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銅的基本知識(shí)介紹

銅是人類早使用的金屬。早在史前時(shí)代,人們就開始采掘露天銅礦,并用獲取的銅制造武器、式具和其他器皿，銅的使用對(duì)早期人類文明的進(jìn)步影響深遠(yuǎn)。銅是一種存在于地殼和海洋中的金屬。銅在地殼中的含量約為0.01％，在個(gè)別銅礦床中，銅的含量可以達(dá)到3－5％。自然界中的銅，多數(shù)以化合物即銅礦物存在。銅礦物與其他礦物聚合成銅礦石，開采出來的銅礦石，經(jīng)過選礦而成為含銅品位較高的銅精礦.

    一、性能

    銅具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性和延展性等物理化學(xué)特性。導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能僅次于銀，純銅可拉成很細(xì)的銅絲，制成很薄的銅箔。純銅的新鮮斷面是玫瑰紅色的,但表面形成氧化銅膜后,外觀呈紫紅色,故常稱紫銅.

    銅除了純銅外，銅可以與錫、鋅、鎳等金屬化合成具有不同特點(diǎn)的合金，即青銅、黃銅和白銅。在純銅（99.99%）中加入鋅，則稱黃銅，如含銅量80％,含鋅量20%的普通黃銅管用于發(fā)電廠的冷凝器和汽車散熱器上；加入鎳稱為白銅，剩下的都稱為青銅，除了鋅和鎳以外，加入其它金屬元素的所有銅合金均稱做青銅，加入什么元素就稱為什么元素，主要的青銅是錫磷青銅和鈹青銅。如錫青銅在我國應(yīng)用的歷史非常悠久，用于鑄造鐘、鼎、樂器和祭器等。錫青銅也可用作軸承、軸套和耐磨零件等。

    與純銅的導(dǎo)電性有所不同，借助于合金化，可大大改善銅的強(qiáng)度和耐銹蝕性。這些合金有的耐磨，鑄造性能好，有的具有較好的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。

    二、用途

    由于銅具有上述優(yōu)良性能，所以在工業(yè)上有著廣泛的用途。包括電氣行業(yè)、機(jī)械制造、交通、建筑等方面。目前，銅在電氣和電子行業(yè)這一領(lǐng)域中主要用于制造電線、通訊電纜和其他成品如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及電子儀器、儀表等，這部分用量約占工業(yè)總需求量的一半左右。銅及銅合金在計(jì)算機(jī)芯片、集成電路、晶體管、印刷電路版等器材器件中都占有重要地位。例如，晶體管引線用高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱的鉻鋯銅合金。近，國際知名計(jì)算機(jī)公司IBM已采用銅代替硅芯片中的鋁，這標(biāo)志著人類古老的金屬在半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用方面的突破.

    80年代中期，美國、日本和西歐的精銅消費(fèi)中，電氣工業(yè)所占比重，中國也不例外。而進(jìn)入90年代以后，國外在建筑行業(yè)中管道用銅增幅巨大,成為國外消費(fèi)銅的大頭.據(jù)位于紐約的銅發(fā)展協(xié)會(huì)（CDA）發(fā)表的報(bào)告說：1997年，建筑業(yè)仍是美國銅產(chǎn)品的的終用途市場，建筑業(yè)常利用銅的耐腐蝕性用于制造水管、屋頂及其他給排水設(shè)施，此外，還因其美觀的外表而被用于建筑裝修，建筑業(yè)用銅占美國銅產(chǎn)品總消費(fèi)量的位。

據(jù)中國有色集團(tuán)內(nèi)部統(tǒng)計(jì)，1997年我國銅的消費(fèi)構(gòu)成中電氣行業(yè)（包括電線電纜）占77.7%,成為用銅的市場

銅管

    具體情況如下：單位：%     

數(shù)據(jù)來源: 《期貨交易大辭典》 *銅發(fā)展協(xié)會(huì)（CDA） 

附注: 1997年的中國銅消費(fèi)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來源于Simon Hunt的"1990-1997年中國銅消費(fèi)調(diào)查報(bào)告"一文,為了避免重復(fù)計(jì)算,1997 年中國的電線電纜包括在電氣行業(yè)中,而以前都計(jì)算在機(jī)械制造行業(yè)里. 

    隨著科學(xué)技術(shù)的日新躍益，銅的應(yīng)用范圍在拓寬，銅在醫(yī)學(xué)、生物、超導(dǎo)及環(huán)境方面開始發(fā)揮作用。如，當(dāng)聚氨酯塑料泡沫含有銅或氧化銅時(shí)，能大大減少這種塑料燃燒時(shí)所釋放出致命的有毒氣體――氫氰化物（HCN）。大量研究資料證明，銅的殺菌作用可以有效地降低肺炎病菌的傳播，能抑制細(xì)菌生長，保持飲用水清潔衛(wèi)生，所以,未來國內(nèi)建筑業(yè)銅管的發(fā)展前景將十分廣闊。 

    三、銅的儲(chǔ)量： 

    世界銅礦資源比較豐富。據(jù)1995年美國礦業(yè)局統(tǒng)計(jì)，世界銅金屬儲(chǔ)量為3.1億噸，儲(chǔ)量基礎(chǔ)為5.9億噸，銅儲(chǔ)量多的是智利和美國，分別占世界儲(chǔ)量基礎(chǔ)的23.7%和15.3%，其次是波蘭15％、贊比亞6％、俄羅斯5％、扎伊爾5％、秘魯4％、加拿大4％、澳大利亞4％。 

    世界銅礦的工業(yè)類型分為斑巖型、砂頁巖型、銅鎳硫化物型、黃鐵礦型、銅－鈾－金型、自然銅型等、脈型、碳酸巖型、矽卡巖型共九類。重要的是前四類，占世界銅總儲(chǔ)量的96％，其中斑巖型和砂頁巖型礦各占55％和29％。世界銅儲(chǔ)量超過500萬噸的巨型銅礦約有60個(gè)，斑巖礦占38個(gè)，砂頁礦占15個(gè)合計(jì)占巨型銅礦的88％。 

    中國可供開采的銅精礦資源很少。目前大的銅礦主要有江西德興銅礦、西藏裕龍銅礦、玉龍銅礦和新近探明的新疆阿舍勒銅礦。 

    四、銅的冶煉工藝 

    從銅礦中開采出來的銅礦石，經(jīng)過選礦成為含銅品位較高的銅精礦或者說是銅礦砂，銅精礦需要經(jīng)過冶煉提成,才能成為精銅及銅制品. 

    目前，世界上銅的冶煉方式主要有兩種：即火法冶煉與濕法冶煉（SX－EX） 

    1．火法: 

    通過熔融冶煉和電解精火煉生產(chǎn)出陰極銅，也即電解銅，一般適于高品位的硫化銅礦。 

    生產(chǎn)過程大致如圖： 

    除了銅精礦之外,廢銅做為精煉銅的主要原料之一，包括舊廢銅和新廢銅，舊廢銅來自舊設(shè)備和舊機(jī)器，廢棄的樓房和地下管道；新廢銅來自加工廠棄掉的銅屑（銅材的產(chǎn)出比為50％左右）,一般廢銅供應(yīng)較穩(wěn)定，廢銅可以分為：裸雜銅:品位在90％以上；黃雜銅（電線）:含銅物料（舊馬達(dá)、電路板）；由廢銅和其他類似材料生產(chǎn)出的銅，也稱為再生銅。 

    2．濕法: 

    一船適于低品位的氧化銅，生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅。 

    濕法冶煉過程為： 

    3． 火法和濕法兩種工藝的特點(diǎn) 

    比較火法和濕法兩種銅的生產(chǎn)工藝，有如下特點(diǎn)： 

    （1）后者的冶煉設(shè)備更簡單，但雜質(zhì)含量較高，是前者的有益補(bǔ)充。 

    （2）后者有局限性，受制于礦石的品位及類型。 

    （3）前者的成本約在70－80美分/磅（約合1540－1760美元/噸），后者僅為30－40美分/磅（約合660－880美元/噸）。 

    可見，濕法冶煉技術(shù)具有相當(dāng)大的優(yōu)越性，但其適用范圍卻有局限性，并不是所有銅礦的冶煉都可采用該種工藝。不過通過技術(shù)改良，這幾年已經(jīng)有越來越多的，包括美國、智利、加拿大、澳大利亞、墨西哥及秘魯?shù)?，將該工藝?yīng)用于更多的銅礦冶煉上。濕法冶煉技術(shù)的提高及應(yīng)用的推廣，降低了銅的生產(chǎn)成本，提高了銅礦產(chǎn)能，短期內(nèi)增加了社會(huì)資源供給，造成社會(huì)總供給的相對(duì)過剩，對(duì)價(jià)格有拉動(dòng)作用。1997年銅的期價(jià)由1996年的2600美元/噸高位跌至目前1998年11月的1600美元/噸左右，與濕法冶煉工藝比重的大大提高導(dǎo)致大量低成本銅上市有著直接的關(guān)系。 

    目前由于銅的平均生產(chǎn)成本在1400－1600美元/噸（64－73美分/磅），期價(jià)下跌是價(jià)格向價(jià)值的合理回歸，隨著冶煉工藝中其比重的不斷增加，銅的價(jià)格走向?qū)?huì)受到越來越深遠(yuǎn)的影響。據(jù)報(bào)道，目前濕法煉銅成本只有20美分/磅（合450美元/噸），77美分/磅（合1697.5美元/噸），平均約低于50美分/磅（合1100美元/噸）。需要指出的是，在1995年濕法煉銅的平均生產(chǎn)成本還只有39美分/磅，近來濕法煉銅平均生產(chǎn)成本有所上升，主要是由于濕法煉銅工藝推廣到了處理銅的硫化礦物的緣故。濕法煉銅工藝較適合處理銅的氧化礦物和貧礦，而處理硫化礦物及較富礦石時(shí)，或當(dāng)?shù)V山地處寒冷地區(qū)，采用濕法煉銅工藝，其生產(chǎn)成本亦較高，多在50美分/磅以上。 

    中國自70年代開始研究從低品位銅礦中提取銅技術(shù)，1983年建立了座濕法冶煉銅的工廠，年產(chǎn)120噸，近來由于引進(jìn)了國外優(yōu)良的銅莘取劑，加上地方銅工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在已建成了幾十座小型的濕法冶煉廠，規(guī)模從幾百到2000噸不等，但年產(chǎn)銅僅1.5萬噸，這與我國年產(chǎn)精煉銅100萬噸的規(guī)模相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前我國銅的生產(chǎn)成本大約在18500元左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界平均水平1477美元（67美分）。"95"期間計(jì)委和中國有色金屬工業(yè)總公司把濕法冶煉項(xiàng)目列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，在德興銅礦、玉龍銅礦、大冶銅錄山銅礦等地建幾個(gè)示范工廠，經(jīng)過幾年努力，估計(jì)至本世紀(jì)末我國的濕法技術(shù)會(huì)有較大發(fā)展，屆時(shí)年產(chǎn)能估計(jì)可達(dá)5萬噸以上。 

    據(jù)統(tǒng)計(jì)，1980年濕法煉銅的精銅產(chǎn)量占世界精銅產(chǎn)量的2.5％，1994年該比重提高到10％，1997估計(jì)提高到18％，預(yù)計(jì)終濕法產(chǎn)銅的比例將提高到25－35％之間。