铜的基本情况一、铜与铜工业基本概况 (1)（一） 铜的自然属性 (1)（二） 铜及铜产品的分类 (2)（三）铜的主要用途 (3)(四)、铜矿资源的储量类型及分布 (10)（五）、铜的生产流程及主要工艺14一、铜与铜工业基本概况铜对人类文明历史的重大影响是任何材料所无法比拟的。

铜是第一个广泛应用的金属，它的作用如此之大以致人类文明发展史上有两个阶段以它的合金命名：青铜时代和亚青铜时代。

如今铜依然是世界上第三个用量最大的金属，仅次于铁、铝。

如果没有铜，现代生活将难以想象。

（一） 铜的自然属性相比于铁和铝，铜是相对稀有的元素，在地壳中含量仅为 0.005％，而铁和铝的含量分别达到5％和8％。

纯铜呈浅玫瑰色或淡红色，表面形成氧化铜膜后，外观呈紫铜色。

金属铜，原子序数29，原子量63.54，比重8.9(铝2.7、铁7.9、铅11.3，金19.3)，熔点1083℃(铅327、铝660、铁1536)。

元素符号Cu，是其拉丁名称cuprum的缩写。

铜具有许多可贵的物理化学特性。

最主要的一点是其电导率远高于其他基础金属及铁，只有银超过它。

同样，其热导率亦大大超过除银之外的其他金属。

通常铜具有很强的耐腐蚀性，几千年来其在建筑和雕塑上的应用足以证明这一点。

铜在空气中暴露一段时间，经过氧化，表面会形成淡绿色铜膜，一旦薄膜形成，对内部金属将起到永久性保护作用。

铜具有抗有机酸及碱(氨水除外)的特性，因此可以埋入地下或浸入水中而不受腐蚀。

此外，铜的抗张强度大，易熔接；具有极好的可塑性和延展性，易于铸造、辗轧、挤压，甚至拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。

铜能与许多金属形成具有各种特性及广泛用途的合金。

它有良好的电反应特性，不具磁性。

最后一点，它的色彩丰富，无论是纯铜还是合金，均适合在建筑、艺术及装饰上应用。

金属的电导率及热导率（铜=100）（二） 铜及铜产品的分类⒈按自然界中存在形态分类从铜的存在形式看，自然界中存在纯度很高的自然铜，但这部分储量极少；铜一般以化合物的形式存在，其中硫化铜矿最多，世界上 80％以上的铜是从硫化铜提炼出来的，另外为数不多的铜矿是氧化铜矿。

在自然界里，铜一般与其他元素化合，以矿石的形式出现。

最常见的铜矿是黄铜矿，一种铜与铁的硫化物，矿石中三种元素的重量含量大致相同。

世界上大约50％的铜矿以这种形式存在。

斑铜矿、辉铜矿是另两类主要的硫化铜。

当矿化铜暴露在地球表面的氧化环境中，硫化铜开始不稳定，逐渐被氧化并最后分解，在原硫化铜表面形成一富集铜的层面，这样铜含量较最初的铜矿显著提高。

硫化铜表面部分或全部氧化形成深色的氧化物或硅酸盐，主要有孔雀石、蓝铜矿和硅孔雀石。

这几类矿石属于氧化铜矿，其铜含量较硫化铜矿高，但在自然界中储量不多。

此外，铜以极少量的自然铜形式存在，其铜含量在99％以上。

⒉ 按生产过程分类铜精矿：冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。

粗铜：铜精矿冶炼后的产品，含铜量在95％--98％。

精铜：火炼或电解之后含量达99％以上的铜。

火炼可得99％--99.9％的纯铜，电解可以使铜的纯度达到99.95％--99.99％。

⒊ 按主要合金成分分类青铜：铜锡合金，锡含量一般为3％--6％，青铜较铜更硬更坚固，若加入少量的磷能使合金更具有弹性。

黄铜：铜锌合金，目前通常加入少量(低于5％)的其他合金金属以形成不同的特性。

根据锌含量将黄铜分为两类：(1)锌含量小于37％的，适合用于低温环境；(2)锌含量高于37％的，延展性更好，适用于高温。

加入铅可提高其机械性能；加入锰、铁、铝可提高强度及耐腐蚀性。

白铜：铜镍合金，具有优越的耐蚀性、耐热性及良好的加工性及银辉色泽。

近年来利用其他元素开发了许多新合金。

铜中加入镉可以提高强度尽管稍微降低了电导率；添加铍，有时还加镍和钻，可以大大提高强度和硬度；铜铬合金是最广泛应用的高强度、高导电率材料，通常还加入锆和镁。

⒋ 按加工产品形态分类铜加厂材品种繁多，形态各异，一般分为：板材(plate)、带材(strip)、排材(row)、管材(rube)、棒材(bar)、箔材(sheet)、线材(wire)、掣材(section)、铜盘条(copper wire rods)等。

（三）铜的主要用途人类应用铜己有数千年的历史。

墓葬考古发现，早在6000年前的史前时期，埃及人就使用铜器。

铜是人类祖先最早应用的金属。

它具有许多优异的特性和奇妙的功能，不但为人类社会的进步作出了不可磨灭的贡献；而且随着人类文明的发展不断开发出新的用途。

铜既是一个古老的金属，又是一个充满生机和活力的现代工程材料。

当前人类步入了丰富多彩的，以电气化和电子信息为特征的、高度文明的社会，为铜的应用开辟了更为广阔的大地。

铜以品种繁多的金属、合金和化合物的形式被人们利用，业已深深地渗入了生产和生活的各个方面，成为人类跨入21世纪取得飞速发展的一个不可缺少的重要金属。

铜具有优良的导电和导热性，居所有工程金属材料之冠，这是它在当前电气化和电子信息社会中产生举足轻重作用的主要依据。

铜还有许多优异的综合性能：它对大气、海水、土壤以及许多化学介质有很强的耐蚀性；它用在结构上刚柔并济，富有弹性，耐摩擦，抗磨损；它具有多彩的外观，是人们钟爱的、古朴典雅的象征。

除了上述众多的使用性能外，它还有一系列良好的加工、铸造、焊接、易切削等工艺性能，从而使它获得了经济和广泛的应用。

全球铜在各个建设部门中应用的分配情况则是如下情况房屋建设占48%包括：管道系统（水，热，气，防火喷淋等）房屋设施（空调，冰箱等）建筑装修（屋顶，流槽，装饰等）通讯线路（声、像、数据等）电源系统装备生产占 41%包括：工业装备（电机，变压器等）交通工具（汽车，铁路，飞机等）电子器件轻工业品（家用电器，仪表，工具等）基本设施占11%包括：大型工程（交通设施，石化工业，采冶工业等）电力事业（输电，配电等）通信网络值得注意的是，房屋建设与人们生产水平的提高直接相关，铜在这方面的应用占有最大的比重；特别是我国将住宅建设作为拉动整个国民经济发展的一个重要环节。

下面介绍一下铜在各行业的主要用途。

⒈ 电气工业中的应用⑴ 电力输送电力输送中需要大量消耗高导电性的铜，主要用于变压器、开关、接插元件和联接器等。

我国在过去一段时间内，由于铜供不应求，考虑到铝的比重只有铜的 30％，在希望减轻重量的架空高压输电线路中曾采取以铝代铜的措施。

目前从环境保护考虑，空中输电线将转为铺设地下电缆。

在这种情况下，铝与铜相比，存在导电性差和电缆尺寸较大的缺点，而相形见绌。

⑵ 电机制造在电机制造中，广泛使用高导电和高强度的铜合金。

主要用铜部位是定子、转子和轴头等。

电机是使用电能的大户，约占全部电能供应的60%。

一台电机运转累计电费很高，增大铜线截面是发展高效电机的一个关键措施。

近年来己率先开发出来的一些高效电机与传统电机相比，铜绕组的使用量增加25～100%。

⑶ 通讯电缆80年代以来，由于光纤电缆载流容量大等优点，在通讯干线上不断取代铜电缆，而迅速推广应用。

但是把电能转化为光能，以及输入用户的线路仍需使用大量的铜。

随着通讯事业的发展，人们对通讯的依赖越来越大，对光纤电缆和铜电线的需求都会不断增加。

⑷ 住宅电气线路近年来，随着我国人民生活水平提高，家电迅速普及，住宅用电负荷增长很快。

如图一所示，1987年居民用电量为 269.6亿度（ l度=1千瓦.小时），10后年的 1996年猛升到 1131亿度，增加 3.2倍。

尽管如此，与发达国家相比仍有很大差距。

例如，1995年美国的人均用电量是我国的14.6倍，日本是我国的8.6倍。

我国居民用电量今后仍有很大发展。

预计从 1996年到2005年，还要增长l．4倍。

2.建筑和艺术用铜⑴ 管道系统由于铜水管具有美观耐用、安装方便、安全防火、卫生保健等诸多优点，使它与镀锌钢管和塑料管相比存在明显优越的性能价格比。

在住宅和公用建筑中，用于供水、供热、供气以及防火喷淋系统，日益受到人们的青睐，成为当前的首选材料。

在发达国家中，铜制供水系统己占很大比重。

⑵ 房屋装修在欧洲采用铜板制作屋顶和漏檐已有传统。

北欧国家中甚至用它作墙面装饰。

铜耐大气腐蚀性能很好、经久耐用、可以回收，它有良好的加工性，可以方便地制作成复杂的形状，而且它还有美观的色彩；因而很适合于用做房屋装修。

它在教堂等古建筑物屋顶上的应用己有悠久历史，至今仍发出诱人的光彩；而且在现代大型建筑甚至公寓和住宅建设上的应用也越来越多。

⑶ 塑像和工艺品世界上没有哪一种金属，能够像铜那样广泛应用于制造各种工艺品，从古至今，经久不衰。

今天城市建设中，各种纪念物、铸钟、宝鼎、雕像、佛像、仿古制品等等，大量使用铸造铜合金。

现代乐器，如长笛使用白铜制成，萨克斯管用的是黄铜材料。

各种精美的艺术品，价廉物美的镀金以及仿金、仿银首饰也都需要使用各种成分的铜合金。

⑷ 钱币自从人类祖先使用钱币进行交易以来，就用铜和铜合金来制造钱币，历代相传，沿袭至今。

随着现代自动投币电话、乘车和购物等利民活动的发展，造币用铜量有增无减。

⒊ 电子工业中的应用电子工业是新兴产业，在它蒸蒸日上的发展过程中，不断开发出铜的新产品和新的应用领域。

目前它的应用己从电真空器件和印刷电路，发展到微电子和半导体集成电路中。

⑴ 电真空器件电真空器件主要是高频和超高频发射管、波导管、磁控管等，它们需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。

⑵ 印刷电路铜印刷电路，是把铜箔作为表面，粘贴在作为支撑的塑料板上，因而得到广泛应用，需要消费大量的铜箔。

此外，在电路的连接中还需用各种价格低廉、熔点低、流动性好的铜基钎焊材料。

⑶ 集成电路微电子技术的核心是集成电路。

集成电路是指以半导体晶体材料为基片（芯片），若用铜的新型微芯片，可以获得30%的效能增益，电路的线尺寸可以减小到0.12微米，可使在单个芯片上集成的晶体管数目达到200万个。

这就为古老的金属铜在半导体集成电路这个最新技术领域中的应用，开创了新局面。

⑷ 引线框架引线框架材料占集成电路总成本的1/3--l/4，而且用量很大；因此，必须要有低的成本。

铜合金价格低廉，有高的强度、导电性和导热性，加工性能、钎焊性和优良的耐蚀性，能够较好地满足引线框架的性能要求，己成为引线框架的一个重要材料。

它是目前铜在微电子器件中用量最多的一种材料。

⒋ 能源及石化工业中的应用⑴ 能源工业火力及原子能发电都要依靠蒸气作功。

其间主冷凝器由管板和冷凝管组成。

由于铜导热性好并能抗水的腐蚀，所以它们均使用铜制造。

根据资料介绍，每万千瓦装机容量需要5吨冷凝管。

一个60万千瓦的发电厂就需要300吨冷凝管材。

另外太阳能的利用也要使用许多铜管。

⑵ 石化工业铜和许多铜合金，均有良好的耐蚀性；因而，在石化工业中大量用于制造接触腐蚀性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门等器件。