一、湿法炼铜的故事?
我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换,从而发明了水法炼铜。它成为湿法冶金术的先驱,在世界化学史上占有光辉的一页。
在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”,晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中也有“以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载。南北朝时更进一步认识到不仅硫酸铜,其他可溶性铜盐也能与铁发生置换反应。南北朝的陶弘景说:“鸡屎矾投苦洒(醋)中涂铁,皆作铜色”,即不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜不溶于水,但可溶于醋,用醋溶解后也可与铁起置换反应。显然认识的范围扩大了。到唐末五代间,水法炼铜的原理应用到生产中去,至宋代更有发展,成为大量生产铜的重要方法之一。
葛洪是我国晋代著名的炼丹家。一次,葛洪之妻鲍菇在葛山用铁勺盛满曾青(硫酸铜溶液),几天后,葛洪拿那个铁勺使用,奇妙的现象出现了:铁勺变成“铜勺”,红光闪闪,葛洪的徒弟高兴得跳了起来:“点铁成金啦!”葛洪把“铜勺”放在火上烤,“铜勺”逐渐变黑。这些,葛洪在《黄白篇》(《抱朴子内篇·黄白》)一书中均做了记载。
在欧洲,湿法炼铜出现比较晚。15世纪50年代,人们把铁片浸入硫酸铜溶液,偶尔看出铜出现在铁表面,还感到十分惊讶,更谈不上应用这个原理来炼铜了。
二、炼铁、炼铜的方法?
炼铁是将金属铁从铁矿物中提炼出来的工艺,铁矿物一般为铁的氧化物,用还原剂如C、CO将铁的氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)还原为金属铁,高炉炼铁就是这个原理。
炼铜的方法有两种:
1、湿法炼铜。用较活泼金属如铝、铁把铜从溶液中置换出来。
2、干法炼铜。用还原剂木炭、一氧化碳等在高温下把铜从氧化物中还原出来。
三、湿法炼铜的原理?
湿法炼铜的原理是:活泼金属置换原理。
根据活泼金属置换原理, 湿法炼铜的方程式为:
CuO + H2SO4 ---高温-----> CuSO4 + H2O,
Fe+CuSO4 --------> FeSO4+Cu。
湿法炼铜:用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜,再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来,这种方法叫湿法炼铜。
湿法炼铜技术是我国古代人发明的,其原理就是用置换反应制取金属。我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。
湿法炼铜的优点是设备简单、操作容易,不必使用鼓风、熔炼设备,在常温下就可提取铜,节省燃料,只要有胆水的地方,都可应用这种方法生产铜。
除了湿法炼铜外,还有一种炼铜方式为火法炼铜。
火法炼铜:热还原法。金属活动性在Al(含Al)之前的用电解法冶炼。 金属活动性在Zn与Cu之间的用热还原法冶炼。 金属活动性在Cu之后的用热分解法冶炼。
火法炼铜的方程式为:
2Cu+FeS2→Cu2S+2FeS,
Cu2O+FeS→Cu2S+FeO,
Ca(ClO)2+2CO2+H2O→Ca(HCO3)2+HClO,
ClO-+CO2+H2O→HClO+HCO3-。
四、湿法炼铜的原料?
湿法炼铜原料为铁与胆矾
湿法炼铜也称胆铜法,就是把铁放在胆矾(CuSO4·5H2O)溶液(俗称胆水)中,使胆矾中的铜离子被金属置换成单质铜沉积下来;再将置换出的铜粉收集起来,再加以熔炼、铸造。
湿法炼铜是一种古老的炼铜法。根据历史记载,自硫酸铜溶液中用铁置换提铜的方法,即所谓胆铜法,在中国北宋王安石变法时期已经应用于生产。北宋末年的胆铜产量约占铜总产量的15%~20%.据《宋史•艺文志》记载,张甲著有《浸铜要录》一卷,可惜已经失传。
胆铜法生产有烹熬法和浸泡法两种。烹熬法据《梦溪笔谈》记载:“信州铅山县有苦泉,流以为涧,挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”浸泡法据《宋史•食货志》记载:“浸铜之法,以生铁锻成薄片,排置胆水槽中,浸渍数日,铁片为胆水所薄,上生赤煤,取括铁煤,入炉三炼成铜。大率用铁二斤四两,得铜一斤……所谓胆铜也。”胆铜法是中国劳动人民在长期的生产活动中创造出来的湿法炼铜法。这些记载表明,中国早在公元10世纪前就已掌握了湿法炼铜技术,而世界上其他国家直到16世纪才掌握这种技术。
五、用于湿法炼铜的盐?
用于湿法炼铜的原料是铁和硫酸铜,所以胆矾可做湿法炼铜的原料。
六、最早冶炼铜的原因?
因为铜的熔点低,所以古人很早的掌握了其冶炼技术,在加入锡和铅后制成了青铜,始其硬度增加!青铜器的出土可以使其追溯到三千多年前的商朝!
七、工业上是如何炼铜的?
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铜位于元素周期表第四周期IB族,是人类最早使用的金属。铜具有优异的性能,易于加工和广泛的用途,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,在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。在地壳中铜含量约0.01%,自然界中的铜多以化合物存在,铜冶金中所用的是两种不同类型的矿石——氧化矿和硫化矿。硫化矿物:黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu3FeS2)、辉铜矿(Cu2S)、铜蓝(CuS)等;氧化矿物有:孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)、赤铜矿(Cu2O)、胆矾(CuSO4·5H2O)等。火法炼铜是当今生产铜的主要方法,铜矿石(ω(Cu)=0.5%-2%)经过采矿、选矿得到含铜品位较高的铜精矿(ω(Cu)=20%-30%),然后送冶炼厂炼铜。火法炼铜工艺流程一般有①造锍熔炼得到冰铜(ω(Cu)=30%-50%);②转炉吹炼得到粗铜(ω(Cu)=98.5%-99.5%);③火法精炼得到阳极铜(ω(Cu)=99%-99.8%);④电解精炼得到阴极铜(ω(Cu)=99.95%-99.997%)。
一、 造锍熔炼
造锍熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生成MeS共熔体的方法,即将精矿中的铜富集于冰铜中,而大部分铁的氧化物与加入的溶剂造渣,也称冰铜熔炼。
造锍熔炼的目的是:(1)使炉料中的铜尽可能进入冰铜(Cu2S+FeS熔体,也称锍),部分铁以FeS形式也进入冰铜;(2)使大部分铁氧化成FeO与脉石矿物造渣(SiO2,FeO,CaO,MgO, Al2O3);(3)使冰铜与炉渣分离。
造锍熔炼基本原理:造锍熔炼所用的炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料,除含有Cu、Fe、S等元素外,还有一定量的脉石成分。需要先进行氧化焙烧,脱去部分硫然后熔炼,才能获得要求品位的冰铜。高温下,铜对硫的亲和力大于铁;而铁对氧的亲和力大于铜。造琉炼铜可以使矿物中任何形态的铜化合物,几乎完全以稳定的Cu2S形式富集在冰铜中。冰铜密度比炉渣大,且两者不互溶,从而分离。得到的冰铜进一步进行转炉吹炼。
二、 冰铜的转炉吹炼
冰铜是Cu-Fe-S体系,主要成分是Cu2S和FeS,此外,还有少量的PbS、ZnS、Ni3S2、Fe3O4等。
吹炼的目的:通过氧化除去冰铜中的Fe和S以及部分其他有害杂质,从而将冰铜转变成粗铜。
吹炼是周期性作业:造渣期——FeS强烈氧化生成FeO,并放出SO2气体,冰铜(Cu2S和FeS等)变成白冰铜(Cu2S);造铜期——Cu2S氧化成CuO,并与为氧化的Cu2S反应生成金属Cu和SO2。
三、粗铜的火法精炼
火法精炼原理:粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力,而且,杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小,因此,杂质以氧化物炉渣的形
式除去。同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜,最终需要还原得到粗铜。即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程 1.氧化过程 (氧化除渣阶段)
空气进入铜熔体,首先与铜反应生成Cu2O,再与其它金属杂质作用使杂质氧化。
四、铜的电解精炼
铜的电解精炼,是将火法精炼的铜浇铸成阳极板,用纯铜薄片作为阴极片,相间地装入电解槽中,用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液,在直流电的作用下,阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液,而贵金属和某些金属(硒、碲)不溶,成为阳极泥沉淀于电解槽底,溶液中的铜在阴极上优先析出,而其他电位较负的金属不能在阴极上析出。这样,阴极上析出的金属铜纯度很高,称为阴极铜或电解铜。
电解精炼过程: 阳极:火法精炼铜; 阴极:电解铜;
电解液:硫酸铜和硫酸的水溶液。
引入直流电,阳极铜溶解,在阴极析出纯铜, 杂质进入阳极泥或电解液,从而实现铜和杂质的分离。
在这些反应中,只有电极电位比铜更正的金属离子能够优先还原。因此,阴极的主要反应是铜离子的还原得到电铜。
八、古代湿法炼铜的原理?
原理简介 湿法炼铜的化学方程式是:
1.CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O 基本反应类型:复分解反应
2.CuSO4 + Fe == Cu + FeSO4 基本反应类型:置换反应 湿法炼铜简介:湿法炼铜用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜,再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来,这种方法叫湿法炼铜。湿法炼铜技术是我国古代人发明的,其原理就是用置换反应制取金属。我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。
九、湿法炼铜的反应现象?
湿法炼铜湿法炼铜也称胆铜法,其生产过程主要包括两个方面。一是浸铜,就是把铁放在胆矾(CuSO4·5H2O)溶液(俗称胆水)中,使胆矾中的铜离子被金属置换成单质铜沉积下来;二是收集,即将置换出的铜粉收集起来,再加以熔炼、铸造。各地所用的方法虽有不同,但总结起来主要有三种方法:第一种方法是在胆水产地就近随地形高低挖掘沟槽,用茅席铺底,把生铁击碎,排放在沟槽里,将胆水引入沟槽浸泡,利用铜盐溶液和铁盐溶液颜色差异,浸泡至颜色改变后,再把浸泡过的水放去,茅席取出,沉积在茅席上的铜就可以收集起来,再引入新的胆水。只要铁未被反应完,可周而复始地进行生产。第二种方法是在胆水产地设胆水槽,把铁锻打成薄片排置槽中,用胆水浸没铁片,至铁片表面有一层红色铜粉覆盖,把铁片取出,刮取铁片上的铜粉。第二种方法比第一种方法麻烦是将铁片锻打成薄片。但铁锻打成薄片,同样质量的铁表面积增大,增加铁和胆水的接触机会,能缩短置换时间,提高铜的产率。第三种方法是煎熬法,把胆水引入用铁所做的容器里煎熬。这里盛胆水的工具既是容器又是反应物之一。煎熬一定时间,能在铁容器中得到铜。此法长处在于加热和煎熬过程中,胆水由稀变浓,可加速铁和铜离子的置换反应,但需要燃料和专人操作,工多而利少。
十、世界最早的炼铜纪录?
青铜在古中国的使用非常广泛,据现有的考古发现,至少有5000年的历史,而黄铜的大量使用要晚得多。两者都不是天然铜,天然铜在古代叫“赤金”或者“赤铜”。青铜是铜锡合金,黄铜的主要成分是铜和锌。但金属锌的获取要困难一些。
有一个主流的观点,认为中国使用黄铜只有500年的历史。因为史料和考古都有明朝嘉靖年间使用黄铜制造钱币的证据。比如《大明会典》提到,嘉靖年间,“通宝钱六百万文,合用二火黄铜四万七千二百七十二斤,水锡四千七百二十八两。”这里记录了铸造六百万枚铜钱要用到的黄铜和锡的重量。出现”和“使用”的概念不同,很多人误以为中国明朝才有了冶炼黄铜的技术。实际上,1973年陕西省姜寨遗址的考古发现已经证明,大概6700年前的中国古人就会冶炼黄铜了。姜寨遗址的黄铜制品
姜寨遗址出土的文物里有一个黄铜质地的半圆残片和一根断裂的黄铜管。这些器物还含有铅,但那毕竟是石器时代新技术,已经很了不起。这也是世界上最早的人类冶炼黄铜的记录,推翻了黄铜冶炼技术来自西亚的说法。
当然,冶炼技术出现得那么早,并不意味着黄铜就开始普及了。黄铜在文献里的记载要晚得多。最早出现于西汉年间东方朔的《神异经》,“西南有宫,以黄铜为墙”
除此之外,两汉四百年直到三国时期的文献几乎都找不到“黄铜”,只有“铜”。不过从随后的相关记载可以发现,黄铜很早就用于铸造钱币了,而不是到明朝才有。古代铜钱
很多人都知道古文《钱神论》,是西晋文学家鲁褒讽刺钱财的神通广大而作,其中写道,“黄铜中方叩头对曰:仆自西方庚辛,分王诸国,处处皆有。……黄金为父,白银为母。铅为长男,锡为少妇。”
“黄铜中方”就是外圆内方的铜钱。鲁褒同时还提到了当时的硬通货黄金和白银,以及铸造铜钱要用到的铅和锡。当然,这个记载过于简单,而且文章又不是正史,缺乏说服力。接下来我们看看正史的记录。
《南史》记载,1500年前的南朝齐,流传着一句讽刺某个贪官污吏的民谣,“欲向南,钱可贪;遂向东,为黄铜。”这里的黄铜应该和铸造钱币有关,但同样没有直接说明黄铜用来铸钱。那就继续寻找证据。
《新五代史》有一个确切的记载,“周世宗时,遣尚书水部员外郎韩彦卿以帛数千匹,市铜于高丽以铸钱。六年,昭遣使者贡黄铜五万斤。周世宗就是神勇盖世的柴荣。由于他在位时未能统一天下,曾派使者带着绢帛换取高丽国的黄铜,用来铸钱。后来,干脆命令高丽一次性进贡了五万斤黄铜。这可以铸造几百万枚铜钱。既然周世宗时期就使用大量黄铜铸钱,至少说明这不是五代时期的创新发明,可以佐证五代之前的相关记载。到了宋代,黄铜铸钱的记载就比较多了。《宋史》及《皇宋通鉴长编纪事本末》都提到,宋仁宗庆历年间,“三司奏罢河东铸大铁钱,而陕西复采仪州竹尖岭黄铜,置博济监,铸大钱。因敕江南铸大铜钱”。由于宋仁宗年间的陕西路军费开支很高,曾允许河东等地铸造铁钱,随后又禁止铁钱,改用黄铜铸造大钱。“仪州”在甘肃省平凉一带。
每个朝代都存在民间私铸钱币的活动,根本无法禁止。宋仁宗年间,曾在一些地区发行过“青黄铜钱”,也就是用黄铜和青铜混合铸钱,可能是为了防止伪造。但后来又下令禁止,“诏商州罢铸青黄铜钱”。宋代史料《建炎杂记》还记载了当时宋帝国的一些黄铜产量数据。其中关于铸钱的一篇“铜铁铅锡坑冶”提到,“祖宗(宋太祖)时天下岁产铜七百五万斤。”当然,黄铜只是其中的一部分。到南宋绍兴末年,铜产量锐减,“十四州岁产铜二十六万三千一百六十九斤”,其中黄铜更少,比如“建宁府黄铜八千三百斤,连州黄铜二千八百斤,潼州府黄铜六千斤,利州黄铜七千斤”。
不光宋朝用黄铜铸钱,连他们的敌人金国也会了,还学会了把青铜和黄铜混合铸钱。