銅的基本知識(shí)
銅是人類最早使用的金屬。早在史前時(shí)期，人們就開(kāi)始挖掘露天銅礦，用獲得的銅制作武器、工具等器皿。銅的使用對(duì)早期人類文明的進(jìn)步產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。銅是一種存在于地殼和海洋中的金屬。地殼中銅的含量約為0.01%，在某些銅礦床中，銅的含量可達(dá)3-5%。自然界中的銅大多以化合物的形式存在，即銅礦石。銅礦物與其他礦物聚合形成銅礦石，開(kāi)采的銅礦石被精選成含銅量高的銅精礦。 
一.性能
銅具有良好的物理和化學(xué)性質(zhì)，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性和延展性。導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。純銅僅次于銀，可以拉成很細(xì)的銅線，做成很薄的銅箔。純銅的新鮮斷面呈玫瑰紅色，但表面形成氧化銅膜后，外觀呈紫紅色，故常稱為紫銅。
除了純銅，銅還可以用錫、鋅、鎳金屬化，形成不同特性的合金，即青銅、黃銅、白銅。當(dāng)鋅加入純銅(99.99%)中時(shí)，稱為黃銅。例如，含80%銅和20%鋅的普通黃銅管用于電廠冷凝器和汽車散熱器；加進(jìn)去的鎳叫白銅，剩下的叫青銅。除了鋅和鎳之外，凡是含有其他金屬元素的銅合金都叫青銅，凡是加入的元素都叫青銅。最重要的青銅是錫磷青銅和鈹青銅。如錫青銅在中國(guó)的應(yīng)用歷史悠久，用于鑄造編鐘、鼎、樂(lè)器和祭祀器皿。青銅也可用作軸承、襯套和耐磨零件。與純銅的導(dǎo)電性不同，通過(guò)合金化可以大大提高銅的強(qiáng)度和耐腐蝕性。這些合金有的具有良好的耐磨性和鑄造性能，有的則具有良好的機(jī)械性能和耐腐蝕性。
二、用途
由于上述優(yōu)良的性能，銅在工業(yè)上被廣泛使用。包括電氣工業(yè)、機(jī)械制造、運(yùn)輸、建筑等。目前，在電氣和電子工業(yè)領(lǐng)域，銅主要用于制造電線、通信電纜和其他成品，如電機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、電子儀器和儀表等。，約占工業(yè)總需求的一半。銅及銅合金在計(jì)算機(jī)芯片、集成電路、晶體管、印刷電路板等設(shè)備和器件中發(fā)揮著重要作用。例如，具有高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的鉻鋯銅合金用于晶體管引線。最近，國(guó)際知名計(jì)算機(jī)公司IBM在硅片中采用銅代替鋁，這標(biāo)志著半導(dǎo)體技術(shù)中最古老的金屬應(yīng)用取得了最新突破。
上世紀(jì)80年代中期，美國(guó)、日本和西歐國(guó)家的精銅消費(fèi)中，電氣行業(yè)所占比重最大，中國(guó)也不例外。然而，20世紀(jì)90年代后，建筑行業(yè)管道的海外銅消費(fèi)量大幅增加，成為國(guó)外最大的銅消費(fèi)國(guó)?？偛课挥诩~約的銅開(kāi)發(fā)協(xié)會(huì)(CDA)發(fā)表的報(bào)告顯示，1997年，建筑業(yè)仍是美國(guó)最大的銅產(chǎn)品最終用途市場(chǎng)。銅的抗腐蝕性在建筑業(yè)中常被用來(lái)制造水管、屋頂和其他給排水設(shè)施。此外，它還因其美觀而被用于建筑裝飾。建筑業(yè)用銅占美國(guó)銅制品總消費(fèi)量的第一位。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，銅的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，銅在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、超導(dǎo)和環(huán)境等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。例如，當(dāng)聚氨酯泡沫含有銅或氧化銅時(shí)，它可以大大減少這種塑料燃燒時(shí)釋放的致命有毒氣體——氰化氫(HCN)。大量研究資料證明，銅的殺菌作用能有效減少肺炎病菌的傳播，抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，保持飲用水的清潔。因此，未來(lái)銅管在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展前景將非常廣闊。
三。銅的儲(chǔ)量
世界上有豐富的銅資源。據(jù)美國(guó)礦務(wù)局1995年統(tǒng)計(jì)，世界銅儲(chǔ)量為3.1億噸，儲(chǔ)量基數(shù)為5.9億噸。銅儲(chǔ)量最大的國(guó)家是智利和美國(guó)，分別占世界儲(chǔ)量基數(shù)的23.7%和15.3%，其次是波蘭、贊比亞、俄羅斯、扎伊爾、秘魯、加拿大和澳大利亞。
世界上有九種工業(yè)類型的銅礦床:斑巖型、砂頁(yè)巖型、銅鎳硫化物型、黃鐵礦型、銅鈾金型、自然銅型、脈型、碳酸鹽型和矽卡巖型。最主要的是前四種類型，占世界銅總儲(chǔ)量的96%，其中斑巖型和砂頁(yè)巖型分別占55%和29%。全球銅儲(chǔ)量超過(guò)500萬(wàn)噸的巨型銅礦約有60個(gè)，斑巖礦38個(gè)，頁(yè)巖礦15個(gè)，占巨型銅礦的88%。
中國(guó)可開(kāi)采的銅精礦資源很少。目前主要的銅礦有江西德興銅礦、西藏玉龍銅礦、玉龍銅礦和新疆新發(fā)現(xiàn)的阿舍勒銅礦。
四。銅的熔煉過(guò)程
從銅礦中開(kāi)采的銅礦石被精選成銅精礦或高銅品位的銅礦石，銅精礦需要冶煉委托成為精銅和銅產(chǎn)品。
目前，世界上主要有兩種煉銅方法:火法冶金和濕法冶金(SX-EX)。
1.火法
陰極銅，即電解銅，通過(guò)熔煉和電解精煉生產(chǎn)，一般適用于高品位硫化銅礦。
除銅精礦外，廢銅是煉銅的主要原料之一，包括舊廢銅和新廢銅。舊的廢銅來(lái)自舊的設(shè)備和機(jī)器，廢棄的建筑和地下管道。新銅來(lái)自加工廠廢棄的廢銅(銅材產(chǎn)量比例約50%)。一般來(lái)說(shuō)，廢銅的供應(yīng)是穩(wěn)定的。廢銅分為:裸雜銅:品位在90%以上；黃銅(電線):含銅材料(舊電機(jī)、電路板)；由廢銅和其他類似材料生產(chǎn)的銅也被稱為再生銅。
2.濕法:
一船適合低品位氧化銅，生產(chǎn)出來(lái)的精銅叫電積銅。
3.火法和濕法的特點(diǎn)
比較火法和濕法銅生產(chǎn)工藝，它具有以下特點(diǎn):
(1)后者冶煉設(shè)備較簡(jiǎn)單，但雜質(zhì)含量較高，是前者的有益補(bǔ)充。
(2)后者受礦石品位和類型的限制。
(3)前者的成本約為70-80美分/磅(約1540-1760美元/噸)，后者僅為30-40美分/磅(約660-880美元/噸)。
可見(jiàn)濕法冶煉技術(shù)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，但應(yīng)用范圍有限。不是所有的銅礦都能用這種技術(shù)冶煉。然而，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，近年來(lái)，越來(lái)越多的國(guó)家，包括美國(guó)、智利、加拿大、澳大利亞、墨西哥和秘魯，將這一工藝應(yīng)用于更多的銅冶煉。濕法冶金技術(shù)的提高及其應(yīng)用的普及，降低了銅的生產(chǎn)成本，增加了銅礦的產(chǎn)能，在短時(shí)間內(nèi)增加了社會(huì)資源的供給，造成社會(huì)總供給的相對(duì)過(guò)剩，對(duì)價(jià)格產(chǎn)生拉動(dòng)作用。1997年，銅的期貨價(jià)格從1996年的2600美元/噸的高點(diǎn)跌至1998年11月的1600美元/噸左右，這與濕法冶煉工藝比重的大幅度提高導(dǎo)致低成本銅大量上市有直接關(guān)系。
目前銅的平均生產(chǎn)成本為1400-1600美元/噸(64-73美分/磅)，期貨價(jià)格的下跌是價(jià)格向價(jià)值的合理回歸。隨著其在冶煉過(guò)程中比重的不斷增加，銅的價(jià)格走勢(shì)將越來(lái)越深遠(yuǎn)。據(jù)悉，目前濕法煉銅成本最低僅為20美分/磅(450美元/噸)，最高為77美分/磅(1697.5美元/噸)，平均不到50美分/磅(1100美元/噸)。需要指出的是，1995年，濕法煉銅的平均生產(chǎn)成本僅為39美分/磅。最近，濕法煉銅的平均生產(chǎn)成本有所增加，主要是因?yàn)闈穹ㄒ苯鸸に囈呀?jīng)擴(kuò)展到處理硫化銅礦物。濕法煉銅工藝更適合于處理銅的氧化礦物和貧礦石，但是當(dāng)處理硫化礦物和富礦時(shí)，或者當(dāng)?shù)V山位于寒冷地區(qū)時(shí)，濕法煉銅工藝的生產(chǎn)成本也更高，超過(guò)50美分/磅。
自20世紀(jì)70年代以來(lái)，中國(guó)一直在研究從低品位銅礦中提取銅的技術(shù)。1983年，第一座濕法煉銅廠建成，年產(chǎn)量120噸。近年來(lái)，由于引進(jìn)國(guó)外優(yōu)良的銅萃取劑和發(fā)展當(dāng)?shù)劂~工業(yè)，新建了幾十個(gè)小型濕法冶金廠，規(guī)模從幾百噸到兩千噸不等，但銅的年產(chǎn)量只有1.5萬(wàn)噸，與我國(guó)100萬(wàn)噸的精銅年產(chǎn)量相比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前，中國(guó)銅的生產(chǎn)成本約為18500元人民幣，遠(yuǎn)高于世界平均水平1477美元(67美分)。“九五”期間，國(guó)家計(jì)委和中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司把濕法冶煉項(xiàng)目列為重點(diǎn)科研項(xiàng)目，在大冶的德興銅礦、玉龍銅礦、銅綠山銅礦建設(shè)了幾個(gè)示范廠。經(jīng)過(guò)幾年的努力，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末，我國(guó)濕法技術(shù)將會(huì)有一個(gè)大的發(fā)展，年產(chǎn)能估計(jì)達(dá)到5萬(wàn)噸以上。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1980年，濕法冶金精煉銅產(chǎn)量占世界精煉銅產(chǎn)量的2.5%，1994年提高到10%，1997年提高到18%。預(yù)計(jì)濕法冶金生產(chǎn)銅的比例最終將提高到25-35%。