銅(I)
銅(I)通常稱為亞銅,氯化亞銅(CuCl)、氧化亞銅(Cu2O)、硫化亞銅(Cu2S)都是常見的一價(jià)銅化合物。[Cu(NH3)2]2-是亞銅和氨的配離子,無色,易被氧化,在酸性溶液中自行歧化,生成Cu(II)和Cu。
銅(II)
銅(II)是銅常見的價(jià)態(tài),它可以和絕大部分常見的陰離子形成鹽,如眾所周知的硫酸銅,存在白色的無水物和藍(lán)色的五水合物。堿式碳酸銅,又稱銅綠,有好幾種組成形式。氯化銅和硝酸銅也是重要的銅鹽。
銅(II)可以形成一系列的配離子,如Cu(H2O)4(藍(lán)色)、CuCl4(黃綠)、Cu(NH3)4(深藍(lán))等,它們的顏色也不盡相同。
合金
而銅可用于制造多種合金,銅的重要合金有以下幾種:
(1)黃銅:黃銅是銅與鋅的合金,因色黃而得名。黃銅的機(jī)械性能和耐磨性能都很好,可用于制造精密儀器、船舶的零件、槍炮的彈殼等。黃銅敲起來聲音好聽,因此鑼、鈸、鈴、號等樂器都是用黃銅制作的。
(2)航海黃銅:銅與鋅、錫的合金,抗海水侵蝕,可用來制作船的零件、平衡器。
(3)青銅:銅與錫的合金叫青銅,因色青而得名。在古代為常用合金(如中國的青銅時(shí)代)。青銅一般具有較好的耐腐蝕性、耐磨性、鑄造性和優(yōu)良的機(jī)械性能。用于制造精密軸承、高壓軸承、船舶上抗海水腐蝕的機(jī)械零件以及各種板材、管材、棒材等。青銅還有一個(gè)反常的特性——“熱縮冷脹”,用來鑄造塑像,冷卻后膨脹,可以使眉目更清楚。
(4)磷青銅:銅與錫、磷的合金,堅(jiān)硬,可制彈簧。
(5)白銅:白銅是銅與鎳的合金,其色澤和銀一樣,銀光閃閃,不易生銹。常用于制造硬幣、電器、儀表和裝飾品。
(6)18K金(玫瑰金):6/24的銅與18/24的金的合金。紅黃色,硬度大,可用來制作首飾、裝飾品。
通過熔融冶煉和電解精火煉生產(chǎn)出陰極銅,也即電解銅,一般適于高品位的硫化銅礦?;鸱ㄒ睙捯话闶窍葘⒑~百分之幾或千分之幾的原礦石,通過選礦提高到20%~30%,作為銅精礦,在密閉鼓風(fēng)爐、反射爐、電爐或閃速爐進(jìn)行造锍熔煉,產(chǎn)出的熔锍(冰銅)接著送入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉成粗銅,再在另一種反射爐內(nèi)經(jīng)過氧化精煉脫雜,或鑄成陽極板進(jìn)行電解,獲得品位高達(dá)99.9%的電解銅。該流程簡短、適應(yīng)性強(qiáng),銅的回收率可達(dá)95%,但因礦石中的硫在造锍和吹煉兩階段作為二氧化硫廢氣排出,不易回收,易造成污染。90年代出現(xiàn)如白銀法、諾蘭達(dá)法等熔池熔煉以及日本的三菱法等、火法冶煉逐漸向連續(xù)化、自動(dòng)化發(fā)展。
一船適于低品位的氧化銅,生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅。現(xiàn)代濕法冶煉有硫酸化焙燒—浸出—電積,浸出—萃取—電積,浸出等法,適于低品位復(fù)雜礦、氧化銅礦、含銅廢礦石的堆浸、槽浸選用或就地浸出。濕法冶煉技術(shù)正在逐步推廣,預(yù)計(jì)本世紀(jì)末可達(dá)總產(chǎn)量的20%,濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。