铜知识

铜的基本情况

一、铜与铜工业基本概况 (1)

（一） 铜的自然属性 (1)

（二） 铜及铜产品的分类 (2)

（三）铜的主要用途 (3)

(四)、铜矿资源的储量类型及分布 (10)

（五）、铜的生产流程及主要工艺14一、铜与铜工业基本概况

铜对人类文明历史的重大影响是任何材料所无法比拟的。铜是第一个广泛应用的金属，它的作用如此之大以致人类文明发展史上有两个阶段以它的合金命名：青铜时代和亚青铜时代。如今铜依然是世界上第三个用量最大的金属，仅次于铁、铝。如果没有铜，现代生活将难以想象。

（一） 铜的自然属性

相比于铁和铝，铜是相对稀有的元素，在地壳中含量仅为 0.005％，而铁和铝的含量分别达到5％和8％。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色，表面形成氧化铜膜后，外观呈紫铜色。金属铜，原子序数29，原子量63.54，比重8.9(铝2.7、铁7.9、铅11.3，金19.3)，熔点1083℃(铅327、铝660、铁1536)。元素符号Cu，是其拉丁名称cuprum的缩写。

铜具有许多可贵的物理化学特性。最主要的一点是其电导率远高于其他基础金属及铁，只有银超过它。同样，其热导率亦大大超过除银之外的其他金属。 通常铜具有很强的耐腐蚀性，几千年来其在建筑和雕塑上的应用足以证明这一点。铜在空气中暴露一段时间，经过氧化，表面会形成淡绿色铜膜，一旦薄膜形成，对内部金属将起到永久性保护作用。铜具有抗有机酸及碱(氨水除外)的特性，因此可以埋入地下或浸入水中而不受腐蚀。

此外，铜的抗张强度大，易熔接；具有极好的可塑性和延展性，易于铸造、辗轧、挤压，甚至拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。铜能与许多金属形成具有各种特性及广泛用途的合金。它有良好的电反应特性，不具磁性。最后一点，它的色彩丰富，无论是纯铜还是合金，均适合在建筑、艺术及装饰上应用。

金属的电导率及热导率（铜=100）

（二） 铜及铜产品的分类

⒈按自然界中存在形态分类

从铜的存在形式看，自然界中存在纯度很高的自然铜，但这部分储量极少；铜一般以化合物的形式存在，其中硫化铜矿最多，世界上 80％以上的铜是从硫化铜提炼出来的，另外为数不多的铜矿是氧化铜矿。 在自然界里，铜一般与其他元素化合，以矿石的形式出现。最常见的铜矿是黄铜矿，一种铜与铁的硫化物，矿石中三种元素的重量含量大致相同。世界上大约50％的铜矿以这种形式存在。斑铜矿、辉铜矿是另两类主要的硫化铜。当矿化铜暴露在地球表面的氧化环境中，硫化铜开始不稳定，逐渐被氧化并最后分解，在原硫化铜表面形成一富集铜的层面，这样铜含量较最初的铜矿显著提高。硫化铜表面部分或全部氧化形成深色的氧化物或硅酸盐，主要有孔雀石、蓝铜矿和硅孔雀石。这几类矿石属于氧化铜矿，其铜含量较硫化铜矿高，但在自然界中储量不多。此外，铜以极少量的自然铜形式存在，其铜含量在99％以上。

⒉ 按生产过程分类

铜精矿：冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。

粗铜：铜精矿冶炼后的产品，含铜量在95％--98％。

精铜：火炼或电解之后含量达99％以上的铜。火炼可得99％--99.9％的纯铜，电解可以使铜的纯度达到99.95％--99.99％。

⒊ 按主要合金成分分类

青铜：铜锡合金，锡含量一般为3％--6％，青铜较铜更硬更坚固，若加入少量的磷能使合金更具有弹性。

黄铜：铜锌合金，目前通常加入少量(低于5％)的其他合金金属以形成不同的特性。根据锌含量将黄铜分为两类：(1)锌含量小于37％的，适合用于低温环境；(2)锌含量高于37％的，延展性更好，适用于高温。加入铅可提高其机械性能；加入锰、铁、铝可提高强度及耐腐蚀性。

白铜：铜镍合金，具有优越的耐蚀性、耐热性及良好的加工性及银辉色泽。近年来利用其他元素开发了许多新合金。铜中加入镉可以提高强度尽管稍微降低了电导率；添加铍，有时还加镍和钻，可以大大提高强度和硬度；铜铬合金是最广泛应用的高强度、高导电率材料，通常还加入锆和镁。

⒋ 按加工产品形态分类

铜加厂材品种繁多，形态各异，一般分为：板材(plate)、带材(strip)、排材(row)、管材(rube)、棒材(bar)、箔材(sheet)、线材(wire)、掣材(section)、铜盘条(copper wire rods)等。

（三）铜的主要用途

人类应用铜己有数千年的历史。墓葬考古发现，早在6000年前的史前时期，埃及人就使用铜器。铜是人类祖先最早应用的金属。它具有许多优异的特性和奇妙的功能，不但为人类社会的进步作出了不可磨灭的贡献；而且随着人类文明的发展不断开发出新的用途。铜既是一个古老的金属，又是一个充满生机和活力的现代工程材料。当前人类步入了丰富多彩的，以电气化和电子信息为特征的、高度文明的社会，为铜的应用开辟了更为广阔的大地。铜以品种繁多的金属、合金和化合物的形式被人们利用，业已深深地渗入了生产和生活的各个方面，成为人类跨入21世纪取得飞速发展的一个不可缺少的重要金属。 铜具有优良的导电和导热性，居所有工程金属材料之冠，这是它在当前电气化和电子信息社会中产生举足轻重作用的主要依据。铜还有许多优异的综合性能：它对大气、海水、土壤以及许多化学介质有很强的耐蚀性；它用在结构上刚柔并济，富有弹性，耐摩擦，抗磨损；它具有多彩的外观，是人们钟爱的、古朴典雅的象征。除了上述众多的使用性能外，它还有一系列良好的加工、铸造、焊接、易切削等工艺性能，从而使它获得了经济和广泛的应用。

全球铜在各个建设部门中应用的分配情况则是如下情况

房屋建设占48%

包括：管道系统（水，热，气，防火喷淋等）

房屋设施（空调，冰箱等）

建筑装修（屋顶，流槽，装饰等）

通讯线路（声、像、数据等）

电源系统

装备生产占 41%

包括：工业装备（电机，变压器等）

交通工具（汽车，铁路，飞机等）

电子器件

轻工业品（家用电器，仪表，工具等）

基本设施占11%

包括：大型工程（交通设施，石化工业，采冶工业等）

电力事业（输电，配电等）

通信网络

值得注意的是，房屋建设与人们生产水平的提高直接相关，铜在这方面的应用占有最大的比重；特别是我国将住宅建设作为拉动整个国民经济发展的一个重要环节。

下面介绍一下铜在各行业的主要用途。

⒈ 电气工业中的应用

⑴ 电力输送

电力输送中需要大量消耗高导电性的铜，主要用于变压器、开关、接插元件和联接器等。

我国在过去一段时间内，由于铜供不应求，考虑到铝的比重只有铜的 30％，在希望减轻重量的架空高压输电线路中曾采取以铝代铜的措施。目前从环境保护考虑，空中输电线将转为铺设地下电缆。在这种情况下，铝与铜相比，存在导电性差和电缆尺寸较大的缺点，而相形见绌。

⑵ 电机制造

在电机制造中，广泛使用高导电和高强度的铜合金。主要用铜部位是定子、转子和轴头等。电机是使用电能的大户，约占全部电能供应的60%。一台电机运转累计电费很高，增大铜线截面是发展高效电机的一个关键措施。近年来己率先开发出来的一些高效电机与传统电机相比，铜绕组的使用量增加25～100%。

⑶ 通讯电缆

80年代以来，由于光纤电缆载流容量大等优点，在通讯干线上不断取代铜电缆，而迅速推广应用。但是把电能转化为光能，以及输入用户的线路仍需使用大量的铜。随着通讯事业的发展，人们对通讯的依赖越来越大，对光纤电缆和铜电线的需求都会不断增加。

⑷ 住宅电气线路

近年来，随着我国人民生活水平提高，家电迅速普及，住宅用电负荷增长很快。如图一所示，1987年居民用电量为 269.6亿度（ l度=1千瓦.小时），10后年的 1996年猛升到 1131亿度，增加 3.2倍。尽管如此，与发达国家相比仍有很大差距。例如，1995年美国的人均用电量是我国的14.6倍，日本是我国的8.6倍。我国居民用电量今后仍有很大发展。预计从 1996年到2005年，还要增长l．4倍。

2.建筑和艺术用铜

⑴ 管道系统

由于铜水管具有美观耐用、安装方便、安全防火、卫生保健等诸多优点，使它与镀锌钢管和塑料管相比存在明显优越的性能价格比。在住宅和公用建筑中，用于供水、供热、供气以及防火喷淋系统，日益受到人们的青睐，成为当前的首选材料。在发达国家中，铜制供水系统己占很大比重。

⑵ 房屋装修

在欧洲采用铜板制作屋顶和漏檐已有传统。北欧国家中甚至用它作墙面装饰。铜耐大气腐蚀性能很好、经久耐用、可以回收，它有良好的加工性，可以方便地制作成复杂的形状，而且它还有美观的色彩；因而很适合于用做房屋装修。它在教堂等古建筑物屋顶上的应用己有悠久历史，至今仍发出诱人的光彩；而且在现代大型建筑甚至公寓和住宅建设上的应用也越来越多。

⑶ 塑像和工艺品

世界上没有哪一种金属，能够像铜那样广泛应用于制造各种工艺品，从古至今，经久不衰。今天城市建设中，各种纪念物、铸钟、宝鼎、雕像、佛像、仿古制品等等，大量使用铸造铜合金。现代乐器，如长笛使用白铜制成，萨克斯管用的是黄铜材料。各种精美的艺术品，价廉物美的镀金以及仿金、仿银首饰也都需要使用各种成分的铜合金。

⑷ 钱币

自从人类祖先使用钱币进行交易以来，就用铜和铜合金来制造钱币，历代相传，沿袭至今。随着现代自动投币电话、乘车和购物等利民活动的发展，造币用铜量有增无减。

⒊ 电子工业中的应用

电子工业是新兴产业，在它蒸蒸日上的发展过程中，不断开发出铜的新产品和新的应用领域。目前它的应用己从电真空器件和印刷电路，发展到微电子和半导体集成电路中。

⑴ 电真空器件

电真空器件主要是高频和超高频发射管、波导管、磁控管等，它们需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。

⑵ 印刷电路

铜印刷电路，是把铜箔作为表面，粘贴在作为支撑的塑料板上，因而得到广泛应用，需要消费大量的铜箔。此外，在电路的连接中还需用各种价格低廉、熔点低、流动性好的铜基钎焊材料。

⑶ 集成电路

微电子技术的核心是集成电路。集成电路是指以半导体晶体材料为基片（芯片），若用铜的新型微芯片，可以获得30%的效能增益，电路的线尺寸可以减小到0.12微米，可使在单个芯片上集成的晶体管

数目达到200万个。这就为古老的金属铜在半导体集成电路这个最新技术领域中的应用，开创了新局面。

⑷ 引线框架

引线框架材料占集成电路总成本的1/3--l/4，而且用量很大；因此，必须要有低的成本。铜合金价格低廉，有高的强度、导电性和导热性，加工性能、钎焊性和优良的耐蚀性，能够较好地满足引线框架的性能要求，己成为引线框架的一个重要材料。它是目前铜在微电子器件中用量最多的一种材料。

⒋ 能源及石化工业中的应用

⑴ 能源工业

火力及原子能发电都要依靠蒸气作功。 其间主冷凝器由管板和冷凝管组成。由于铜导热性好并能抗水的腐蚀，所以它们均使用铜制造。根据资料介绍，每万千瓦装机容量需要5吨冷凝管。一个60万千瓦的发电厂就需要300吨冷凝管材。另外太阳能的利用也要使用许多铜管。

⑵ 石化工业

铜和许多铜合金，均有良好的耐蚀性；因而，在石化工业中大量用于制造接触腐蚀性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门等器件。还利用它的导热性，制造各种蒸发器、热交换器和冷凝器。由于铜的塑性很好，特别适合于制造现代化工工业中结构错综复杂、铜管交叉编制的热交换器。

⑶ 海洋工业

铜不但耐海水腐蚀，而且溶入水中的铜离子有杀菌作用，可以防止海洋生物污损。因而，铜和铜合金是海洋工业中十分重要的材料，业已在海水淡化工厂、海洋采油采气平台、以及其它海岸和海底设施中广泛应用。

⒌ 交通工业中的应用

⑴ 船舶

由于良好的耐海水腐蚀性能，许多铜合金，己成为造船的标准材料。一般在军舰和商船的自重中，铜和铜合金占2--3％。军舰和大部分大型商船的螺旋浆都用铝青铜或黄铜制造。大船的螺旋浆每支重 20--25吨。

⑵ 汽车

汽车用铜每辆10--20公斤，随汽车类型和大小而异，对于小轿车约占自重的6-9%。铜和铜合金主要用于散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电和电力系统、垫圈以及各种接头、配件和饰件等。其中用铜量比较大的是散热器。此外，近年来为了环保，大力推广和发展电动汽车，每辆汽车的用铜量将成倍增加。

⑶ 铁路

铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大。每公里的架空导线需用2 吨以上的异型铜线。此外，列

车上的电机、整流器、以及控制、制动、电气和信号系统等都要依靠铜和铜合金来工作。

⑷ 飞机

飞机的航行也离不开铜。例如：飞机中的配线、液压、冷却和气动系统需使用铜材，轴承保持器和起落架轴承采用铝青铜管材，导航仪表应用抗磁铜合金，众多仪表中使用铜弹性元件等等。

⒍ 机械和冶金工业中的应用

⑴ 机械工程

几乎在所有的机器中都可以找到铜制品部件。除了电机、电路、油压系统、气压系统和控制系统中大量用铜以外，种类繁多用黄铜和青铜制造的传动件和固定件，如齿轮、涡轮、涡杆、联结件、紧固件、扭拧件、镙钉、镙母等，比比皆是。许多弹性元件，几乎都选用硅青铜和锡青铜作为材料。焊接工具、压铸模具等更离不开铜合金，如此等等。

⑵ 冶金设备

冶金工业的连续铸造技术已占据主导地位，其中的关键部件如结晶器，大都采用铬铜、银铜等高强度和高导热性的铜合金。电冶金中的真空电弧炉和电渣炉水冷坩埚使用铜管材制造，各种感应加热的感应线圈都是用铜管或异型铜管绕制而成，内中通水冷却。

⑶ 合金添加剂

铜是钢铁和铝等合金中的重要添加元素。少量铜（0.2--0.5%）加入低合金结构用钢中，可以提高钢的强度及耐大气和海洋腐蚀性能。在耐蚀铸铁和不锈钢中加入铜，可以进一步提高它们的耐蚀性。含铜30%左右的高镍合金是著名的高强度耐蚀“蒙乃尔合金”，在核工业中广泛使用。

⒎ 轻工业中的应用

轻工业产品与人民生活密切相关。由于铜具有良好综合性能，到处可以看到它大显身手的踪影。现仅举数例如下：

⑴ 空调器和冷冻机

空调器和冷冻机的控温作用，主要通过采用高导热性能的异型铜管热交换器的蒸发及冷凝作用来实现。利用铜的良好加工性能，用于制造空调器、冷冻机、化工设备等装置中的热交换器，可使新型热交换器的总热传导系数提高到用普通管的2--3倍。

⑵ 钟表

目前生产的钟表，计时器和有钟表机构的装置，其中大部分的工作部件都用“钟表黄铜”制造。

⑶ 造纸

造纸工艺复杂，应用很多机器，包括冷却器、蒸发器、打浆器、造纸机等等。其中许多部件，大部分都用铜合金制作。

⑷ 印刷

印刷中用铜版进行照相制版。 在自动排字机上，要通过黄铜字型块的编排，来制造版型，这是铜在印刷中的另一个重要用途。字型块通常用的是含铅黄铜，有时也用铜或青铜。

⑸ 酿酒

在世界的啤酒酿造中，铜起重要作用。经常用铜作麦芽桶和发酵罐的内衬。在发酵缸中，为了降温，常用铜管通水冷却。还用铜管通水蒸汽在酿造啤酒时进行加热，以及用铜管输送酒液等。

⑹ 医药

制药工业中，各类蒸、煮、真空装置等都用纯铜制作。在医疗器械中则 广泛使用锌白铜。铜合金还是眼镜架的常用材料等等。

⒏ 高科技上的应用

铜在新兴产业以及高科技领域中也发挥重要作用。

⑴ 计算机

其集成电路芯片要通过铜和铜合金组成的引线框架和印刷电路才能进行工作。

⑵ 超导和低温

超导合金的应用离不开铜。铜在低温下仍有良好韧塑性，是低温工程中不可少的材料。

⑶ 航天技术

除了微电子控制系统和仪器、仪表设备以外，许多关键性的部件也用到铜和铜合金。

⑷ 高能物理

可用铜作绕组，构筑出长距离的强磁场通道。此外，在受控热核反应装置中也有类似结构。

⒐ 铜化合物的应用

铜的化合物，主要有：硫酸铜（五水、一水和无水）、醋酸铜、氧化铜和氧化亚铜、氯化铜和氯化亚铜、氯氧化铜、硝酸铜、氰化铜、脂肪酸铜、环烷酸铜等，在农牧业、工业和医疗卫生等各个领域都有广泛应用。其中应用最广的是硫酸铜。

人类应用铜化合物的历史可以追溯到五千多年前，墓葬中发现古埃及人已使用硫酸铜做染色时的媒染剂，一直沿用至今。根据统计，目前世界上生产硫酸铜的厂超过一百家，世界年消费量约20万吨，估计其中3/4用于农牧业，主要用作杀菌剂。

⑴ 在农牧业中的应用

铜的化合物是消除病虫害的有效杀菌农药，可以控制所有霉菌或真菌引起的病害。除直接采用硫酸铜泡种子外，在果园和农田中经常使用的是一些铜盐混合液。

⑵ 在工业上的应用

铜化合物在工业上的应用很广，几乎每一行业都或多或少地用到它，铜的化合物有兰、绿、红、黑等彩色，可以用做玻璃、陶瓷、水泥、搪瓷的着色剂。硫酸铜是印染工艺中常用的媒染剂，以提高光泽的持久性和耐洗性。添加铜化合物的油漆有抗海水生物污损的作用。铜的一些有机化合物是有效的防腐剂，用于纸浆、木材、木制品和帆布等织物的防腐。

⑶ 在人体保健上的应用

铜是人体健康不可缺少的微量营养素，对于血液、中枢神经和免疫系统，头发、皮肤和骨骼组织以及脑、肝、心等内脏的发育和功能有重要影响。铜主要从日常饮食中摄入。

(四)、铜矿资源的储量类型及分布

目前已探明的世界铜矿资源约为3.5--5.7亿吨，从地区分布看，全球铜蕴藏量最丰富的地区共有五个：(1)南美洲秘鲁和智利境内的安第斯山脉西麓；(2)美国西部的洛杉矶和大坪谷地区；(3)非洲的刚果和赞比亚；(4)哈萨克斯坦共和国；(5)加拿大东部和中部。从国家分布看，世界铜资源主要集中在智利、美国、赞比亚、独联体和秘鲁等国。其中，智利是世界上铜资源最丰富的国家，探明铜金属储量达1.5亿吨，占世界储量的l/4；美国铜金属探明储量9100万吨，居世界第二；赞比亚和中国的铜储量分别居世界第三、第四位。全球矿产品平均品位为1％，其中南美和非洲的铜矿品位较高，智利为1.5％，赞比业为3％。

⒈ 世界铜矿床主要类型、特征及其分布

世界铜成矿类型多样，按其地质工业类型可分为：斑岩型、砂页岩型、铜镍硫化物型、黄铁矿型、铜—铀—金型、自然铜型、脉型、碳酸岩型、矽卡岩型。其中重要的是前四类，它们占世界铜总储量的96％左右。各主要产铜国的资源多集中在这四个类型中，如智利、秘 鲁、巴拿马、墨西哥、菲律宾、巴布亚新几内亚的铜矿床主要是斑岩型；赞比业、扎伊尔、波兰的铜矿床主要是砂页岩型；美国的铜矿床

主要是斑岩型和砂页岩型；加拿大以斑岩型、铜镍硫化物型和黄铁矿型为主；前苏联则是四种类型均有，属多类型。因此，这几大类型便成了世界上最重要的勘查和开采类型，尤其是斑岩型和砂页岩型，分别占世界总储量的55％和29％，已知的许多超大型矿床多来自这两个类型。据初步统计，世界铜金属储量超过500万吨的超大型矿床有60多个，其中斑岩型38个，占总数的63％；砂页岩型15个，占总数的25％；两者合计占世界超大型铜矿床个数和储量均为88％。

世界铜金属储量超过500万吨的超大型铜矿

资料来源：《国外矿产资源》1996

2001年世界主要铜资源国储量(万吨)

资料来源：《中国铜业》 注： 储量基础是当前技术经济条件下可经济利用的地下埋藏量。

储量是储量基础中扣除各种损失后可以经济采出的部分。

自然界各种类型铜矿并非单独存在，如斑岩往往与脉型和矽岩型相伴生，砂页岩型也与自然铜型伴生，黄铁矿型往往与铜镍硫化物型产生在同一个地质单元内。

⑴ 斑岩型铜矿

斑岩型铜矿是一种储量大、品位低、可用大规模机械化露采的矿床，矿石储量往往高达几亿吨，铜品位常常小于l％，是世界上重要的铜矿工业类型之一，目前占世界铜总储量一半以上。世界上两个最大的矿床(智利的丘基卡马塔和埃尔物尼恩特)均属于斑岩型，铜总储量分别达6935万吨和6776万吨。

⑵ 砂页岩型铜矿

砂页岩型铜矿是泛指不同时代沉积岩中的层控铜矿，矿床产在一套沉积岩或沉积变质岩中，它是世界上铜矿主要工业类型之一，占世界铜储量30％左右。矿床以规模大，品位高，伴生组份丰富为特点，经济价值巨大。

⑶ 黄铁矿型铜矿

黄铁矿型铜矿是指与海底火山作用有一定联系的含大量黄铁矿和—定数量铜、铅、锌的矿床，西方多称该类矿床为“块状硫化物矿床”。它也是铜矿床主要工业类型之一，当前占世界铜总储量的8.8％，

占前苏联总储量的21.2％。该类矿床特点是铜品位较高，平均为0.85％--2.0％左右，有的高达l0％以上。

⑷ 铜一镍硫化物型铜矿

铜一镍硫化物型也是铜矿主要工业类型之一。虽然仅占世界铜总储量的3.1％，但在前苏联这种类型所占铜总储量的比重达30.6％。

⑸ 其他类型铜矿

除上述几类外，还有脉型、自然铜型、碳酸岩型、矽卡岩型等，它们仅占世界铜总储量的3.6％。但是对不同的国家来说，这些类型也许是重要的。如矽卡岩型对我国来说就是一个非常重要的工业类型，占我国铜总储量的28％。

⒉ 中国铜矿资源状况

我国已查明的铜矿产地，除天津、重庆以外的所有省、市、自治区均有不同程度的分布。据国土资源部矿产资源储量司1999年公布的有储量的矿区共915处，截至1997年累计探明铜储量(铜金属量，下同)7372.52万吨。以1997年的储量来计算，我国的铜储量占同年世界储量基础的12.1％，居智利、美国和赞比亚之后，列世界第4位。截至1998年底保有储量6307．24万吨，其中工业储量2674.79万吨，占铜总储量的42.4％。储量居前五位的地区依次是：江西(1265.59万吨)、西藏(952.49万吨)、云南(692.76万吨)、甘肃(402.55万吨)、安徽(346.14万吨)，五省区合计储量占全国铜总储量的58％。储量在150—340万吨的省区依次是内蒙古、山西、湖北、黑龙江、四川、新疆、青海、广东。

我国铜矿资源具有以下特点：

⑴ 矿产分布相对集中。探明的储量在地域分布上相对集中于江西、西藏、云南、甘肃、安徽五省区，且在一个省区内的分布也较为集中。如江西的铜矿主要分布于赣东北德兴地区，占全省铜储量的73％；西藏的铜矿集中在藏东地区，其中江达玉龙地区的铜储量占68％。铜矿储量的矿床类型分布也很集中，中国铜矿有l0大类型，但储量主要分布在斑岩型和矽卡岩型。斑岩型占45.5％，矽卡岩型占30％。

⑵ 超大型、大型矿床少，中小型矿床多。全球现探明储量超过500万吨的超大型铜矿有60个，中国只有江西德兴铜矿床(524万吨)和西藏玉龙矿床(650万吨)两个铜矿，且排位居后。我国大型铜矿(铜储量>50万吨)在已勘查的矿产地中仅占3％，中小型矿床占96％以上。

⑶ 贫矿多、富矿少；综合矿多，单一矿少。我国铜矿石的平均品位为0.87％，品位大于l％的富铜矿保有储量2196.41万吨，仅占总保有储量的35.2％。大型铜矿品位高于1％的仅占13.2％。与世界著名铜矿产出国相比，我国铜矿的矿石质量较差，多为综合性矿床，伴生组分多，已探明的900多处矿床70％以上是综合矿床。

⑷ 坑采矿多、露采矿少。目前国营大中型铜矿山多数是地下采矿，适合露天开采的矿床很少。仅有

白银厂矿的火焰山及江西德兴铜厂、永平、湖北铜录山、铜山口、四川拉拉铜矿等少数矿床。日前我国铜矿保有工业储量占世界储量基础的4.75％，居世界第7位，但人均拥有量低于世界平均水平，属绝对数量尚占优势，相对数量不足的矿产，对经济发展的支撑能力较低。若考虑到探明矿产储量的质量和开发利用技术经济因素，则我国铜矿资源的世界地位还将减弱。整体而言，我国属于铜缺乏国家。

我国铜矿床分布

资料来源：《中国铜业》

（五）、铜的生产流程及主要工艺

欧洲在公元前二十世纪中期已采用硫化铜矿炼铜，到公元初期的罗马帝国即已普及。16世纪阿里科拉(G.Arricola)在《冶金论》一书中叙述了铜的熔炼和精炼工艺。17世纪末，美国人赖特(D.Wright)用反射炉炼铜，产出锍(冰铜)。1880年开始用转炉吹炼锍，这是炼铜技术的重大进步。铜电解精炼技术也在此阶段发明。

铜冶金技术的发展是个漫长的过程,目前冶炼方法主要有火法冶炼与湿法冶炼，前者多用于硫化矿的冶炼，后者一般用于氧化矿的冶炼。

⒈ 阴极铜火法冶炼过程

火法冶炼主要分采矿、选矿、熔炼、电解等步骤。

采矿就是将矿石与废石分离的过程。分离后的矿石运往选矿厂进行选矿。

选矿就是将采矿得到的矿石进行破碎、筛选获得品位较高的铜精矿的过程，包括破碎、浮选、分离、浓缩、脱水等步骤。矿石经过旋回破碎机、中细碎圆锥破碎机进行三级破碎后变成细颗粒状，再经球磨机碾磨成粉状进入浮选池。浮选池内加入药剂，经浮选机不断搅拌，金属吸附在搅拌后形成的泡沫上，泡沫悬浮在池的表面，金属随泡沫流入浮选池边上的槽内得到分离。分离后的矿浆经浓缩和过滤相结合的脱水手段，最后形成铜精矿。通过此过程，含铜量可由原矿的0.5％提高到30％(在干燥状态下)。

熔炼就是将铜精矿冶炼成合格的阳极铜，包括预干燥、闪速熔炼、转炉吹炼、阳极炉精炼及阳极浇铸等工序。

经过预干燥，矿的水分降至13％以下；干燥后，矿的水分降至3％以下。经闪速炉熔炼后的产物称“冰铜”，液体状，铜含量50％--75％，与硫混合。“冰铜”经转炉吹炼后的产物是“粗铜”，铜含量98.5％左右。粗铜再经阳极炉精炼并经过圆盘浇铸机浇铸，即形成阳极铜。阳极铜外型与阴极铜相似，但表面缺少光泽，厚度一般为阴极铜的2—3倍，是下一道工序电解中的阳极。

电解就是利用氧化-还原反应原理，阳极的铜电解进入电解液成为Cu离子，Cu离子带正电，流向阴极，在阴极富集，还原为金属铜，吸附在阴极上，阴极铜的纯度高于阳极。一般经过12天(阴极的反应周期)的电解反应，阴极上的铜就是所谓的“阴极铜”。阳极的反应周期24天。刚出炉的阴极铜呈砖红色，表面平整而光亮，铜的含量达99.95％以上。而阳极铜含多种其他元素，经电解后，这些元素在阳极沉淀下来，成为“阳极泥”。阳极泥再经处理可以得到金、银、粗硒和精碲等副产品。

电解的阴极，又称“始极片”，由专门的加工厂生产。始极片有三种：①由阴极铜制成，这种始极片电解后成为阴极铜的一部分；②钛板；③不锈钢板。后两种可以重复使用，又称“永久阴极”。

⒉ 火法冶炼的主要工艺

20世纪70年代以前，火法冶炼普遍采用的炼铜设备是鼓风炉、反射炉和电炉。这几种工艺的共同缺点是能耗高、硫利用率低和污染环境。由于全球性的能源和环境问题突出，促使铜冶金技术从80年代起获得飞速发展。传统的冶炼方法逐渐被淘汰，随之兴起的是以闪速熔炼和熔池熔炼为代表的强化冶炼技术，其中最重要的突破是氧气的广泛应用。

⑴ 闪速熔炼

包括国际镍公司闪速炉、奥托昆普闪速炉和旋涡顶吹熔炼3种。

奥托昆普闪速炉自1949年在芬兰Harjavalta冶炼厂投产以来，至今已投产42座。用此法生产的粗铜约占世界粗铜产量的45％左右，居各熔炼方法之首。该法特点是：熔炼速度高、能耗低、可连续而稳定地产出适宜于制酸的高浓度S02烟气，冰铜品位可达60％～70％等。 高铜炉渣(含Cu达2.5％)经浮选后可降到0.3％～0.5％。

⑵ 熔池熔炼

包括特尼恩特炼铜法、三菱法、瓦纽柯夫炼钢法、艾萨熔炼法、诺兰达法、顶吹旋转转炉法(TBRC)、白银炼铜法、水口山炼铜法(富氧底吹熔池熔炼)等8种。

⑶ 湿法冶炼过程

由于铜矿石品位不断下降，难处理的复杂矿增加等原因，人们对湿法冶炼越来越重视。溶剂萃取电积法(SX—EW)提取铜的技术已在美国、智利、赞比亚、秘鲁、澳大利亚和墨西哥等地推广应用，大大提高了铜的回收率并降低了生产成本。现代湿法炼铜技术有硫酸化焙烧--浸出--电积，浸出--萃取--电积、细菌浸出法等，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。湿法冶炼的工序可简单地分为三个步骤：浸出、萃取、电解。

①浸出：就是将矿石中铜元素以离子形式分离出来的过程。

用于浸出的矿石也许是较深的矿床(就地浸出)，但这种情况很少。比较普遍的是采取堆浸的方式，浸出的对象是低品位矿石或采矿场筛选下来的废石矿，就在其堆积的地方进行处理。矿石的处理有多种

选择：可以通过破碎以使铜的回收最大化；可以堆放在大槽内(槽浸)；对于高品位的氧化矿，可以与硫酸混合在罐中搅拌(搅动浸出)。对于氧化矿，浸出的周期为几天，而对于硫化矿则需几个月甚至几年。铜的浸出率硫化矿是50％～80％，氧化矿可达90％。浸出的铜离子达到规定浓度时的堆浸液称“原液”，“原液”可通过管道输送至萃取车间。

②萃取：就是铜离子的富集过程。

原液通过管道进入萃取车间，在原液中添加萃取剂(260号溶剂，磺化酶)不断搅拌。萃取过程就是Cu离子的富集过程，利用溶剂、溶液的分层原理，经过一级萃取、二级萃取和反萃取(反萃液的成分是CuSO4)，使Cu离子达到更高浓度。—级萃取、二级萃取时，Cu离子与萃取剂在上层，水项在下层，水项流入边槽；反萃取时，Cu离子与反萃液在下层，萃取液在上层，Cu离子与反萃液流入边槽得到分离，进入电解阶段。

③电解

萃取后的产物是一定浓度的CuSO4溶液，由管道输入电解车间，成为电解液。电解的阴极是永久阴极，由不锈钢板制成，阳极则是铅板。电解周期7--10天。时间长些，则铜板厚些。湿法冶炼生产的阴极铜每块重量约40公斤，大大低于火法冶炼的阴极铜，湿法冶炼铜质量品质可达到99.997％。由于生产过程中形成堆浸液-萃取液闭路循环、原液闭路循环、反萃液-电解液闭路循环，污水不外排，符合环保要求。

湿法炼铜给铜工业带来的影响表现在以下几个方面：可以处理低品位铜矿；降低生产成本；投资费用低，建设周期短；没有环境污染问题；生产规模可大可小。