古代如何炼铜

夏侯辉刀

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古代如何炼铜

古代炼铜分为水法炼铜技术和火法炼铜技术。

水法炼铜技术开始于秦汉之际，当时的炼丹术士在从事炼丹中发现铁能够从硫酸溶液中置换出铜。西汉《淮南万毕术》中记载，“白青得铁则化为铜”。《梦溪笔谈》也说：“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。”这些记载表明当时人们已有意识地利用化学的置换反应来获得铜。其工艺流程如下：硫酸铜从溶液中结晶出来，再人炉冶炼出铜。冶炼初期，硫酸铜、硫酸亚铁等分解成**亚铜、**亚铁等氧化物，**亚铜被后期反应还原成铜，**亚铁再与铜分离。到唐代后期利用水法技术炼铜得到了广泛引用。宋代利用最为广泛。

与水法炼铜技术相比，火法炼铜技术应用时间更长，范围更广。在《大冶赋》中就有对火法炼铜技术的记载，分四部分：
第一部分是采矿过程。在决定矿的分布后，根据热胀冷缩的原理，对矿脉进行煅烧，使地表发脆解理，然后比较容易地采出矿，即“火爆法”采矿技术。
第二部分是对矿石的焙烧过程。利用燃料对矿石进行焙烧，**层达到一定厚度时，焙烧自动停止，同时脱去一部分硫。
第三部分是关于火法炼铜技术。详细地记载了在前两次的基础上如何冶炼出铜，工艺大致是焙烧后的矿石入炉，点火，启动鼓风设备，在冶炼中使矿石融化，矿石在其他添加剂的催化下，冶炼出铜。
第四部分是提纯。人们从铜中提出银后，铜的纯度更高，具体的做法是：人们向铜液中加入铅，铅提出铜中的银，铅沉入底部，脱去银的铜液在上部，达到既获高纯度铜的目的。

什么是铜泥？铜泥是泥状吗？用途是什么？

铜阳极泥是提取银、金、铂族金属等有价金属的重要原料。阳极泥的处理工艺的技术难点并不在金、银本身，而在其中所含贱金属杂质（铜、铅、硒、碲、锡等）的脱除问题上，阳极泥脱除贱金属的目的有二，一是为了富集金、银，阳极泥中大量的贱金属，如不除去，将很难回收金、银，二为分摊成本，脱除贱金属要消耗大量试剂和设备等费用，如不充分利用，所回收的金银难有经济效益。
阳极泥回收利用长时间采用火法工艺，而且这种工艺已相当成熟。但火法缺点明显，近来已越来越多使用湿法工艺，并已开发了多种工艺方法，鉴于大通阳极泥的性质和数量并不特别大，初步考虑采用湿法工艺，下面将国内外现有的各种湿法工艺作一介绍。初步打算，INER法和全湿法工艺可作为首选工艺考虑。但因尚缺阳极泥全分析结果，流程的最后选定，尚需详细讨论。这里就铜阳极泥的性质组成和冶炼方法作初步介绍。
（一）铜阳极泥的性质和组份
铜阳极泥是由铜阳极在电解精炼过程中不溶于电解液的各种物质组成，依据来源，一般有三种阳极泥
（1）来源于铜精矿冶炼的阳极泥，一般含有较多的Cu、Se、Ag、Pb、Te、及少量含Sb、Bi、As和脉石矿物，所含铂族金属较少；
（2）来源于硫镍精矿的阳极泥，一般含有较多的Cu、Ni、 S、Se。含Au、Ag、铂族金属较少；
（3）杂铜电解产生的阳极泥，由于来源的多样性，成份变化较大，多数除Ag、Au外，还含较多的Cu、Pb、Sn。

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不是矿石，是炼精铜时产生的，其实就是杂质，粗铜炼精铜时留下的

用于炼铜了。
铜泥回收后加上一些混合料，制成球状烧结体，送入冶炼炉烧炼，再制成铜锭。

铜矿渣有什么用途?

铜矿渣也叫铜矿砂
1、适应新旧钢铁室外表面清理、除锈、强化等。
2、做为耐磨地坪骨料，可制成坚硬地板砖，适用于广场、货场地面防滑等适用于配重砂、如水泥厂等。
3、经精细加工之后，适用于牛仔布喷涂及各种较精密的喷涂使用

中国古代人很早就掌握了胆铜法炼铜的技术方程式为

古代如何炼铜

水法炼铜(胆铜法)的详细原理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。所以宋代胆铜生产多采用前两种方法。宋代对胆铜法中浸铜时间的控制，也有比较明确的了解，知道胆水越浓，浸铜时间可越短；胆水稀，浸铜的时间要长一些。可以说在宋代已经发展从浸铜方式、取铜方法、到浸铜时间的控制等一套比较完善的工艺。　　水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

湿法炼铜

湿法炼铜的原理是：1 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O(条件：高温) 2 CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
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。所以宋代胆铜生产多采用前两种方法。宋代对胆铜法中浸铜时间的控制，也有比较明确的了解，知道胆水越浓，浸铜时间可越短；胆水稀，浸铜的时间要长一些。可以说在宋代已经发展从浸铜方式、取铜方法、到浸铜时间的控制等一套比较完善的工艺。水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。
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。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