≥12 ≤9 ≤12

8 ≥10 ≤9 ≤12

9 ≥8 ≤9 ≤12

精炼铜是指通过一定方法将铜里面的各种杂质剔除而形成的单质铜，现在一般通过电解的方法来炼制精炼铜。

电解铜是将铜电解掉。它是以铜作为阳极，阴极导体不限（以石墨为例），电解质溶液不限（以稀硫酸为例）其阳极反应式：Cu-2e-=Cu2+；

阴极反应式看电解质溶液而定（以稀硫酸为例）：2H++2e-=H2；

总反应式（阴极以石墨为例，电解质溶液以稀硫酸为例）Cu+H2SO4=CuSO4+H2

电解精炼铜是用粗铜提取更高纯度的铜。它是以粗铜为阳极，纯铜为阴极，以可溶性铜盐为电解质溶液（这里以硫酸铜为例），因阳极是粗铜，含有Fe、Ni、Zn、Ag等杂质，所以其阳极反应式比较多：Zn-2e-=Zn2+；Ni-3e-=Ni3+；Fe-2e-=Fe2+；Cu-2e-=Cu2+，Ag等比Cu金属性弱的金属就形成阳极泥。

阴极反应式：Cu2++2-=Cu；

总反应式（阳极以Cu发生电解为主）Cu（粗铜）=Cu（纯铜）

1、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。　　

2、废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜（电线）:含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。　　

3、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999％的电解铜。

4、纯铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金，形成的合金主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钴镍合金。

5、阳极铜

目前我国生产再生铜的方法主要有两类：

第一类是将废杂铜直接熔炼成不同牌号的铜合金或精铜，所以又称直接利用法；

第二类是将杂铜先经火法处理铸成阳极铜．然后电解精炼成电解铜并在电解过程中回收其他有价元素。

用第二类方法处理含铜废料时，通常又有 3 种不同的流程，即一段法、二段法和三段法。

l) 一段法 将分类过的黄杂铜或紫杂铜直接加入反射炉精炼成阳极铜的方法。其优点是流程短、设备简单、建厂快、投资少，但该法在处理成分复杂的杂铜时，产出的烟尘成分复杂，难以处理；同时精炼操作的炉时长，劳动强度大，生产效率低，金属回收率也较低。

2)二段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼得到金属铜．然后将金属铜在反射炉内精炼成阳极铜；或杂铜先经转炉吹炼成粗铜．再在反射炉内精炼成阳极铜。由于这两种方法都要经过两道工序，所以称为二段法。鼓风炉熔炼得到的金属铜杂质含量较高，呈黑色，故称为黑铜。

3)三段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼成黑铜，黑铜在转炉内吹炼成次粗铜，次粗铜再在反射炉中精炼成阳极铜。原料要经过 3 道工序处理才能生产出合格的阳极铜，故称三段法。三段法具有原料综合利用好，产出的烟尘成分简单、容易处理、粗铜品位较高、精炼炉操作较容易、设备生产率也较高等优点，但又有过程较复杂、设备多、投资大且燃料消耗多等优点。因此，我国除规膜较大的企业或需处理某些特殊废渣外，一般的废杂铜处理流程多采用二段法和一段法。

铜的电解提纯：将粗铜（含铜99％）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子（Zn和Fe）。由于这些离子与铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。 这样生产出来的铜板，称为“电解铜”，质量极高，可以用来制作电气产品。

电解精炼铜的纯度可达9995%，是相当纯的铜了。

首先要明确一个知识点

阳极挂的粗铜中除铜外还会有铁、锌等杂质的反应顺序是按照金属活动性顺序的，它的反应是先锌失两个电子，再铁失两个电子，最后是CU失两个电子，比铜活动性差的金属就直接落到阳极，就叫它阳极泥。

所以那么这个过程中电子转移守恒的。

扩展资料：

电解精炼铜原理：

阳极反应：

式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。H2O和SO42－失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。

阴极反应：

在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极的主要反应。

铜矿经常与银矿和金矿伴生。

精炼铜时，这些不活泼的金属就以阳极泥的形式沉淀下来。

具体阳极泥含什么与矿伴生情况有关。

很多情况下阳极泥含有较多的砷（不是说主成分，只是含量很高），有剧毒。