铜冶炼职工培训讲义

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1、铜的火法精炼一、概述1.铜的性质物理性质：铜是一种玫瑰红色、柔软、具有展性的金属，易于锻造和压延。在导电和导热方面，铜仅次于银而居第二位，如果把银的导电率和导热率作为100%，则铜的导电和导热率分别为93%和73.2%，在元素周期表中，铜属于第一族，原子序数29，具具有两个价电子，形成一价和二价铜的化合物铜的主要物理性质如下：原子量63.57熔点：1083℃沸点：2310℃比重：20℃时8.89熔点时8.221100℃7.961200℃7.3125℃时的比热容386KJ/KG.K熔化潜热：205.2/kjkg-1铜的电阻率1.75

2、×10-8(Ωm)标准电位：+0.34伏特液体铜能溶解某些气体，这些气体在铜凝固时又从铜中逸出，形成气孔。化学性质铜在干燥的空气中不起变化，但在含有CO2的潮湿空气中，铜的表面会生成一薄层碱性碳酸铜（铜绿），这种薄膜保护铜不再被腐蚀，其反应如下3Cu+O2+H2O+CO2=2CuCO2.Cu(OH)2铜在空气中加热到165℃即开始与氧作用生成铜氧化物，当温度超过350℃时铜的颜色从玫瑰红变成黄铜色最后变为黑色，黑色层为氧化铜，中间层为氧化亚铜，内层为金属铜。铜的电位次序位于氢的下面，属正电性元素，不能从酸中置换出氢，因此，不能溶解

3、于盐酸和没有溶解氧气的硫酸中，只有在具有氧化作用的酸中铜才能溶解，例如，铜能溶于硝酸和有氧化剂存在的硫酸中。铜能溶于氨水。铜的主要化合物及其性质氧化铜（CuO）:为黑色无光泽物质，在自然界中以黑铜矿的矿物形态存在，其分子量为79.75,。氧化铜是不稳定的化合物，加热时以下式离解：4CUO=2CU2O+O2当温度高于1060℃时，氧化铜完全转化为氧化亚铜，这是因为在这个温度下氧化铜的离解压力高于空气中样的分压。氧化铜易被H2、C、CO、CXHY等还原为金属，在冶炼过程中也被其它硫化物和负电性金属如锌、铁等还原。当与Cu2S及FeS共

4、热时分别①下列方程式反应：2CuO+Cu2S=4Cu+SO26CuO+4FeS=3Cu2S+FeO+SO2氧化亚铜（CU2O）：在自然界中以赤铜矿的矿物形态存在，氧化亚铜依晶粒的大小不同，呈现的颜色也各异，组织致密的呈樱红色，并由金属光泽，粉末状的氧化亚铜则为洋红色。CU2O的分子量为143.5，熔点1235℃。CU2O只有在空气中加热高于1060℃时稳定，低于这个温度时部分氧化成CuO，当在800℃长久加热时可以使CU2O几乎全部变成CuO。CU2O的离解反应如下：2CU2O=4Cu+O2在空气中加热到1320℃时，反应依然向生

5、成CU2O的方向进行，只有在2200℃时CU2O才完全分解。可以为CU2O是高温下唯一稳定的铜化合物。当CU2O和Cu2S共热时发生如下反应：CU2O+Cu2S=6Cu+SO2该反应于450℃开始，1100℃结束，这是冰铜吹炼成粗铜的基本反应。铜的碳酸盐；铜的碳酸盐在自然界中以孔雀石（CuCO3.Cu(OH)2）和兰铜矿（2CuCO3.Cu（HO)2）的矿物形态存在。这两种化合物在高武能下不稳定，加热至220℃以上时完全分解为CuO、CO2和水。硫化铜（CuS）：硫化铜为绿黑色或棕黑色的无定形物质，在自然界中呈铜兰的矿物形态存在。

6、CuS的分子量为95.6，比重4.68.硫化铜是不稳定的化合物，在中性或还原性气氛中加热依下式离解：4CuS=2Cu2S+S2这个反应在400℃开始，500℃时即离解完毕。所以在熔炼过程中CuS只是一种过度产物，在熔化前已经分解。硫化亚铜（Cu2S）：是无定形或结晶形物质，在自然界中呈辉铜矿的矿物形态存在。Cu2S的分子量为159固体比重为5.76，熔点为1135℃.Cu2S的离解反应如下：2Cu2S=4Cu+S2这个反应的。在1400℃时只等于3.16×10-4大气压，所以它是在高温下相当稳定的铜硫化物。在常温时，Cu2S不被空

7、气氧化，加热到430~680℃时氧化并放出SO2氧化温度的高低依颗粒的大小而定，在高温下，使空气通过熔融的Cu2S时依下式氧化:Cu2S+O2=2Cu+SO2由于硫对铜的亲和力大，在有足够硫的情况下铜均以Cu2S的形态存在。在吹炼过程中正是利用了这一特性使铁先氧化造渣，然后在第二周期才使Cu2S吹炼成粗铜。硫酸铜（CuSO4）:在自然界中胆矾（CuSO4.5H2O）的形态存在。纯净的胆矾呈天蓝色三斜晶系结晶，长久暴露于空气中，会逐渐风化分解，失去结晶水而变为白色粉末。在干燥的空气中将CuSO4.5H2O加热时所含的结晶水逐渐减少，

8、颜色也各异，27~30℃间变成蔚蓝色的CuSO4.3H2O，93~99℃时CuSO4.3H2O转变为浅蓝色CuSO4.H2O，并与150℃变为白色的CuSO4继续升高温度无水硫酸铜就会发生离解反应。2CuSO4=CuO。CuSO4+SO3（SO2。