铜的化学性质
铜是不太活泼的重金属元素。在常温下不与干燥空气中的氧反应。但加热时能与氧化合成黑色的氧化铜CuO:继续在很高的温度下燃烧就生成红色的氧化亚铜Cu2O,Cu2O有毒。
铜是一种过渡元素,化学符号Cu,英文copper,原子序数29。
1.与空气的反应(与O2、H2O、CO2反应):在潮湿的空气中放久后,铜表面会慢慢生成一层铜绿(碱式碳酸铜),铜绿可防止金属进一步腐蚀,其组成是可变的。
2.与卤素的反应:铜可与氯气在点燃条件下化合。
3.与氯化铁溶液反应:在电子工业中,常用FeCl3溶液来刻蚀铜,以制造印刷线路。
4.与空气和稀酸反应:在电位序(金属活动性顺序)中,铜族元素都在氢以后,所以不能置换稀酸中的氢。但当有空气存在时,铜可先被氧化成氧化铜,然后再与酸作用然后缓慢溶于这些稀酸中。
化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质。如所属物质类别的化学通性:酸性、碱性、氧化性、还原性、热稳定性及一些其它特性。
铜矿砂:
铜矿砂是从铜矿中开采出来的,然后经过选矿成为含铜品质较高、精细的砂状铜矿。铜矿砂的种类主要有黑色铜矿砂和白色石英砂两种。其主要应用于铸造、锻造、机械、铺路、冶金、热处理、钢结构、网架结构、集装箱、船舶、修造、桥梁、矿山、等领域,是冶金行业的原材料。主要产品有两类:黑铜矿砂和超白石英砂,铜矿砂广泛应用于铸造、锻造、机械、冶金、热处理、钢结构、网架结构、集装箱、船舶、修造、桥梁、矿山、等领域的清砂、除锈、强化、成形、消除应力及各种型材的表面清理和涂装、电镀前的粗糙(拉毛)预处理超白石英砂是人造石、水质净化
、研磨、电子等领域的主要原料。
精矿:
有价金属品位较低的矿石经机械富集(或物理富集),如放射性分选、重力法选矿、浮选等选矿过程处理,获得一定产率的有价金属品位较高的矿石,这部分富集了有价金属的矿石即为精矿。
精矿是选矿厂的最终产品,是冶炼前烧结球团的原料。由选矿厂最后作业得 到的主、杂成分含量都已达到国家标准的精矿,叫作合格精矿。
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。
A.铜矿石的加工
工业上使用的铜有电解铜(含铜99.9%~99.95%)和精铜(含铜99.0%~99.7%)两种。前者用于电器工业上,用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。
a.铜矿石的分类及属性:
炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类:
(1)硫化矿,如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。
(2)氧化矿,如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)等。
(3)自然铜。铜矿石中铜的含量在1%左右(0.5%~3%)的便有开采价值,因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去,而得到含铜量较高(8%~35%)的精矿砂。
b.铜矿石的冶炼过程:
从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。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98.5%)。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99.7%。
B.铜的冶炼工艺
铜冶金技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX)。
a.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99.9%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。近年来出现如白银法、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
一、性能
铜具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和延展性等物理化学特性。导电性能和导热性能仅次于银,纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。纯铜的新鲜断面是玫瑰红色的,但表面形成氧化铜膜后,外观呈紫红色,故常称紫铜。
铜除了纯铜外,铜可以与锡、锌、镍等金属化合成具有不同特点的合金,即青铜、黄铜和白铜。在纯铜(99.99%)中加入锌,则称黄铜,如含铜量80%,含锌量20%的普通黄铜管用于发电厂的冷凝器和汽车散热器上;加入镍称为白铜,剩下的都称为青铜,除了锌和镍以外,加入其它金属元素的所有铜合金均称做青铜,加入什么元素就称为什么元素,最主要的青铜是锡磷青铜和铍青铜。如锡青铜在我国应用的历史非常悠久,用于铸造钟、鼎、乐器和祭器等。锡青铜也可用作轴承、轴套和耐磨零件等。
与纯铜的导电性有所不同,借助于合金化,可大大改善铜的强度和耐锈蚀性。这些合金有的耐磨,铸造性能好,有的具有较好的机械性能和耐腐蚀性能。
二、用途
由于铜具有上述优良性能,所以在工业上有着广泛的用途。包括电气行业、机械制造、交通、建筑等方面。目前,铜在电气和电子行业这一领域中主要用于制造电线、通讯电缆和其他成品如电动机、发电机转子及电子仪器、仪表等,这部分用量约占工业总需求量的一半左右。铜及铜合金在计算机芯片、集成电路、晶体管、印刷电路版等器材器件中都占有重要地位。例如,晶体管引线用高导电、高导热的铬锆铜合金。最近,国际知名计算机公司IBM已采用铜代替硅芯片中的铝,这标志着人类最古老的金属在半导体技术应用方面的最新突破。
80年代中期,美国、日本和西欧国家的精铜消费中,电气工业所占比重最大,中国也不例外。而进入90年代以后,国外在建筑行业中管道用铜增幅巨大,成为国外消费铜的大头.据位于纽约的铜发展协会(CDA)发表的报告说:1997年,建筑业仍是美国铜产品的最大的最终用途市场,建筑业常利用铜的耐腐蚀性用于制造水管、屋顶及其他给排水设施,此外,还因其美观的外表而被用于建筑装修,建筑业用铜占美国铜产品总消费量的第一位。
据中国有色集团内部统计,1997年我国铜的消费构成中电气行业(包括电线电缆)占77.7%,成为用铜的最大市场。
具体情况如下:
单位:%
80年代中期 1997
美国、日本、西欧 中国 美国* 中国
电气工业 47.8 55.2 24.8 77.7
机械制造业 19.5 23.8 11.5 5.3
建筑业 15.8 3.3 41.8 6.9
交通运输业 8.8 3.3 12.8 4.4
其它 8.1 14.4 9.1 5.7
合计 100 100 100 100
数据来源: 《期货交易大辞典》 *铜发展协会(CDA)
附注:
1997年的中国铜消费结构数据来源于Simon Hunt的"1990-1997年中国铜消费调查报告"一文,为了避免重复计算,1997 年中国的电线电缆包括在电气行业中,而以前都计算在机械制造行业里.
随着科学技术的日新跃益,铜的应用范围在拓宽,铜在医学、生物、超导及环境方面开始发挥作用。如,当聚氨酯塑料泡沫含有铜或氧化铜时,能大大减少这种塑料燃烧时所释放出致命的有毒气体――氢氰化物(HCN)。大量研究资料证明,铜的杀菌作用可以有效地降低肺炎病菌的传播,能抑制细菌生长,保持饮用水清洁卫生,所以,未来国内建筑业铜管的发展前景将十分广阔。
三、铜的储量:
世界铜矿资源比较丰富。据1995年美国矿业局统计,世界铜金属储量为3.1亿吨,储量基础为5.9亿吨,铜储量最多的国家是智利和美国,分别占世界储量基础的23.7%和15.3%,其次是波兰15%、赞比亚6%、俄罗斯5%、扎伊尔5%、秘鲁4%、加拿大4%、澳大利亚4%。
世界铜矿的工业类型分为斑岩型、砂页岩型、铜镍硫化物型、黄铁矿型、铜-铀-金型、自然铜型等、脉型、碳酸岩型、矽卡岩型共九类。最重要的是前四类,占世界铜总储量的96%,其中斑岩型和砂页岩型矿各占55%和29%。世界铜储量超过500万吨的巨型铜矿约有60个,斑岩矿占38个,砂页矿占15个合计占巨型铜矿的88%。
中国可供开采的铜精矿资源很少。目前大的铜矿主要有江西德兴铜矿、西藏裕龙铜矿、玉龙铜矿和新近探明的新疆阿舍勒铜矿。
四、铜的冶炼工艺
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.
目前,世界上铜的冶炼方式主要有两种:即火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX)
1.火法:
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。
除了铜精矿之外,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。
2.湿法:
一船适于低品位的氧化铜,生产出的精铜称为电积铜。
3. 火法和湿法两种工艺的特点
比较火法和湿法两种铜的生产工艺,有如下特点:
(1)后者的冶炼设备更简单,但杂质含量较高,是前者的有益补充。
(2)后者有局限性,受制于矿石的品位及类型。
(3)前者的成本约在70-80美分/磅(约合1540-1760美元/吨),后者仅为30-40美分/磅(约合660-880美元/吨)。
可见,湿法冶炼技术具有相当大的优越性,但其适用范围却有局限性,并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良,这几年已经有越来越多的国家,包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等,将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广,降低了铜的生产成本,提高了铜矿产能,短期内增加了社会资源供给,造成社会总供给的相对过剩,对价格有拉动作用。1997年铜的期价由1996年的2600美元/吨高位跌至目前1998年11月的1600美元/吨左右,与湿法冶炼工艺比重的大大提高导致大量低成本铜上市有着直接的关系。
目前由于铜的平均生产成本在1400-1600美元/吨(64-73美分/磅),期价下跌是价格向价值的合理回归,随着冶炼工艺中其比重的不断增加,铜的价格走向将会受到越来越深远的影响。据报道,目前湿法炼铜最低成本只有20美分/磅(合450美元/吨),最高77美分/磅(合1697.5美元/吨),平均约低于50美分/磅(合1100美元/吨)。需要指出的是,在1995年湿法炼铜的平均生产成本还只有39美分/磅,近来湿法炼铜平均生产成本有所上升,主要是由于湿法炼铜工艺推广到了处理铜的硫化矿物的缘故。湿法炼铜工艺较适合处理铜的氧化矿物和贫矿,而处理硫化矿物及较富矿石时,或当矿山地处寒冷地区,采用湿法炼铜工艺,其生产成本亦较高,多在50美分/磅以上。
中国自70年代开始研究从低品位铜矿中提取铜技术,1983年建立了第一座湿法冶炼铜的工厂,年产120吨,近来由于引进了国外优良的铜莘取剂,加上地方铜工业的发展,现在已建成了几十座小型的湿法冶炼厂,规模从几百到2000吨不等,但年产铜仅1.5万吨,这与我国年产精炼铜100万吨的规模相比远远不够。目前我国铜的生产成本大约在18500元左右,远远高于世界平均水平1477美元(67美分)。"95"期间国家计委和中国有色金属工业总公司把湿法冶炼项目列为重点攻关项目,在德兴铜矿、玉龙铜矿、大冶铜录山铜矿等地建几个示范工厂,经过几年努力,估计至本世纪末我国的湿法技术会有较大发展,届时年产能估计可达5万吨以上。
据统计,1980年湿法炼铜的精铜产量占世界精铜产量的2.5%,1994年该比重提高到10%,1997估计提高到18%,预计最终湿法产铜的比例将提高到25-35%之间。
单位:万吨
1980 1994 1997 1998
湿法产铜比重 2.5% 10% 18% 20-25%
湿法产铜量 24 108 172.3 225
(2)硬度:如果钢丸或钢砂太软,会使清理速度减慢,降低工作效率。喷丸强化时,太软的钢丸不能产生适合的残余应力,低硬度丸的作用力不可能通过增加撞击时间来补偿。硬度过高,会产生不理想的表面形貌,增加弹丸的破碎几率,使消耗量过高,并且对设备的磨损较大,增加设备维护费用,因此适当的硬度也很关键。
(3)显微组织:钢丸(砂)的显微组织结构必须可以抵制变形,在作用于工作面时,减少能量损失增减疲劳寿命。回火马氏体是最耐疲劳的,另外,显微组织微结构中必须减少易碎的碳化物,否则会造成钢丸(砂)过早破裂,增加使用量。
(4)物理缺陷:钢丸(砂)必须尽量少含会造成磨料破裂的物理缺陷。因使用的生产工艺的缘故,钢丸(砂)总会存在一定的这样的物理缺陷。生产中必须有相应的工序进行控制,减少缺陷颗粒比例。
(5)疲劳寿命:疲劳寿命是钢丸(砂)作用于工作表面时抵抗破碎的能力。有最长的疲劳寿命的磨料将成为最经济的磨料,如果它可以把适当的能量转化到清理中去的话。
无论哪一个应用领域,钢丸、钢砂的质量是有效作业的关键,它决定着在使用过程中能否有效地转化能量,起到清理和强化的作用,也决定着您加工成本的高低。
二、做为耐磨地坪骨料,可制成坚硬地板砖,适用于广场、货场地面防滑等
三、适用于配重砂、如水泥厂等。
四、经精细加工之后,适用于牛仔布喷涂及各种较精密的喷涂使用。
五、研磨材料(喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等)
1 、物品和企业标识
产品名称:铜矿砂
产品用途:钢材表面除锈
2、成分组成信息
Fesio3(硅酸铁):93.97%
CaO(氧化钙):3%
MGO(氧化镁):0.53%
AL2O3(三氧化二铝):1.7%
Cu(铜)<0.7%
Free-Si(游离硅):<0.1%
3、危险标识
物理形状:固体三角斜形状体
颜色:黑色
应急说明:无
侵入途径:皮肤接触、眼睛、吸入对健康的影响
眼睛:经鉴定对身体无大危害,会导致轻微的不舒服
皮肤:无刺激,对皮肤没有危害
吸入:经鉴定对身体无大危害。过度接触导致严重的医疗事件无。
4、急救措施
眼睛接触:如果眼睛接触立即用大量清水冲洗,如果疼痛发炎,就医吸入:如果吸入过量粉尘,就医
爆炸极限:无
物料安全数据表(二)
5、消防措施
产品可燃性:不属于燃烧性物品
情况着火爆炸危险:不存在
6、意外泄漏措施
环境保护和清理:用铲入扫把物品清理入袋子或箱子里面即可,对环境无影响
7、处置和储存
避免呼吸灰尘
储存:保护包装完好,放在通风干燥的地方
8、接触控制个人保护
物卫生措施:处理完这种物品后,吸烟、和下班前到卫生间洗手
皮肤和身体:穿防护服是一良好的工业做法
9、物理和化学特性
味道:无味
颜色:黑色
10、稳定性和反映性
稳定性和反映性:产品稳定
危险分解物品:无记录
危险结合:不发生
元素原子量:26.98
原子体积:(立方厘米/摩尔)
10.0
元素类型:金属
原子序数:13
元素符号:Al
元素中文名称:铝
元素在太阳中的含量:(ppm)
60
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.00013
元素英文名称:Aluminum
相对原子质量:26.98
地壳中含量:(ppm)
82000
核内质子数:13
核外电子数:13
核电核数:13
氧化态:
Main Al+3
Other Al0, Al+1
质子质量:2.1749E-26
质子相对质量:13.091
所属周期:3
所属族数:IIIA
摩尔质量:27
氢化物:AlH3
氧化物:Al2O3
最高价氧化物化学式:Al2O3
密度:2.702
熔点:660.37
沸点:2467.0
燃点:550摄氏度
热导率: W/(m·K)
237
化学键能: (kJ /mol)
Al-H 285
Al-C 225
Al-O 585
Al-F 665
Al-Cl 498
Al-Al 200
声音在其中的传播速率:(m/S)
5000
电离能 (kJ/ mol)
M - M+ 577.4
M+ - M2+ 1816.6
M2+ - M3+ 2744.6
M3+ - M4+ 11575
M4+ - M5+ 14839
M5+ - M6+ 18376
M6+ - M7+ 23293
M7+ - M8+ 27457
M8+ - M9+ 31857
M9+ - M10+ 38459
莫氏硬度:2.75
外围电子排布:3s2 3p1
核外电子排布:2,8,3
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。
晶胞参数:
a = 404.95 pm
b = 404.95 pm
c = 404.95 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
颜色和状态:银白色金属
原子半径:1.82
常见化合价:+3
发现人:厄斯泰德、韦勒
发现时间和地点:1825 丹麦
元素来源:地壳中含量最丰富的金属,在7%以上
元素用途:可作飞机、车辆、船、舶、火箭的结构材料。纯铝可做超高电压的电缆。做日用器皿的铝通常称“钢精”、“钢种“
工业制法:电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物
实验室制法:电解熔融的氯化铝
其他化合物:AlCl3-氯化铝 NaAlO2-偏铝酸钠 Al(OH)3-氢氧化铝
扩展介绍:带蓝色的银白色三价金属元素,延展性好,有韧性并能发出[响亮]声音,以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而著称。
发现人:韦勒发现年代:1827年
发现过程:
1827年,德国的韦勒把钾和无水氯化铝共热,制得铝。
元素描述:
银白色有光泽金属,密度2.702克/厘米3,熔点660.37℃,沸点2467℃。化合价±3。具有良好的导热性、导电性,和延展性,电离能5.986电子伏特,虽是叫活泼的金属,但在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜,使之不能与氧、水继续作用。在高温下能与氧反应,放出大量热,用此种高反应热,铝可以从其它氧化物中置换金属(铝热法)。例如:8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+795千卡,在高温下铝也同非金属发生反应,亦可溶于酸或碱放出氢气。对水、硫化物,浓硫酸、任何浓度的醋酸,以及一切有机酸类均无作用。
元素来源:
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭市、铝土矿、明矾时,等等。有铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6)共熔电解制得。
元素用途:
铝可以从其它氧化物中置换金属(铝热法)。其合金质轻而坚韧,是制造飞机、火箭、汽车的结构材料。纯铝大量用于电缆。广泛用来制作日用器皿。
元素辅助资料:
铝在地壳中的分布量在全部化学元素中仅次于氧和硅,占第三位,在全部金属元素中占第一位。但由于铝的氧化力强,不易被还原,因而它被发现的较晚。
1800年意大利物理学家伏特创建电池后,1808~1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从铝钒土中分离出铝,但都没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的金属起了一个名字alumien。这是从拉丁文alumen来。该名词在中世纪的欧洲是对具有收敛性矾的总称,是指染棉织品时的媒染剂。铝后来的拉丁名称aluminium和元素符号Al正是由此而来。
1825年丹麦化学家奥斯德发表实验制取铝的经过。1827年,德国化学家武勒重复了奥斯德的实验,并不断改进制取铝的方法。1854年,德国化学家德维尔利用钠代替钾还原氯化铝,制得成锭的金属铝。
元素符号: Al 英文名: Aluminum 中文名: 铝
相对原子质量: 26.9815 常见化合价: +3 电负性: 1.61
外围电子排布: 3s2 3p1 核外电子排布: 2,8,3
同位素及放射线: Al-26[730000y] *Al-27 Al-28[2.3m]
电子亲合和能: 48 KJ·mol-1
第一电离能: 577.6 KJ·mol-1 第二电离能: 1817 KJ·mol-1 第三电离能: 2745 KJ·mol-1
单质密度: 2.702 g/cm3 单质熔点: 660.37 ℃ 单质沸点: 2467 ℃
原子半径: 1.82 埃 离子半径: 0.51(+3) 埃 共价半径: 1.18 埃
常见化合物: Al2O3 AlCl3 Al2S3 NaAlO2 Al2(SO4)3 Al(OH)3
铝,原子序数13,原子量26.981539。1825年丹麦科学家奥斯特用无水三氯化铝与钾汞齐作用,并蒸掉汞后得到铝;1854年德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的熔盐,制得金属铝,并在1855年的巴黎博览会上展示;1886年霍尔和埃鲁分别发明了电解氧化铝和冰晶石的熔盐制铝法,使铝成为可供实用的金属。铝在地壳中的含量为8%,仅次于氧和硅。它广泛分布于岩石、泥土和动、植物体内。
铝是银白色的轻金属,熔点660.37°C,沸点2467°C,密度2.702克/厘米³。铝为面心立方结构,有较好的导电性和导热性;纯铝较软。
铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈反应;高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属;铝是两性的,即易溶于强碱,也能溶于稀酸。
铝的应用极为广泛。
铜元素
元素名称:铜
元素符号:Cu
元素原子量:63.55
元素类型:金属元素
元素在太阳中的含量:(ppm)
0.7
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。
原子体积:(立方厘米/摩尔)
7.1
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.00008
氧化态:
Main Cu+2
Other Cu-1, Cu0, Cu+1, Cu+3, Cu+4
晶胞参数:
a = 361.49 pm
b = 361.49 pm
c = 361.49 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
地壳中含量:(ppm)
50
质子数:29
中子数:35
原子序数:29
所属周期:3
所属族数:IB
电子层分布:2-8-18-1
莫氏硬度:3
声音在其中的传播速率:(m/S)
3810
一般状况下的密度:8.9*10^3kg/m3
发现人:发现年代: 发现过程:
在古代就发现有铜存在。
元素描述
呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/厘米3。熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃。常见化合价+1和+2(3价铜仅在少数不稳定的化合物中出现)。电离能7.726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸,略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。
铜的发现简史
铜是古代就已经知道的金属之一。一般认为人类知道的第一种金属是金,其次就是铜。铜在自然界储量非常丰富,并且加工方便。铜是人类用于生产的第一种金属,最初人们使用的只是存在于自然界中的天然单质铜,用石斧把它砍下来,便可以锤打成多种器物。随着生产的发展,只是使用天然铜制造的生产工具就不敷应用了,生产的发展促使人们找到了从铜矿中取得铜的方法。含铜的矿物比较多见,大多具有鲜艳而引人注目的颜色,例如:金黄色的黄铜矿CuFeS2,鲜绿色的孔雀石CuCO3Cu(OH)2,深蓝色的石青2CuCO3Cu(OH)2等,把这些矿石在空气中焙烧后形成氧化铜CuO,再用碳还原,就得到金属铜。纯铜制成的器物太软,易弯曲。人们发现把锡掺到铜里去,可以制成铜锡合金——青铜。铜,COPPER,源自Cuprum,是以产铜闻名的塞浦路斯岛的古名,早为人类所熟知。它和金是仅有的两种带有除灰白黑以外颜色的金属。铜与金的合金,可制成各种饰物和器具。加入锌则为黄铜;加进锡即成青铜。
元素来源
黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿和孔雀石是自然界中重要的铜矿。把硫化物矿石煅烧后,再与少量二氧化硅和焦炭共熔得粗炼铜,再还原成泡铜,最后电解精制,即可得到铜。一个新的提取铜的方法正在研究中,就是把地下的低品位矿用原子能爆破粉碎,以稀硫酸原地浸取,再把浸取液抽到地表,在铁屑上将铜沉淀出来。
元素用途
铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。
铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线,电机和变压器的绕阻,开关以及印刷线路板等。
在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。
在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。
在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等,每生产100万发子弹,需用铜13--14吨。
在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等。
以下是各行业铜消费占铜总消费量的比例: 行业 铜消费量占总消费量的比例
电子(包括通讯) 48%
建筑 24%
一般工程 12%
交通 7%
其他 9%
铜性能的应用
导电性:64%,耐蚀性:23%,结构强度:12%,装饰性:1%
元素辅助资料
自然界中获得的最大的天然铜重420吨.在古代,人们便发现了天然铜,用石斧将其砍下来,用锤打的方法把它加工成物件。于是铜器挤进了石器的行列,并且逐渐取代了石器,结束了人类历史上的新石器时代。
在我国,距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜,即天然铜。它的特点是锻锤出来的。1957年和1959年两次在甘肃武威皇娘娘台的遗址发掘出铜器近20件,经分析,铜器中铜含量高达99.63%~99.87%,属于纯铜。
当然,天然铜的产量毕竟是稀少的。生产的发展促进人们找到从铜矿中取得铜的方法。铜在地壳中总含量并不大,不超过0.01%,但是含铜的矿物是比较多见的,它们大多具有各种鲜艳而引人注目的颜色,招至人们的注意。例如鲜绿色的孔雀石CuCO3.Cu(OH)2,深蓝色的石青2CuCO3.Cu(OH)2等。这些矿石在空气中燃烧后得到铜的氧化物,再用碳还原,就得到金属铜。
1933年,河南省安阳县殷虚发掘中,发现重达18.8千克的孔雀石,直径在1寸以上的木炭块、陶制炼铜用的将军盔以及重21.8千克的煤渣,说明3000多年前我国古代劳动人民从铜矿取得铜的过程。
但是,炼铜制成的物件太软,容易弯曲,并且很快就钝。接着人们发现把锡掺到铜里去制成铜锡合金——青铜。青铜器件的熔炼和制作比纯铜容易的多,比纯铜坚硬(假如把锡的硬度值定为5,那么铜的硬度就是30,而青铜的硬度则是100~150),历史上称这个时期为青铜时代。
我国战国时代的著作《周礼·考工记》总结了熔炼青铜的经验,讲述青铜铸造各种不同物件采用铜和锡的不同比例:“金有六齐(方剂)。六分其金(铜)而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢(箭)之齐;金锡半,谓之鉴(镜子)燧(利用镜子聚光取火)之齐。”这表明在3000多年前,我国劳动人民已经认识到,用途不同的青铜器所要求的性能不同,用以铸造青铜器的金属成分比例也应有所不同。
青铜由于坚硬,易熔,能很好的铸造成型,在空气中稳定,因而即使在青铜时代以后的铁器时代里,也没有丧失它的使用价值。例如在公元前约280年,欧洲爱琴海中罗得岛上罗得港口矗立的青铜太阳神,高达46米,手指高度超过成人。
我国古代劳动人民更最早利用天然铜的化合物进行湿法炼铜,这是湿法技术的起源,是世界化学史上的一项发明。西汉《淮南子·万毕术》记载:曾青得铁则化为铜。曾青为硫酸铜。这种方法用现代化学式表示就是:
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
西方传说,古代地中海的CYPRUS岛是出产铜的地方,因而由此得到它的拉丁名称CUPRUM和它的元素符号Cu。英文中的COPPER,拉丁文中的CUIVRE、都源于此。
铜具有独特的导电性能,是铝所不能代替的,在今天电子工业和家用电器发展的时代里,这个古老的金属有恢复了它的青春。铜导线正在被广泛的应用。从国外的产品来看,一辆普通家用轿车的电子和电动附件所须铜线长达1公里,法国高速火车铁轨每公里用10吨铜,波音747-200型飞机总重量中铜占2%。
元素名称:银
元素符号:Ag
元素英文名称:Silver
拉丁原名:Argentum
中文是将金属金字部首,加上艮字形声。
元素类型:金属元素
原子体积:(立方厘米/摩尔) 10.3
颜色和状态:银白色金属
莫氏硬度:2.5
声音在其中的传播速率:(m/S)2680
含量
元素在太阳中的含量:(ppm)
0.001
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.0000001
地壳中含量:(ppm)
0.07
相对原子质量:107.9
原子序数:47
质子数:47
摩尔质量:108
所属周期:5
所属族数:IB
电子层排布:2-8-18-18-1
常见化合价:+1
单质:银
单质化学符号:Ag
氧化态:
Main Ag+1
Other Ag0, Ag+2, Ag+3
电离能 (kJ /mol)
M - M+ 731
M+ - M2+ 2073
M2+ - M3+ 3361
M3+ - M4+ 5000
M4+ - M5+ 6700
M5+ - M6+ 8600
M6+ - M7+ 11200
M7+ - M8+ 13400
M8+ - M9+ 15600
M9+ - M10+ 18000
物理性质
密度:11.7克/厘米3
熔点:961.93℃
沸点:2213℃
其他性质:富延展性,是导热、导电性能很好的金属。第一电离能7.576电子伏。化学性质稳定,对水与大气中的氧都不起作用;易溶于稀硝酸、热的浓硫酸和盐酸、熔融的氢氧化碱。
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。
晶胞参数:
a = 408.53 pm
b = 408.53 pm
c = 408.53 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
化学性质:
银是古代发现的金属之一。银在自然界中虽然也有单质存在,但绝大部分是以化合态的形式存在。
银具有很高的延展性,因此可以碾压成只有0.00003厘米厚的透明箔,1克重的银粒就可以拉成约两公里长的细丝。
银的导热性和导电性在金属中名列前茅。
银的特征氧化数为+1,其化学性质比铜差,常温下,甚至加热时也不与水和空气中的氧作用,但久置空气中能变黑,失去银白色的光泽,这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为:
4Ag + H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O
银不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气,但银能溶解在硝酸或热的浓硫酸中:
加热
2Ag + 2H2SO4(浓) ==== Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O
银在常温下与卤素反应很慢,在加热的条件下即可生成卤化物:
473K
2Ag + F2 ===== 2AgF 暗棕色
加热
2Ag + Cl2 ===== 2AgCl↓ 白色
加热
2Ag + Br2 ===== 2AgBr↓ 黄色
加热
2Ag + I2 ===== 2AgI↓ 橙色
银对硫有很强的亲合势,加热时可以与硫直接化合成Ag2S:
加热
2Ag + S ==== Ag2S
铜精矿进口报关清关需要注意事项:
1、先是要进口收货公司首先要具备铜矿石的收货资质
2、进口铜矿石需要申请自动进口许可证,这个证“非一批一证”,可以多次报关使用,但是一定要在货物到港前办理完成,否则等货物到港后才去办证,会产生大量超期费。
3、申报时品名一定要真实准确,要准确区分你进口的是铜矿石、是铜矿砂还是铜精矿等。
4、一般进口铜精矿都会涉及到实验室检测,主要的检测项目是铜含量检测,放射性检测,杂质含量等检测,达标商检放行,清关就结束。
5、实际进口完成后,企业需将进口流向情况向中国有色金属工业协会备案。网页链接