銅是人類最早使用的金屬。早在史前時代,人們就開始采掘露天銅礦,并用獲取的銅制造武器、式具和其他器皿,銅的使用對早期人類文明的進(jìn)步影響深遠(yuǎn)。銅是一種存在于地殼和海洋中的金屬。銅在地殼中的含量約為0.01%,在個別銅礦床中,銅的含量可以達(dá)到3-5%。自然界中的銅,多數(shù)以化合物即銅礦物存在。銅礦物與其他礦物聚合成銅礦石,開采出來的銅礦石,經(jīng)過選礦而成為含銅品位較高的銅精礦。
一、性能
銅具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性和延展性等物理化學(xué)特性。導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能僅次于銀,純銅可拉成很細(xì)的銅絲,制成很薄的銅箔。純銅的新鮮斷面是玫瑰紅色的,但表面形成氧化銅膜后,外觀呈紫紅色,故常稱紫銅。
銅除了純銅外,銅可以與錫、鋅、鎳等金屬化合成具有不同特點(diǎn)的合金,即青銅、黃銅和白銅。在純銅(99.99%)中加入鋅,則稱黃銅,如含銅量80%,含鋅量20%的普通黃銅管用于發(fā)電廠的冷凝器和汽車散熱器上;加入鎳稱為白銅,剩下的都稱為青銅,除了鋅和鎳以外,加入其它金屬元素的所有銅合金均稱做青銅,加入什么元素就稱為什么元素,最主要的青銅是錫磷青銅和鈹青銅。如錫青銅在我國應(yīng)用的歷史非常悠久,用于鑄造鐘、鼎、樂器和祭器等。錫青銅也可用作軸承、軸套和耐磨零件等。
與純銅的導(dǎo)電性有所不同,借助于合金化,可大大改善銅的強(qiáng)度和耐銹蝕性。這些合金有的耐磨,鑄造性能好,有的具有較好的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。
二、用途
由于銅具有上述優(yōu)良性能,所以在工業(yè)上有著廣泛的用途。包括電氣行業(yè)、機(jī)械制造、交通、建筑等方面。目前,銅在電氣和電子行業(yè)這一領(lǐng)域中主要用于制造電線、通訊電纜和其他成品如電動機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及電子儀器、儀表等,這部分用量約占工業(yè)總需求量的一半左右。銅及銅合金在計算機(jī)芯片、集成電路、晶體管、印刷電路版等器材器件中都占有重要地位。例如,晶體管引線用高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱的鉻鋯銅合金。最近,國際知名計算機(jī)公司IBM已采用銅代替硅芯片中的鋁,這標(biāo)志著人類最古老的金屬在半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用方面的最新突破。
80年代中期,美國、日本和西歐國家的精銅消費(fèi)中,電氣工業(yè)所占比重最大,中國也不例外。而進(jìn)入90年代以后,國外在建筑行業(yè)中管道用銅增幅巨大,成為國外消費(fèi)銅的大頭。據(jù)位于紐約的銅發(fā)展協(xié)會(CDA)發(fā)表的報告說:1997年,建筑業(yè)仍是美國銅產(chǎn)品的最大的最終用途市場,建筑業(yè)常利用銅的耐腐蝕性用于制造水管、屋頂及其他給排水設(shè)施,此外,還因其美觀的外表而被用于建筑裝修,建筑業(yè)用銅占美國銅產(chǎn)品總消費(fèi)量的第一位。
據(jù)中國有色集團(tuán)內(nèi)部統(tǒng)計,1997年我國銅的消費(fèi)構(gòu)成中電氣行業(yè)(包括電線電纜)占77.7%,成為用銅的最大市場
具體情況如下:單位:%
行業(yè) |
80年代中期 |
1997 |
美國、日本、西歐 |
中國 |
美國 |
中國 |
電氣工業(yè) |
47.8 |
55.2 |
24.8 |
77.7 |
機(jī)械制造業(yè) |
19.5 |
23.8 |
11.5 |
5.3 |
建筑業(yè) |
15.8 |
3.3 |
41.8 |
6.9 |
交通運(yùn)輸業(yè) |
8.8 |
3.3 |
12.8 |
4.4 |
其它 |
8.1 |
14.4 |
9.1 |
5.7 |
合計 |
100 |
100 |
100 |
100 |
數(shù)據(jù)來源: 《期貨交易大辭典》 *銅發(fā)展協(xié)會(CDA)
附注: 1997年的中國銅消費(fèi)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來源于Simon Hunt的"1990-1997年中國銅消費(fèi)調(diào)查報告"一文,為了避免重復(fù)計算,1997 年中國的電線電纜包括在電氣行業(yè)中,而以前都計算在機(jī)械制造行業(yè)里。
隨著科學(xué)技術(shù)的日新躍益,銅的應(yīng)用范圍在拓寬,銅在醫(yī)學(xué)、生物、超導(dǎo)及環(huán)境方面開始發(fā)揮作用。如,當(dāng)聚氨酯塑料泡沫含有銅或氧化銅時,能大大減少這種塑料燃燒時所釋放出致命的有毒氣體――氫氰化物(HCN)。大量研究資料證明,銅的殺菌作用可以有效地降低肺炎病菌的傳播,能抑制細(xì)菌生長,保持飲用水清潔衛(wèi)生,所以,未來國內(nèi)建筑業(yè)銅管的發(fā)展前景將十分廣闊。
三、銅的儲量:
世界銅礦資源比較豐富。據(jù)1995年美國礦業(yè)局統(tǒng)計,世界銅金屬儲量為3.1億噸,儲量基礎(chǔ)為5.9億噸,銅儲量最多的國家是智利和美國,分別占世界儲量基礎(chǔ)的23.7%和15.3%,其次是波蘭15%、贊比亞6%、俄羅斯5%、扎伊爾5%、秘魯4%、加拿大4%、澳大利亞4%。
世界銅礦的工業(yè)類型分為斑巖型、砂頁巖型、銅鎳硫化物型、黃鐵礦型、銅-鈾-金型、自然銅型等、脈型、碳酸巖型、矽卡巖型共九類。最重要的是前四類,占世界銅總儲量的96%,其中斑巖型和砂頁巖型礦各占55%和29%。世界銅儲量超過500萬噸的巨型銅礦約有60個,斑巖礦占38個,砂頁礦占15個合計占巨型銅礦的88%。
中國可供開采的銅精礦資源很少。目前大的銅礦主要有江西德興銅礦、西藏裕龍銅礦、玉龍銅礦和新近探明的新疆阿舍勒銅礦。
四、銅的冶煉工藝
從銅礦中開采出來的銅礦石,經(jīng)過選礦成為含銅品位較高的銅精礦或者說是銅礦砂,銅精礦需要經(jīng)過冶煉提成,才能成為精銅及銅制品。
目前,世界上銅的冶煉方式主要有兩種:即火法冶煉與濕法冶煉(SX-EX)
1.火法:
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。
生產(chǎn)過程大致如圖:
銅的基本知識介紹
除了銅精礦之外,廢銅做為精煉銅的主要原料之一,包括舊廢銅和新廢銅,舊廢銅來自舊設(shè)備和舊機(jī)器,廢棄的樓房和地下管道;新廢銅來自加工廠棄掉的銅屑(銅材的產(chǎn)出比為50%左右),一般廢銅供應(yīng)較穩(wěn)定,廢銅可以分為:裸雜銅:品位在90%以上;黃雜銅(電線):含銅物料(舊馬達(dá)、電路板);由廢銅和其他類似材料生產(chǎn)出的銅,也稱為再生銅。
2.濕法:
一船適于低品位的氧化銅,生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅。
濕法冶煉過程為:
銅的基本知識介紹
3.火法和濕法兩種工藝的特點(diǎn)
比較火法和濕法兩種銅的生產(chǎn)工藝,有如下特點(diǎn):
?。?)后者的冶煉設(shè)備更簡單,但雜質(zhì)含量較高,是前者的有益補(bǔ)充。
(2)后者有局限性,受制于礦石的品位及類型。
?。?)前者的成本約在70-80美分/磅(約合1540-1760美元/噸),后者僅為30-40美分/磅(約合660-880美元/噸)。
可見,濕法冶煉技術(shù)具有相當(dāng)大的優(yōu)越性,但其適用范圍卻有局限性,并不是所有銅礦的冶煉都可采用該種工藝。不過通過技術(shù)改良,這幾年已經(jīng)有越來越多的國家,包括美國、智利、加拿大、澳大利亞、墨西哥及秘魯?shù)?,將該工藝?yīng)用于更多的銅礦冶煉上。濕法冶煉技術(shù)的提高及應(yīng)用的推廣,降低了銅的生產(chǎn)成本,提高了銅礦產(chǎn)能,短期內(nèi)增加了社會資源供給,造成社會總供給的相對過剩,對價格有拉動作用。1997年銅的期價由1996年的2600美元/噸高位跌至目前1998年11月的1600美元/噸左右,與濕法冶煉工藝比重的大大提高導(dǎo)致大量低成本銅上市有著直接的關(guān)系。
目前由于銅的平均生產(chǎn)成本在1400-1600美元/噸(64-73美分/磅),期價下跌是價格向價值的合理回歸,隨著冶煉工藝中其比重的不斷增加,銅的價格走向?qū)艿皆絹碓缴钸h(yuǎn)的影響。據(jù)報道,目前濕法煉銅最低成本只有20美分/磅(合450美元/噸),最高77美分/磅(合1697.5美元/噸),平均約低于50美分/磅(合1100美元/噸)。需要指出的是,在1995年濕法煉銅的平均生產(chǎn)成本還只有39美分/磅,近來濕法煉銅平均生產(chǎn)成本有所上升,主要是由于濕法煉銅工藝推廣到了處理銅的硫化礦物的緣故。濕法煉銅工藝較適合處理銅的氧化礦物和貧礦,而處理硫化礦物及較富礦石時,或當(dāng)?shù)V山地處寒冷地區(qū),采用濕法煉銅工藝,其生產(chǎn)成本亦較高,多在50美分/磅以上。
中國自70年代開始研究從低品位銅礦中提取銅技術(shù),1983年建立了第一座濕法冶煉銅的工廠,年產(chǎn)120噸,近來由于引進(jìn)了國外優(yōu)良的銅莘取劑,加上地方銅工業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)在已建成了幾十座小型的濕法冶煉廠,規(guī)模從幾百到2000噸不等,但年產(chǎn)銅僅1.5萬噸,這與我國年產(chǎn)精煉銅100萬噸的規(guī)模相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前我國銅的生產(chǎn)成本大約在18500元左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界平均水平1477美元(67美分)。"95"期間國家計委和中國有色金屬工業(yè)總公司把濕法冶煉項目列為重點(diǎn)攻關(guān)項目,在德興銅礦、玉龍銅礦、大冶銅錄山銅礦等地建幾個示范工廠,經(jīng)過幾年努力,估計至本世紀(jì)末我國的濕法技術(shù)會有較大發(fā)展,屆時年產(chǎn)能估計可達(dá)5萬噸以上。
據(jù)統(tǒng)計,1980年濕法煉銅的精銅產(chǎn)量占世界精銅產(chǎn)量的2.5%,1994年該比重提高到10%,1997估計提高到18%,預(yù)計最終濕法產(chǎn)銅的比例將提高到25-35%之間。
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