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优势矿物品种
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铜蓝
铜蓝
英文名
Covellite
化学式
CuS
分类
硫化物
晶系
六方晶系
硬度
1-2
比重
4.6-4.8
颜色
靛蓝,浅蓝,深蓝或黑色
条痕
铅灰色至黑色
光泽
金属光泽
折射率
n = 1.450 n = 2.620
透明度
不透明
解理
完全
断口
不规则的/不平整,粗糙的
晶体常态:呈细薄六方板状或片状。
地质环境:通常作为次要的铜矿铜矿床中,很少作为主要的矿物,如存款,它也是火山的升华(如维苏威火山,只有很少)。


铜蓝

矿物名片

铜蓝是一种成分为硫化铜的矿物,它的含铜量为66%,是提炼铜的矿石。铜蓝呈蓝色,具有金属光泽,一般为片状,或像一层膜似的覆盖在其他矿物或岩石上,也可像一团烟灰一样。铜蓝主要产在其他铜矿床附近。

简介

  铜蓝[covellite]
  铜蓝是一种成分为硫化铜的矿物,它的含铜量为66%,是提炼的矿石。
  铜蓝呈蓝色,具有金属光泽,一般为片状,或像一层膜似的覆盖在其他矿物或岩石上,也可像一团烟灰一样。铜蓝主要产在其他铜矿床附近。
  铜矿石矿物。化学成分为CuS。含铜量66.48%,因呈靛蓝色而得名。炼铜的主要矿物原料。晶体为六方晶系,呈六方片状。具平行底面完全解理。金属光泽或光泽暗淡,莫氏硬度1.5~2,比重4.67。主要产于含铜硫化物矿床次生富集带中(由硫酸铜溶液交代黄铜矿、斑铜矿等硫化物而成)。常与辉铜矿伴生,组成含铜很富的矿石。代表性产地为俄罗斯乌拉尔的勃利亚文。热液型成因的铜蓝较为罕见,美国蒙大拿州的比尤特、南斯拉夫的博尔等铜矿床中也有产出。

基本信息

  名字来源:以意大利矿物学家N. Covelli的名字命名
  化学组成:Cu 66.48%,S 33.52%。混入物有Fe,Ag,Se;类别:硫化物-单硫化物-铜蓝族
  晶系和空间群:六方晶系,P63/mmc
  晶胞参数:a0=3.792,c0=16.344
  形态:单晶体极为少见,呈细薄六方板状或片状。通常多以粉末状和被膜状集合体出现
  颜色:靛蓝,浅蓝,深蓝或黑色
  条痕:灰黑
  透明度:不透明
  光泽:金属光泽
  硬度:1.5-2
  解理和断口:解理平行完全
  比重:4.67g/cm3
  其他性质:性脆
  鉴定特征靛青蓝色,低硬度。块体呵气后变紫色
  成因和产状:铜蓝主要是外生成因,它是含铜硫化物矿床次生富集带中最为常见的一种矿物。有热液作用形成的铜蓝是极其稀少的。在火山熔岩中也曾有发现铜蓝,它系硫质喷气作用的产物。
  主要用途:铜的矿物原料,通常与其他铜矿物一起作为铜矿石利用。
  著名产地:美国Montana州Butte,德国Baden-Baden省Uranlagerstatte Mullenbach,Pforzheim省Kafersteige矿,Saxony省,英国Cornwall

医学作用

  个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子和肝、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。世界卫生组织建议,为了维持健康,成人每公斤体重每天应摄入0.03毫克铜。孕妇和婴幼儿应加倍。缺铜会引起各种疾病,可以服用含铜补剂和药丸来加以补充。
  铜离子可以消毒杀菌、卫生防疫。例如:可以杀灭易于在水中滋生的大肠杆菌和痢疾等病菌,清除水中传播血吸虫病的蛞蝓和螺等软体动物,以及传播疟疾的蚊子幼虫等疾病携带体。它还可以应用在游泳池内,防止绿藻污染和通过地板传染足癣等等。

矿石分类及加工

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[2CuCO3Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO32H2O)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。

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%。

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)。

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。

生产过程

  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。

湿法炼铜

  一船适于低品位的氧化铜,生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积,浸出-萃取-电积,细菌浸出等法,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。湿法冶炼技术正在逐步推广,预计本世纪末可达总产量的20%,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

湿法冶炼过程

  c.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)前者的成本要比后者高。
  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。

生理功能

  铜是原氧化剂又是抗氧化剂。铜在机体内的生化功能主要是催化作用,许多含铜金属酶作为氧化酶,参与体内氧化还原过程,尤其是将氧分子还原为水,许多含铜金属酶已在人体中被证实,有着重要的铜生理功能。
  1.构成含铜酶与铜结合蛋白的成分。
  2.维持正常造血功能铜参与铁的代谢和红细胞生成。
  3.促进结缔组织形成。

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。最重要的有以法国著名葡萄产地命名的波尔多液(石灰硫酸铜液)和伯更狄液(苏打硫酸铜液),还有巴黎绿、菌杀特等。
  业已报导,用铜杀菌剂可以防治百余种作物中经常发生的300多种病害。这些作物包括:
  葡萄、柑桔、香蕉、苹果、梨、桃等各种多年生的果木
  咖啡、橡胶、棉花、甜菜等经济作物
  小麦、大米、玉米、大麦、燕麦等谷物
  豆类、西红柿、土豆和莴苣等。
  铜是保持农作物和畜禽健康成长必须的微量营养素。通常,当农田土壤中的有效铜含量低于2ppmm(1ppmm为百分之一)时,农作物就要因缺铜而减产,严重时甚至颗粒不收,或者当牧场土壤中有效铜含量低于5ppmm时,牲畜就要患缺铜症。目前由于集约性的高产作业,在大量使用有化肥中不含铜或含铜量很低,引起土地瘠化,使缺铜日益成为当前世界上日益关注的问题。为了纠正和防止缺铜,要及时用钢盐补充。可以直接加入或者和富含氮和磷的肥料一起加入;可以用来改良土壤长期起作用,或者每年喷洒在作物的幼苗上。对于畜禽,除改善牧场外,可以将铜盐掺入饲料中或采用其它办法直接注入有缺铜症状的牲畜体内。硫酸铜还是猪和鸡的助长剂,可以提高它们的食欲和增进食物的转化。在饲料中拌人0.1%的硫酸铜,能够显著地促进猪和肉鸡的增重。
  铜离子有强烈的消毒灭菌作用,可以防止一些常见牲畜疾病的流行。例如:水中少量铜(不足lppm)就能够消灭水中繁殖的给螺和蜗牛等软体动物,这些软体动物是血吸虫的寄主,因而可以防止热带和温带动物中容易出现的肝血吸虫
  此外,池塘、水田、水渠和河湖中令人讨厌的绿藻污染,可以加入铜盐来消除。·铜盐可以作为防霉保鲜剂,应用于谷物、水果和蔬菜的储藏。其中一个简便的办法,是用浸过铜盐的纸进行包装。