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銅是怎樣煉成的?


 銅位于元素周期表第四周期IB族,是人類最早使用的金屬。銅具有優(yōu)異的性能,已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。銅在地殼中的含量約為0.01%,在自然界中,銅多以化合物狀態(tài)存在。常見的銅礦石有黃銅礦(CuFeS2)、輝銅礦(Cu2S)、孔雀石(Cu2 (OH)2CO3)、赤銅礦(Cu2O)、膽礬(CuSO4·5H2O)等。

 
       西漢時(shí)期,劉安所著的《淮南萬畢術(shù)》中有“曾青得鐵則化為銅”的記載,其含義是把鐵片放入硫酸銅溶液或其它銅鹽溶液中,可以置換出單質(zhì)銅,這種方法就是現(xiàn)代濕法冶金的先驅(qū)。濕法煉銅也稱膽銅法,其生產(chǎn)過程主要包括兩個(gè)步驟,一是浸銅,把鐵放在膽礬的溶液中,使膽礬中的銅離子被鐵置換成單質(zhì)銅沉積下來;二是將置換出的銅粉收集起來,再加以熔煉。濕法冶銅的本質(zhì)原理是利用金屬性比銅強(qiáng)的物質(zhì)置換比它弱的金屬(K、Ca、Na除外),例如在硫酸銅溶液中加入金屬鋅或鐵,可置換得到金屬銅,主要反應(yīng)為:CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4;CuSO4+Fe=Cu+FeSO4。
 
       世界濕法冶銅第一人張潛,結(jié)合前人著作和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)撰寫了《浸銅要略》一書,書中記述利用含銅礦水(或稱膽水)冶銅的技術(shù),此書所述膽銅法具有“用費(fèi)少而收功博”的優(yōu)點(diǎn)。
 
       在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,我們也可以模擬濕法冶銅。取20cm長的鐵絲用砂紙打磨光亮,再取4ml硫酸銅溶液于試管中,加入打磨光亮的鐵絲,靜置,可以觀察到鐵絲表面有紫紅色金屬析出,并且溶液逐漸由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色。析出的紫紅色金屬就是銅,最后取出鐵絲,收集鐵絲表面析出的銅。
 
       除此之外,我國古代還有一種冶煉銅的方法——“火法煉銅”。據(jù)考證,商代的火法煉銅,主要是用孔雀石和木炭;鸱ㄒ便~是將含有銅元素的氧化物與還原劑在較高溫度下進(jìn)行反應(yīng)制取單質(zhì)銅的過程,此還原反應(yīng)需要一定的溫度,所以要在加熱的狀態(tài)下才能產(chǎn)生銅單質(zhì),故稱為“火法冶銅”。
 
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