有色冶金概论-第2章 铜冶金课件.ppt

《有色冶金概论-第2章 铜冶金课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、有色金属冶金概论第2章铜冶金李福民1从铜的原子结构来看，铜具有d组元素的通性，所以只能失去电子，不会和电子结合。从而有以下特点：a)有两种价态(Cu+，Cu2+)，2价铜离子在溶液中显蓝色；b)能生成络合物，如[Cu(NH3)4]SO4；c)能和非金属性强的元素直接化合成二元化合物，如CuS、Cu2S、CuO、Cu2O、CuCl2等；d)铜的高导电性、导热性及良好的延展性是最有价值的特性；e)铜与金银一样属于活性小的金属。但在含CO2的潮湿空气中，铜的表面会慢慢生成有毒的铜绿即铜锈［Cu(OH)2CO3］。铜与盐酸与稀硫酸不起作用，但有

2、氧存在时，可缓慢溶解。2铜冶金2.1概述2.1.1铜的性质2CuS呈黑绿色或棕色，自然界中以铜蓝矿物形态存在，密度4.66g/cm3，熔点1110℃；中性或还原性气氛中加热分解：4CuS＝2Cu2S＋S2Cu2S呈蓝黑色，自然界中呈辉铜矿矿物存在，密度5.785g/cm3，熔点1135℃；常温下很稳定，加热到200～300℃时，可氧化成CuO和CuSO4，加热到330℃以上时就氧化成Cu2O。在高温下（1150℃），有氧条件下强烈氧化：Cu2S＋O2＝2Cu＋SO2Cu2S与FeS及其他金属硫化物共熔形成锍。Cu2S不溶于水，几乎不溶于

3、弱酸，能溶于硝酸。Cu2S与浓盐酸作用时，逐渐溶解时放出H2S。Cu2S能很好地溶于FeCl3、Fe2(SO4)3、CuCl2和HCN（需氧）水溶液。2.1.2铜的主要化合物及其性质3CuO呈黑色无光泽，在自然界以黑铜矿形态存在，密度6.3g/cm3左右，熔点1447℃；CuO不稳定，加热时离解：4CuO＝2Cu2O＋O2CuO不溶于水，但能溶于硫酸、盐酸等酸中，还能溶于FeCl3、Fe2(SO4)3、NH4OH和(NH4)2CO3等溶液中。Cu2S与FeS及其他金属硫化物共熔形成锍。Cu2S不溶于水，几乎不溶于弱酸，能溶于硝酸。Cu2

4、O粉末呈红色，致密的呈缨红色，有光泽，在自然界以赤铜矿形态存在，密度5.7～6.1，熔点1230℃；加热到2200℃以上时才离解：2Cu2O＝4Cu＋O24Cu2O与FeS及可按下式反应：Cu2O＋FeS=Cu2S＋FeO2Cu2O＋Cu2S=6Cu＋SO2这两个反应在铜的火法冶金中具有重要意义。Cu2O不溶于水，但能溶于硫酸、盐酸、FeCl3、Fe2(SO4)3、FeCl2和NH4OH等溶液中。Cu2O易被H2、CO、C及CxHy还原成金属铜，也可被Fe、Zn金属还原成金属铜。CuSO4硫酸铜在自然界中以胆矾(CuSO4·5H2O)的

5、形态存在。纯胆矾为天蓝色，失去结晶水后为白色粉末。硫酸铜加热时分解：2CuSO4=CuO·CuSO4+SO3(或SO2+1/2O2)CuO·CuSO4=2CuO+SO3(或SO2+1/2O2)硫酸铜易溶于水，可用Fe、Zn等比铜负电性的元素从硫酸铜水溶液中置换出金属铜。5铜的硅酸盐在自然界中，铜的硅酸盐呈硅孔雀石(CuSiO3·3H2O)和透视石(CuSiO3·H2O)的矿物形态存在。这两种矿物在高温下形成稳定的硅酸亚铜(2Cu2O·SiO2)。硅酸亚铜在1100℃～1200℃下熔化。硅酸亚铜易被H2、CO及C还原，也容易被较强的碱性氧

6、化物（如FeO、CaO）及硫化物（如FeS、Cu2S）分解。2Cu2O·SiO2＋2FeS＝2FeO·SiO2＋2Cu2S工业上往往向含铜的熔渣中加黄铁矿（FeS2）回收铜，正是基于此反应。硅酸亚铜可溶于浓硝酸及乙酸中，易溶于盐酸，微溶于硫酸。铜的碳酸盐在自然界中呈孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]和蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]的矿物形态存在。这两种化合物在220℃已上时完全分解为CuO，CO2和H2O。6铜的铁酸盐铜的铁酸盐有两种：铁酸铜(CuO·Fe2O3)和铁酸亚铜(Cu2O·Fe2O3)。铜的铁酸盐不溶于水、氨水及一

7、般溶剂，易被强碱性氧化物或硫化物所分解，也可以被SO2还原。Cu2O·Fe2O3+CaO=CaO·Fe2O3+Cu2O5Cu2O·Fe2O3+2FeS=10Cu+4Fe3O4+2SO2铜的氯化物铜的氯化物有两种：CuCl2和CuCl(或Cu2Cl2)。CuCl2无天然矿物，人造CuCl2为褐色粉末，熔点为489℃，易溶于水。加热至340℃分解，生成白色的氯化亚铜粉末。CuCl2＝Cu2Cl2+Cl2Cu2Cl2熔点为420～440℃，比重为3.53，是易挥发化合物。这一特点在氯化冶金中得到应用。Cu2Cl2的食盐溶液可使Pb、Zn、Cd

8、、Fe、Co、Bi和Sn等金属硫化物分解，形成相应的金属氯化物和CuS。可用Fe将Cu2Cl2熔液中的铜置换沉淀出来。7铜在国民经济各部门有着广泛的用途，特别是在电气工业应用更为广泛。2.1.3铜的用途部门