中南大学《冶金工程概论》课堂展示——铜冶金

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1、铜的概述金属铜的物理性能工业纯铜（1）优异的物理化学性能：导电性、导热性好；耐蚀；无磁性；（2）良好的加工性能：塑性好，铸造性能好；（3）特殊机械性能：减摩性耐磨性好，高的弹性图0.1.1铜制品极限和疲劳极限；图0.2.1金属铜在电子器件、航空航天、汽车工业当中的应用铜是人类最早发现和使用的金属材料，铜的熔点低，易合金化，是人类使用的最古老的金属之一，早在公元前7000年人类就认识了自然铜，大约在公元前3000年左右在世界各地出现了具有较高水平的铜冶炼业。3500年前人们开始用铜合金制作生活器皿，曾经开创了辉煌灿烂的古代青铜文明。现代工业文明制品，大多数使用

2、金属材料，尤其是重要部件，显示了其的可靠性，但使用单一金属的情况很少，大多使用合金材料，合金品种多，制造工艺各有特色。铜及铜合金的特点不单纯是强度，主要是导电、导热性能优良，必须充分发挥其的导电性能好的优势，才能最大限度地为社会做贡献。近现代，特别是十七世纪的产业革命，及法拉第电磁感应定律发现以来，由于铜及铜合金具有优良的导电、导热、耐蚀性能，易于加工，外表美观而大规模应用于现代工程技术领域，广泛应用于机械、电子、电气、化工、交通、能源、建筑、信息通讯等领域，例如：一部拖拉机平均用铜31kg，一部解放汽车平均用铜21kg，各种家用电器产品、工业装置等都离不开

3、铜及铜合金产品，是国民经济中不可替代的重要工程材料。据国外统计，发达国家铜及铜合金与钢的消费比例大约在1.3：100左右，铜及铜合金的品种及消费量已成为衡量一个国家工业技术水平的标志之一。铜及铜合金紫铜黄铜青铜白铜及镍铜合金普复有无结电无脱韧高通杂锡锡构工氧氧铜铜黄黄青青白白铜铜铜铜铜铜铜铜图0.3.1金属铜的分类中国铜行业的需求则主要来自于电力、建筑和家用电器。电力基础设施投资是拉动铜内需的主要动力，铜行业的需求约有46%来自电力。根据《电力行业“十二五”规划》，“十二五”期间我国电力建设投资总规模将达5.3万亿元，比“十一五”增长66%。其中，电源投资2

4、.75万亿元，电网投资2.55万亿元，一定程度上支撑铜消费需求。建筑行业是中国铜消费的第二大行业，占比约为18%。2016年1-5月，房屋新开工面积达59521.61万平方米，累计同比增长18.3%;2016年1-5月商品房销售面积达47954.22万平方米，累计同比增长33.2%。房地产行业的阶段性好转对铜的需求有一定的促进作用。家电行业是中国铜消费的第三大行业，约占铜需求量的16%，涉及的产品包括空调、电冰箱、洗衣机等。总体上看，相较于2015年，家电板块对于铜的需求有待提升。但据于全球经济不太景气，2016年国内精炼铜消费增速约2.6%，弱于供应增速。

5、全球铜资源分布及储量情况世界铜资源总的来说储量丰富，深海含铜大约7亿t，陆地资源量大约16亿t。目前世界铜储量的60%集中在美洲，非洲和亚洲相对较少，各约为15%。美国资源调查局2014年最新数据显示，目前智利以1.9亿t铜储量稳居世界第1，占全球铜储量的27.5%，其次是澳大利亚(0.87亿t)和秘鲁(0.7亿t)，中国以0.3亿t储量排在世界第6位。图1.1.1全球铜资源分布情况图1.1.2各主要铜资源储量大国铜资源占比中国铜资源虽然相对丰富，占世界总储量的4.35%，但是人资源拥有量不足世界平均水平的24%，资源量十分紧缺。铜资源的世界分布特点和地区经

6、济发展形势对国际铜市场的供需格局起着至关重要的影响。参考文献：顾晓薇,胥孝川,王青,刘剑平.世界铜资源格局.[J]金属矿山,2015(3):8-13目前，在地壳上已发现铜矿物和含铜矿物大约有280种，主要是自然铜、硫化物及其类似的化合物和铜的氧化物以及铜的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐类等矿物。铜矿有着各种各样的颜色，铜矿床所在的地表常常存在一些纯度达到99%以上的紫红色自然铜（又叫红铜）；斑铜矿呈暗红色，其氧化后变为蓝紫斑状；辉铜矿（硫二化铜）呈铅灰色；铜蓝（硫化铜）呈靛蓝色；黝铜矿是钢灰色；蓝铜矿（古称曾青或石青）呈鲜艳的蓝色等。图1.2.1紫金山金铜矿斑铜矿辉

7、铜矿铜蓝蓝铜矿图1.2.2各种铜矿颜色一览世界铜成矿类型多样，据最新的地质工业类型可分为斑岩型铜（钼）矿、矽卡岩型铜矿、火山岩型铜矿、铜镍硫化物型铜矿、沉积岩中层状铜矿床、陆相杂色岩型铜矿床等等。图1.2.3铜矿类型结构及比例在众多的铜矿种类中，其中最重要的是以下四类：斑岩型、矽卡岩型、海相火山岩型铜矿（VHMS）、基型超基型岩型铜镍矿。这四类铜矿总量占世界总储量的96%。斑岩型和砂岩型铜矿在世界铜矿资源中占主导地位，分别占到世界总储量的55%和29%，其中以斑岩型铜矿为最。参考文献：罗晓玲.国内外铜矿资源分析.世界有色金属,2000,(4)斑岩型矽卡岩型海

8、相火山岩型基型超基性岩型铜镍矿图1.2.4各种类型铜