2016-07-21 09:55:12

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铜元素是一种金属化学元素,也是人体所必须的一种微量元素, 铜也是人类最早发现的金属,是人类广泛使用的一种金属,属于重金属

铜是人类最早使用的金属。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%,在个别铜矿床中,铜的含量可以达到3%~5%。自然界中的铜,多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石,开采出来的铜矿石,经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。是唯一的能大量天然产出的金属,也存在于各种矿石(例如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿赤铜矿孔雀石)中,能以单质金属状态及黄铜青铜和其他合金的形态用于工业、工程技术和工艺上。

基本信息

  • 中文名称

  • 化学式

    Cu

  • CAS登录号

    7440-50-8

  • 熔    点

    1357.77K(1083.4℃)

  • 外    观

    紫红色固体

  • 原子半径

    145pm

  • 元素分区

    ds

  • 分子量

    63.55

  • 所属族数

    IB

  • 原子序数

    29

  • 磁    性

    抗磁性

  • 所属周期

    4

  • 莫氏硬度

    3

  • 应    用

    导线

  • 英文名

    copper

  • 沸    点

    2868K(2567℃)

  • 元素类别

    过渡金属

  • 化合价

    +4 +3 +2 +1,其中以+2最为常见

  • 密    度

    8960kg/m³(固态)

折叠 编辑本段 ​基本信息

铜是一种化学元素,它的化学符号是Cu(拉丁语Cuprum),它的原子序数是29,是一种过渡金属

中文名称:铜

中文别名:铜,丝状;铜,屑状;铜,粒状;电解铜箔;海绵铜;电解铜;铜粉;铜纱;纳米铜

英文名称:Copper

英文别名:C.I. 77400; C.I. Pigment Metal 2; Copper; copper coating quality balzers; Copper ingot; raney-copper ready for use; Raney-Copper; Copperpowderdendritic; CopperrodNmmdiacElectrolytic copperagcm; CoppershotNmmdia; CopperturningsN; CopperfoilNmmthickxmmwide; Copperwireclothmeshmmwidemmwiredia; Copperwiremmdia; Copperwiresreducedfromoxide; CopperpowderNmesh; Copperpowdersphericalmesh; Copperpowdermeshunderargon; CopperwireNmmdia; CopperfoilNmmthick; CoppershotNmm; Copper powder; Copper, small rods for elemental analysis; Copper (S, P); Electrolytic tough pitch copper (O); Copper (O); Continuous cast copper (O); Electrolytic copper (trace elements); Copper with added impurities (trace elements); Copper foil(99.9%); Copper wire (99.99) 0.25mm dia.; Bronze, powder; Copper wire (99.999%) 0.76mm dia.; Copper wire cloth; Copper foil (99.9985%); Copper foil(99%); Copper shot(99.9) 1-10mm; Copper shot(99.999%) 2-8mm; Copper metal foil; Copper turnings; Copper metal wire; Copper solution 1000 ppm; Copper solution 10 000 ppm; Electrolytic copper; Sponge copper; Copper nanopowder; copper(2+)

CAS:7440-50-8[1]

EINECS:231-159-6

分子式:Cu

分子量:63.5449

分子结构:

折叠 编辑本段 基本简介

铜是人类最早使用的金属。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%,在个别铜矿床中,铜的含量可以达到3%~5%。自然界中的铜,多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石,开采出来的铜矿石,经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿[2]

智研咨询随着市场消化新增供应,价将持续波动一段时间。但长期前景仍光明,铜矿品位下滑和部分新项目开工时间推迟将对未来铜市起到支撑作用。

过去一年,随着一些新矿投产,世界最大金属消费国中国的经济增速放缓,铜市氛围转向偏空。中国铜消费量约占全球总消费的40%。

上述因素施压铜价今年累计下跌9.2%。

过去十年的铜业投资有望迎来收获,新的供应将在2016年之前冲击市场。“最重要的一点是,我们预计市场将在未来两三年持续波动。”

认为铜市长期基本面将保持强劲,这不仅因为中国需要更多动力和能源。“另一个原因是供给。这一点比较复杂。可能在10年间到20年间,一些新的铜矿项目才会正式上线。”

部分业内人士相信,铜价将反弹。他们认为增加的供应可能不会导致明年精铜过剩,因市场有可能出现原材料瓶颈。

分析人士在年初时曾预期今年精铜供应将出现小幅过剩。然而,突进的铜市场却接近供需平衡。业内对2015年是否出现供大于求分歧严重。

英国上市的铜矿企业Antofagasta预计明年将剩余40万吨。而看多铜市的人表示过剩规模不会很大,因为废铜短缺,而冶炼厂库存则存在低品位矿石数量越来越多的问题。

大量涌向市场的新增供应是混合有高比例杂质的矿石,比如砷。这些矿石主要来自智利和秘鲁。这种矿石在售往中国之前需要先进行洗矿,之后才会冶炼成精铜。

铜与人体健康关系密切。人体每天都要摄入各种微量元素,铜是人体不能缺少的金属元素之一。成年人体内,1千克体重中,铜含量大约为1.4 mg~2.1 mg;血液中铜的含量约为1.0 mg~1.5 mg。这一数量虽小,但它对于维持身体健康和器官的正常运行却不可缺少。这是因为铜元素在机体运行中具有特殊的作用。铜是机体内蛋白质和酶的重要组成部分,许多重要的酶需要微量铜的参与和活化。例如,铜可以催化血红蛋白的合成。研究表明,缺铜会导致血浆胆固醇升高,增加动脉粥样硬化的危险,因而是引发冠状动脉心脏病的重要因素。科学家还发现,营养性贫血、白癫风、骨质疏松症、胃癌及食道癌等疾病的产生也都与人体缺铜有关。严重缺铜和长期边缘性缺铜,还会引发小儿发育不良和一些地方病。[4]

折叠 编辑本段 历史简介

在伊拉克北部被发掘的铜珠超过了1万年,据推测是由自然铜制造,这样的金属块有时会被发现。铜广泛的在古代用作青铜,铜和锡的合金,其用于制造刀具,钱币和工具。在中国它被用作排钟。

铜不难从它的矿石中提取,但可开采的矿藏相对稀少。有些,如在瑞典法伦的铜矿,从13世纪开始,曾是巨大财富的来源。一种提取这种金属的方法是烘烤硫化矿石,然后用水分离出其形成的硫酸铜。之后流淌过铁屑表面铜就会沉淀,形成的薄层很容易分离。[3]

折叠 编辑本段 化学性质

铜的氧化态有0、+1、+2、+3、+4,其中+1和+2是常见氧化态。+3氧化态的有六氟合铜(III)酸钾,+4氧化态的有六氟合铜(IV)酸铯,0氧化态的Cu(CO)可通过气相反应再用基质隔离方法检测到[1]。

铜容易被卤素、互卤化物、硫、硒腐蚀,硫化橡胶可以使铜变黑。铜在室温下不和四氧化二氮反应,但在硝基甲烷、乙腈、乙醚或乙酸乙酯存在时,则生成硝酸铜:

Cu+2N2O4→Cu(NO3)2+2NO

金属铜易溶于硝酸等氧化性酸,若无氧化剂或适宜配位试剂的存在时,则不溶于非氧化性酸,如:

铜可溶于氯酸或经过酸化的氯酸盐

3Cu + 6H+ + ClO3− → 3Cu2+ + Cl− + 3H2O

存在较浓的氯离子时发生配位反应:

2Cu + 6S=C(NH2)2 +2 HCl → 2Cu(I)(S=C(NH2)2)3Cl + H2[2]

铜在酸性条件下能和高锝酸根离子反应,使高锝酸根离子还原为单质锝:

7Cu + 2TcO4- + 16H+ → 2Tc + 7Cu2+ + 8H2O[3]

铜和硫化亚铁加热可以发生置换反应

2Cu + FeS → Cu2S + Fe

铜加热可以和三氧化硫反应,主要反应有两种:

4Cu + SO3 → CuS + 3CuO

Cu + SO3 → CuO + SO2

折叠 编辑本段 应用方法

1、化合物中以一价和二价形式存在为主的金属元素,有延性和展性,是热和电最佳导体之一,是唯一的能大量天然产出的金属,也存在于各种矿石(例如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿赤铜矿和孔雀石)中,能以金属状态及黄铜、青铜和其他合金的形态用于工业、工程技术和工艺上。如:铜山(出产铜矿的山);铜花(铜屑);铜金(赤铜);铜粉(铜屑。铜和其他金属熔融在一起所做出来的黄金色粉状合金,可当作颜料);铜陵(产铜的山);铜落(铜屑,可入药);铜腥(铜的腥臭味)。

2.铜制的[器物]。如:铜鼎:铜鼎是用来烹煮食物,后主要用于祭祀和宴享,是商周时期最重要的礼器之一。上,下有铜丸(铜铸的小球);铜牙(弩上钩弦的钩叫牙,以铜制者称铜牙);铜瓦(铜制的瓦);铜史(漏刻铜壶上的铜人像);铜印(铜铸的印章。也称“铜章”);铜兵(铜制的兵器);铜狄(铜铸的人。即“铜人”。或称“金人”);铜洗(铜制的盥洗用具);铜柱(铜制的柱子);铜荷(铜制的烛台。形似荷叶);铜猊(铜制的狮形香炉);铜浑(铜制的浑天仪。又叫“铜仪”);铜鼻(古代官印上铜制的鼻状纽孔)。

3.铜铸的货币。也用以泛指金钱。

4.喻坚固的。如:铜郭(形容城郭的坚固,如同铜铸一般);铜堞(像铜铁般坚固的城堞。堞是城上的女墙);铜楼(华美坚固的楼房);铜山铁壁(比喻风节的坚毅刚正);铜头铁额(比喻人非常勇猛强悍)。

5.喻坚强,强大有力的。如:铜豌豆(喻有经验的老狎妓者)(元朝关汉卿曾说:“我是个蒸不烂煮不熟捶不破炒不爆响当当的一粒铜豌豆”)。

折叠 编辑本段 基本用途

铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业国防工业等领域,在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。

铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线,电机和变压器,开关以及印刷线路板的制造中。 在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。

在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。

在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等,每生产300万发子弹,需用铜13-14吨。

在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等。

铜的氧化态有0、+1、+2、+3、+4,其中+1和+2是常见氧化态。+3氧化态的有六氟合铜(III)酸钾,+4氧化态的有六氟合铜(IV)酸铯,0氧化态的Cu(CO)2可通过气相反应再用基质隔离方法检测到[1]。铜容易被卤素、互卤化物、硫、硒腐蚀,硫化橡胶可以使铜变黑。铜在室温下不和四氧化二氮反应,但在硝基甲烷、乙腈、乙醚或乙酸乙酯存在时,则生成硝酸铜:Cu+2N2O4→Cu(NO3)2+2NO金属铜易溶于硝酸等氧化性酸,若无氧化剂或适宜配位试剂的存在时,则不溶于非氧化性酸,如:铜可溶于氯酸或经过酸化的氯酸盐:3Cu + 6H+ + ClO3− → 3Cu2+ + Cl− + 3H2O存在较浓的氯离子时发生配位反应:2Cu + 6S=C(NH2)2 +2 HCl → 2Cu(I)(S=C(NH2)2)3Cl + H2[2]铜在酸性条件下能和高锝酸根离子反应,使高锝酸根离子还原为单质锝:7Cu + 2TcO4- + 16H+ → 2Tc + 7Cu2+ + 8H2O[3]铜和硫化亚铁加热可以发生置换反应:2Cu + FeS → Cu2S + Fe铜加热可以和三氧化硫反应,主要反应有两种:4Cu + SO3 → CuS + 3CuOCu + SO3 → CuO + SO2

折叠 编辑本段 基本分类

自然界中存在形态分类

自然铜------铜含量在99%以上,但储量极少。

氧化铜矿-----为数也不多 

硫化铜矿-----含铜量极低,一般在2--3%左右,世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的。

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%。 

纯铜------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%。

主要合金成份分类

黄铜-----铜锌合金

青铜-----铜锡合金等(除了锌镍外,加入其他元素的合金均称青铜)。

白铜-----铜钴镍合金

产品形态分类

铜管、铜棒、铜线、铜板、铜带、铜条、铜箔等。