电线电缆网 > 线缆原材料 > 铜线的冶炼知识及相关介绍(完整版)

铜线的冶炼知识及相关介绍 - 无图版

limingxing --- 2007-06-09 08:44:06

1

<DIV align=center>铜线的冶炼

1.  简介:  铜以其良好的导电和导热能力成为电子和电力工业领域里的首选和主要材料。为了达到所要求的性能标准,使用的几乎都是高纯度的铜。这篇文章主要讨论了这样做的原因,同时还特别关注了一些根本的冶炼原则。其目的是要针对过去十年铜线领域里的相关发展展开进一步的讨论。

2.  导体要求:

近年来在解释贵重金属(即铜、银和金)的电子属性上已经取得了巨大的进步。这些元素显示出了很高的导电性能,因为它们的导电电子对于电场的运动几乎没有什么抵抗力。铜尤其是一种优良的导体,因为最外围的电子之间有很大的自由空间,以致于不会发生任何碰撞。而它的电阻率则与这宽大的空间成反比。

有几种导电金属都比铜轻,但是输送同样多的电流,它们所要求的横截面更大,所以如果要求节约空间的话,这些金属是不可取的。(例如:在一些小型电力马达)。所以当超重成为问题时,人们就开始使用铝。铜具有商业应用所需要的最好的性能特征,因此银就因为它昂贵的价格而不被采用。

3.  应用:

<DIV align=left>铜是以其纯净形式而不是合金形式而具有最广泛用途的稀有金属之一。大约有五十多种不同的锻压合金中铜的最小含量是 99.3%,虽然只有一小部分在工业上用作电导体。这些低合金中最常用的是电解韧铜,它由这纯度的金属构成,这种金属可与氧在100-650ppm的范围内结成合金。但是在氢气环境中人们建议不要使用ETP铜,因为当它暴露于这些温度时会受到氢脆裂的影响。在这样的环境下,要么使用无氧铜,要么就使用无氧电子铜。 含银铜中电源电压器中的应用相当有限,因为它在温度提高时具有较高的强度和较弱的抵抗力。 </DIV>

4.  铜棒和铜线的生产:

二十世纪七十年代以前,几乎所有的铜都是通过分批法生产的,分批法的具体步骤是:将熔化铜浇注并凝固成为叫做“线锭”的特种铸块,然后在稍微受到限制的保护氛围将棒再加热,而后在通过热压法在空气中将这一铸造的树形结构分解成棒的形式。接下来,就将其投放在10%的硫酸里来清除上面的氧化物,通过将一端对接在另一端而形成较长的线圈。现在,实际上所有的铜棒都是通过连续铸造和轧制程序制成的。连续铸造的好处是:较小的杂质微分离、减少了表面的铜氧化物颗粒、在与轧辊接触的过程中钢含量减少、几乎避免了所有的焊缝、降低了整个加工成本。

刻意地将氧和铜制成合金,作为溶解氢和硫磺的净化剂,从而在熔化中形成H2O和SO2这两种气体。如果氧成分有一定控制的话,那么就会形成小型汽泡,在合适的条件下,这些汽泡会抵消从液态向固态转变过程中约4%的收缩量。如果所形成的毛孔不十分大的话,它们完全可以在热压期间被消除掉。

大部分连续铸造和轧制的产品都装有非破坏性设备,而这些设备往往都进行在线应用来检测表面诸如裂缝和氧化物等缺陷。对于某种高质量的应用,通常要通过机械修整来将表面好多层金属清除掉。

大部分圆形和方形铜产品都是通过用传统的人工多晶拉模或天然单晶拉模进行拉丝而生产的。铜具有良好的成形性,铜棒可以很容易地制成比较细的铜丝,而不需要任何中间的退火过程。尽管它具有这种比较理想的特性,但是磁线工业中的一般做法是在拉丝过程中将减面率降到90%左右,之后还要进行退火。除了减面率以外,金相结构也可能会发生变化,从而削弱了铜线的机械特性。磁线经常是通过所谓的“在线过程”来进行生产的,这一过程包括:“慢速”拉丝,接着进行连续退火,同时还要上涂料。最终的铜线产品是通过将退火之间的减面率降低到90%而得到改善的。

5.  杂质的作用:

在高导电率形成过程中化学性质是最重要的变量之一。这些成分中最有害的东西能够降低导电率、提高退火线的机械强度、避免再结晶、有时在生产铜棒的热压过程中还会导致热脆。无数的研究调查表明:极少数量的溶解物都会一次性地提高铜的电阻率。许多杂质都会阶段性地提高其半硬再结晶温度。然而,当杂质与沉淀物或氧化物而不是溶解物混合在一起时,对导电率的有害影响就会降到最低。表2表明了各种各样的单一元素添加到只含有200ppm氧的高纯度ETP铜所产生的影响。一般来说,每百万分之一杂质中的前半部分与相同剂量的后半部分相比影响力更大。然而,需要注意的是,自从建立于1913年的铜电力标准由 100%IACS导电率表示以来,商业铜的纯度就得到了极大地改善。如今,大部分商业铜负极的导电率都超过101%IACS。

6.  氧成分的影响:

氧是为了改善铸造铜的坚固性通过对燃汽——金属反应的控制而采用的一种合金成分。同样重要的是,氧在与大部分杂质反应的过程中都起到了一个清除器的作用,而这些杂质当它们溶解在铜基质中时对其特性和退火反应都有巨大的影响作用。相反,当这些杂质与不可溶解的氧化物混合在一起的时候,这些坏作用就被抵消了。从表3可以看出,ETP铜导电率的最大值是200ppm。因而,ETP铜中氧的含量大致在175和450ppm之间。由于分散杂质容易引起热裂,所以通常都尽量避免低氧值。相反,超于这一最佳限制的氧气值并不常见,因为这对可成形性具有附作用。实际的氧含量应是既要有较好退火过程,还要避免可能出现的可塑性问题。

7.  热机械可调变量的重要性:

除了由金属杂质形成的氧化物之外,氧化物还可以通过改变热力史从铜基质中溶解或沉淀出氧化物。这些固体反应可能会影响最终的粒子大小,因为铜氧化物成分在再结晶的过程中能帮助形成大小统一的粒子。然而,二次再结晶(不正常的粒子成长)通常都与一个双重的颗粒结构有关,而这一颗粒结构是在高温退火过程中由氧化物的溶解形成的。粒子粗化和孪晶的出现主要是由于溶液温度超过了500摄氏度,且氧的浓度低于600ppm.拉丝之前形成 的粗粒子在接下来的低温退火之后并没有被消除掉。从高温冷却下来的冷却速率也会影响到高温机械性能,尤其是杂质成分相当地大时。快速淬火会导致固态溶液中高浓度、不均匀的杂质成分。从另一方面讲,慢速冷却会增强杂质和氧之间的相互作用,这又有利于杂质从固态溶液中沉淀下来。在退火期间通过拉丝或轧制所作的冷加工对于商业磁线来说是有限制的。在最终冷却之前为了得到比较好的顺应性(即铜线在成形或弯曲过程中以最小的回弹性保持形状的能力),最好要限制一下冷加工的数量。高模数和低屈服强度都是比较理想的性能,因为它们都是最小回弹性的标志。

8.  退火过程:

铜的退火性是个非常复杂的特性,这一特性是由一系列的其他属性组成,而这些属性又会随着变形、热过程、金属纯度和氧成分的多少而发生变化。当杂质沉淀下来以后,它们对退火过程的影响是比较小的,这与固态溶液中的情形是截然不同的。退火温度与溶剂(这里指的是铜)和溶质(这里指的是杂质)之间原子大小的区别有一定的关系。溶质元素的化合价也是影响退火性的一个重要参数。然而,由于多种物质之间热动力的相互作用所形成的复杂状况,退火性并不只是简单地与一些可能的参数,如:原子量或溶质的化合价有关。

9.  表面影响:

在外界温度下,铜线总是有一个残留的氧化膜,而这一氧化膜是当铜线进入热杆轧制阶段时从高温的、连续铸造的铜杆上形成的。现在在铜业中通过一种电量分析控制检测手段来测量残留的表面氧化膜的厚度已成为一种比较标准的作法。氧化膜可能会相当地有害,因为它们可能会在拉丝过程中引发许多缺陷、使拉丝膜过度磨损、可焊性变差、搪瓷膜和裸导体之间的附着力变弱。

铜杆的缺陷之处往往是源于连续铸造过程和轧制过程,这包括:残渣、铜氧化夹杂物、热裂、裂块、铜杆表面氧化颗粒的形成。大部分金属间化合的夹杂物都比较脆,因而都成为拉丝过程中裂纹发生和蔓延的场所。相对于缺陷而言,较细的磁线和成形线是最主要的生产产品。

唯一最大的表面缺陷源于拉丝,往往是以拉模划痕、机械损伤、弧口凿或裂片的形式出现在裸导体的表面。因为拉丝问题而形成的裂片往往与所捕获的氧化物没有太大关系。表面损伤通常是由于拉丝机内移动线未对准或拉丝膜炉口内铜精炼的压制力太大则形成的。

10.              未来的挑战:

 人们对于更好表面质量、更大包装型号的需求在不断地上升,而且越来越期望生产出一种“无疵点”并少断折的铜杆(即有很好的可拉性)。满足这些需求的推动力将会是: 更好的能源效率、愈加激烈的全球竞争、更多的家居应用、在地价上涨的情况下所使用的小型电动机,比如汽车中使用的马达。因而人们会越来越愿意使用比较小的计量尺寸。

随着电解冶金法的出现和电解精炼所取得的不断进步,目前商业铜负极的纯度似乎已经达到了大家都可以接受的水平,而且已经没有必要进一步限制杂质的数量。然而,在易切削黄铜工业中,铋已经被用来代替铅作为一种合金元素。因为铋对于电力铜导体具有很大的毒性作用,因此人们要求黄铜碎片应与铜碎片完全地分割开来。

铜线工业面临的一个问题是在拉丝过程中,由于研磨或分层而造成了许多表面的疵点。为了解决这一问题,关健是要在以下几个方面有所改进:铜杆的表面质地、拉丝润滑剂、固体颗粒的过滤、单一合成晶体钻石拉丝膜的生产。

一个十分重要的未来挑战就是开发出更多敏感的传感器,通过用一种非接触检测手段来检测铜棒、铜杆和铜线上的非破性疵点。这些疵点中的大部分由于太小而用现在的漩涡流检测设备是根本检测不到的。此外,还需要开发一种在线检测设备来轻易地检测大孔隙和其他的内部疵点。

影响线状电力铜导体性能、加工和运行的因素从很大程度上讲是建立在现存的冶炼原则基础之上的。然而,杂质和退火温度及电阻率之间的关系还需要在数量上进一步改进一下。

11.总结:

 常用作电线导体的是纯铜,而不是铜合金。与此同时,通常还要加少量的氧气来控制杂质,并改进导电性。最终特性和加工过程与杂质和氧成分都有着非常密切的关系,并且用一些基本的冶炼原理是完全可以解释的。

趋势。ASTM B 370规格, 即工程建筑所使铜条和铜块,以其多种型号和多种厚度,成为规格和购买的基础。铜金属的竞争性数量以及对铜的信心不断推动了这个健康市场的发展。最近认可的规格是ASTM B882,是一种在建筑中应用的预先生锈铜。长期以来,建筑师和工程师们都期望生产使用这种产品,因为他们急切地想用铜制屋顶和建筑横木来发展这种值得称赞的绿色。

12.低铅和无铅锻造和铸造铜合金:

  滤沥到水里的铅对人体健康的影响引起了人们对于现有铜合金及开发一种饮用水用的新合金的重新思考。铸件的耐压紧密度以及由铅附属物提供的锻造和铸造部件的上等机械加工性都是必须要达到的要求。含合金的锻造和铸造无铅铋必须具有以下特性: 符合ANSI/NSF 61的健康要求以及饮水系统成分健康要求。现在人们已经开始用一种酸化钠醋酸洗涤剂来清除机器上的铅污渍。但是这一行业的某些部门提出了对混合碎屑的顾虑,因为他们认为在这些混合碎屑中,铋的微量会导致在加工过程中金属的热脆。碎屑回收工业学院(ISRI)和黄铜与青铜铸造生产商(BBIM)正在研究一种碎屑回收严格的控制程序和分割程序。

  13.家用产品:

  在家用产品中, 人们选择铜是因为铜具有以下特点: 优美的外形、可靠的质量、很高的商誉、良好的设计因素、较好的物质和机械性能以较长的使用寿命。电力照明器材和火炉设备一起成为主要的家用产品范畴。

  14.服务:

  用来确定铜原料对于应力腐蚀破裂敏感度的传统方法是硝酸亚汞试验。(ASTM B154)为了响应来自ASME 锅炉和压力容器编码和美国海岸巡逻队的要求, B-5 委员会将应力腐蚀免疫的IS0 6957铜合金氨测试转换为ASTM形式。这完全出于他们对于测试溶液和样品处理的考虑。ASTM B858M,即在铜合金中用一种氨蒸汽来确定其对于应力腐蚀破裂的敏感度的方法现在是官方使用的一种方法。这种测试方法刺激了服务条件的发展,在这些条件下,可能会出现应力腐蚀破裂,并克服硝酸亚汞试验的缺点。

  15.未来展望:

  世界经济变得越来越全球化了。随着二十一世纪的到来,第三世界国家正在建立电讯链路,变成电力的主要消费者,他们在建造家园、工厂和商业建筑,这样就需要大量的铜来满足他们的需求。铜被用作工程原料已有一万年的历史了,它对人类的贡献是呈金字塔式的,与日俱增。如果没有铜,真不敢想象未来的世界将会是什么样子。

</DIV>

[aassdd 在 2007-12-19 9:44:12 编辑过]

limingxing --- 2007-06-09 08:46:40

2

铜的基本情况 1、 铜的自然属性
铜是人类最早发现的古老金属之一,早在三千多年前人类就开始使用铜。 自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少,现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的,这种矿石含铜量极低,一般在2--3%左右。 金属铜,元素符号Cu,原子量63.54,比重8.92,熔点1083Co。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。铜具有许多可贵的物理化学特性,例如其热导率和电导率都很高,化学稳定性强,抗张强度大,易熔接,具抗蚀性、可塑性、延展性。纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金,形成的合金主要分成三类:黄铜是铜锌合金,青铜是铜锡合金,白铜是铜钴镍合金。
铜冶金技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广,预计本世纪末可达总产量的20%,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 

2、铜的主要用途
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,在我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,电机和变压器的绕阻,开关以及印刷线路板等。
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100万发子弹,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。
以下是各行业铜消费占铜总消费量的比例: 行业 铜消费量占总消费量的比例
电子(包括通讯) 48%
建筑 24%
一般工程 12%
交通 7%
其他 9%
3、 铜的生产和消费
世界铜矿资源主要分布在北美、拉丁美洲和中非三地,全世界已探明的储量共3.5亿万吨,其中智利占24%,美国占16.9%,独联体占10.15%,扎伊尔占7.39%,赞比亚占4.55%,秘鲁占3.41%,美洲占了世界储量的60%。
98年全世界年产铜约1360万吨,各主要生产国的产量分别为:美国245万吨,智利233万吨,日本128万吨,中国111万吨,德国69.5万吨,俄罗斯64万吨,加拿大56万吨。
世界铜的消费主要集中在发达工业国,根据97年的消费量,美国是世界上最大的铜消费国,一年消费277万吨,约占世界消费总量的1/5,其次是日本144万吨,德国105万吨,韩国62万吨,法国58万吨,意大利53万吨,英国41万吨。我国是铜的第四大消费国,97年消费102万吨。
我国铜生产地集中在华东地区,该地区铜生产量占全国总产量的51.84%,其中安徽、江西两省产量约占30%。铜的主要消费地则在华东和华南地区,二者消费量约占全国消费总量70%。
4、 铜适合作为期货交易品种的特征
1) 铜是重要的工业生产原料,属世界性大宗商品,用途广泛;
2) 铜易储存、易运输、不易变质,能满足期货交割的基本要求;
3) 铜规格等级易于划分,质量标准、包装标准易于统一,即易于制定标准化合约;
4) 铜市场价格波动大,铜的生产商、消费商、交易商等需要一个回避价格风险的场所。
铜作为一个期货交易品种由来已久,目前国外从事铜期货交易的主要有伦敦金属交易所(LME)和纽约商业交易所-商品纽约商品交易所(NYMEX--COMEX)。 
limingxing --- 2007-06-09 08:47:14

3

铜的颜色和铜绿 非发光物体的颜色,是物体反射光在正常人眼里引起的色觉。根据色度学原理,颜色是由红、绿、兰三种原色中两种或三种匹配而成,而白光则由各占三分之一原色光混合而成。物体的颜色与确定的光波长相对应,而物体反射何种波长的光是由物体结构、相的组成、表面状况所决定。众所周知,铜是少数有颜色的金属之一,纯铜在约700毫微米波长有较高的反射率而呈现橙红。铜极易与其它元素形成合金,不同的合金,不同的元素含量又具有不同的色泽。铜与锌的合金称为黄铜,随着锌含量的增加,黄铜颜色由红变为金黄。铜与铝、锡等元素形成的合金称为青铜,其颜色为黄带绿色泽。铜与镍形成的合金称为白铜,含镍30%的合金是著名的耐蚀白铜,含有锌和镍的锌白铜具有美丽的银白色。各种元素在铜中含量由少变多的时候,其合金颜色沿红黄青白方向变化。 铜及合金具有丰富的色泽,铜的化合物也具有不同的颜色。铜具有高的正电位,铜不能置换氢,因此在空气、水溶液、非氧化性酸、有机酸和非氧化性有机化合物介质中均有良好的耐蚀性,特别是在流动的淡水和海水中具有优良的耐蚀性能。铜易被氧化,在室温下铜的氧化能够缓慢的进行,生成氧化亚铜Cu O,呈玫瑰红的颜色。氧化亚铜呈极薄的一层,极其牢固地附着在铜的表面,不易剥离。这层薄膜具有很强的保护作用,破坏后可以迅速再生。这是铜及合金具有优良耐蚀性能的原因之一。当温度高于250 C时,铜迅速被氧化,生成氧化铜CuO,呈黑色,它很容易使用酸洗办法除去。铜制器长期暴露在空气中,由于大气含有CO 、H O、SO 、H S等,铜的氧化物就会变成复盐,主要是碱式碳酸铜CuCO ·Cu(OH) 和碱式硫酸铜 CuSO ·3Cu(OH) 。这两种复盐呈兰绿色。这种薄膜防止金属继续氧化腐蚀,起到良好的保护作用。铜制器长期暴露在大气下,其表面颜色经历了红色 红绿色 棕色 兰绿色的变化过程,大约10年之后,其表面就会被众所周知的铜绿所覆盖。铜绿的主要成分为碱式碳酸铜,具有保护作用。这一点不但有金属腐蚀保护理论为依据,也为千百年实践所证明。在出土的大量铜制器中,均为铜绿所覆盖,制器早已锈迹斑斑,有些已经变成氧化物而灰飞烟灭了。因此,室外铜工艺品、铜导线、铜管路、食品储藏装置等往往不需要予以专门的保护。铜绿不但对铜制品具有保护作用,而且具有美丽的颜色。铜绿的形成方法已经成为一种人工的技术。 铜及其化合物不象某些其它的金属,如铅和汞那样对人体有毒害作用。铜壶、铜锅和铜制盛水容器等已经用了几千年了。至今尚未发现从事与铜或铜化合物有关工作的人染有与铜有关的职业病。相反,时常可以听说这些人看起来更健康而且不易患感冒和一些其它的疾病。铜不但是动物和植物所必须的微量元素,而且在铜制品表面各种微生物和细菌不易存活。特别是在海洋条件下,海洋生物不能附着。因此,铜对人类,对环境是非常有利的。这种特殊功能已经广泛的被应用。资料表明,用90-10白铜包覆的船只由于防止海生物生长,船速可以提高,同时可以省去涂层,简化维修工作量,具有十分广阔的发展前景。由于铜及合金具有良好的加工性能,传热性能,再生性,在热交换器,空调器中得到了广泛应用。特别是在建筑行业中,铜水管比镀锌钢管更具有突出的优点。在发达国家和地区,民用建筑,热水容器,自来水管,煤气管,暖气和下水道等广泛使用了铜及其合金。英国每个住宅平均用铜量为100-200公斤。日本学者对水道用铜管进行了长期调查证明:铜水管具有优秀的耐蚀性和无毒性能,在未来的人民生活中极具应用前景。

limingxing --- 2007-06-09 08:47:52

4

铜与环境

1、 铜--绿色面孔的红色金属

铜,具有绿色面孔的红色金属,无论是作为具有广泛应用性的材料还是作为对人类自身健康有很大影响的的微量元素,铜都是人类生存不可缺少的。所有生物都需要铜,铜作为地壳中的一种自然元素,已经通过自然界的迁移转化而结合到生物的机体和组织之中。没有铜,地球上的大部分生物将不能生存。

2、 铜--地球中蕴藏丰富的金属

铜是一种在地壳不同深度都能找到的金属。在地表面和岩石层中、在淡水和海水以及在动物体中,都能找到铜。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分成铜矿石。1997年,世界上已探明陆地上的铜金属储量约为3.1亿吨,主要分布在南美、北美、东欧、非洲、亚洲及大洋州等。

3、 铜--可以百分之百回收利用的金属

在人类使用铜大约一万年的过程中,一直在利用其可回收的优点。据最新数据,全世界每年所用1500万吨铜中,38%是由用过的铜再生得到的。如果从长寿命的铜产品如电线电缆、屋顶和管道来看,铜可回收利用的价值就更加明显。电线电缆和铜水管一般能持续使用数十年;建筑用铜,如包层和屋顶则可以持续一百多年。铜制汽车散热器是再生铜的另一个主要来源。

尽管铜可以无限地多次使用,但世界对铜的需求不能只靠再生铜来满足,必须不断开采新铜来补充对铜的日益需求。

4、 铜--人类和自然界生物不可缺少的微量元素

铜是人类健康和动植物生长不可缺少的微量元素。据世界卫生组织调查,缺铜是影响世界各地人们健康的一个共同问题。当然,如果铜超量,也会造成危害。调查证实,因铜不足造成的对人体健康的危害要比铜过量严重得多。已经发现,在发达国家人们从食物中摄取的铜量仍不能满足人体的需要,存在缺铜较多的高危人群。

全世界土壤中都有铜,但含量不同。农业用地和家畜养殖用地的许多土壤中铜含量不足,这是困扰农业的一个难题。同人类一样,植物和动物的健康生长和发育也都依赖于吸收足够的铜。铜缺乏一直是全球食物生产中的一个主要问题,导致了农作物和畜产品大量的浪费。全世界两种最重要的食用作物--稻谷和小麦都需要土壤中有充足的铜,其他一些重要食物,如柑橘、燕麦、菠菜、胡萝卜等也都一样。在家畜中,牛和羊一般也表现出缺铜。牛缺铜,出现"眼镜病",羊缺铜导致"摇摆"病。为了治愈羊的这种病,世界各地,特别是欧洲、北美和许多热带国家的农业花费了大量资金。对于猪,铜则是其迅速生长的催生剂。

近年,由于在农业上采用先进技术,施加大量的氮、磷等肥料,在产量显著增加的同时,过量地消耗了土壤中的有效铜。如果得不到及时补充,不但使原来的贫铜现象恶化,而且使原来可以充分供应铜的土壤也变成贫铜土壤。改变铜缺乏最有效的措施是进行土壤改良。为此,将含铜充足的污泥加入缺铜的土壤中是最有效的方法。要防止环境污染,对土地进行综合治理是非常必要的。

5、 铜--环境中的浓度处于安全界限之内

我们在长期的生活中会注意到这样一个事实:铜在环境中的浓度一直处于安全界限之内。铜使用从未,也不会造成严重的后果。只要人类在使用铜时,采取精心的管理措施,就会保证铜在环境中的浓度维系在安全界限之内。

长期以来,铜向人类显示了它友善的绿色面孔,人类应最大限度和充分合理地使用铜,使其发挥最大的能量

limingxing --- 2007-06-09 08:48:35

5

湿法炼铜给铜工业带来的影响
(1) 可以处理低品位铜矿,美国采用堆浸处理的铜矿石品位甚至低到0.04%。过 去认为无法处理的表外矿、废石、尾矿等均可作为铜资源被重新利用,因此大大扩大 了铜资源的利用范围; (2) 湿法炼铜由于工艺过程简单,能耗低,因此生产成本低。1997年西方SX-EW 铜平均的生产成本为43美分/ 磅,这包括8 美分/ 磅采矿费、15美分/ 磅浸出费用、1 8 美分/ 磅的SX-EW费用、2 美分/ 磅的管理费用。而1997年西方火法铜的平均生产 成本为70美分/ 磅; (3) 投资费用低、建设周期短。国外大型的湿法炼铜厂的单位投资费用为2300$/t Cu,而火法铜的单位投资费用超过4500$/tCu。中国湿法炼铜厂由于设备简陋,单位 投资费用只有1 ~1.2 万元/t; (4) 没有环境污染问题。湿法炼铜工艺没有SO2 烟气排放,硫化矿加压浸出时硫 可以S 。的形式产出,避免了硫酸过剩问题。特别是地下溶浸技术不需要把矿石开采 出来,不破坏植被和生态,从根本上改善了采矿工人的劳动条件; (5)阴极铜产品质 量高。由于溶剂萃取技术对铜的选择性很好,因此铜电解液纯度很高,产出的阴极铜 质量可以达到99.999%,再加上采用了Pb-Ca-Sn合金阳极以及在电解液中加Co2+等措 施,有效地防止了铅阳极的腐蚀,保证了阴极产品的质量; (6)生产规模可大可小, 这尤其适合于中国企业的特点。 正因为湿法炼铜有这样一些显著的优点才使其得以迅速的发展,当1997年下半年 到1998年由于亚州金融危机而引发了有色金属价格急剧下滑,铜价持续走低,西方一 些铜公司关闭了他们成本较高的火法炼铜厂,但在此期间世界湿法炼铜产量仍然强劲 地增长著,由此可以说明湿法炼铜技术的生命力。 过去认为浸出-萃取-电积工艺 只适于处理那些废石、氧化矿、低品位矿,即只适于处理那些火法冶金不好处理或不 经济的矿石,但近几年由于生物技术、加压浸出技术的发展和工业化已经改变了人们 这种认识,采用生物堆浸完全可以处理高品位的次生硫化矿,而且达到了很大的生产 规模,已成为一种很成熟的生产方法。采用加压浸出技术处理高品位的次生硫化矿也 已实现了工业化,并且达到了5 万t/aA级铜的生产规模,操作成本只有35美分/ 磅。 可以看到近年来湿法炼铜的主攻方向已经从氧化矿和废石转向了硫化矿,甚至把以黄 铜矿为主要成份的铜精矿作为了挑战的目标。相信在不久的将来人们可以实现采用湿 法冶金技术处理任何铜矿,而且在投资和成本上能与火法冶金展开竞争。
limingxing --- 2007-06-09 08:50:59

6

铜——一种耐用的金属

大家都知道铜是一种红色金属,同时也是一种绿色金属。说它是绿色金属,主要是因为它耐用,容易再溶化、再冶炼,因而回收利用相当地便宜。1997年, 从美国加工的碎屑中回收了145万吨铜,也就在同一年美国还出口了379,000吨的铜和铜合金。美国从国内矿藏和国外原料中所提取的初级精铜总量20吨。大约2/3的含铜碎屑都是新碎屑,而1/3是旧碎屑。

铜是相当耐用的。它具有导电性,通常不会随着时间的推移而腐蚀或恶化。因而铜经常用于生产使用寿命比较长的产品。1997年建筑业对铜的消耗量大约占全美国铜消耗量的42%,比1960年增长22%。现在家中对铜的使用也比过去50年或100年前明显增多了。

一个建筑的基础设施可以扩大或现代化,但是家居或办公室中的铜线、铜管和黄铜配件则几乎不需要替换。因为铜的使用寿命比较长,并且家居中所包含的铜要比现在建筑结构中所包含的要少, 所以建筑和建设行业里只有少量的铜碎屑。

对于建筑铜线、铜管和铜配件来说, 旧铜屑的回收率(即旧铜屑的消耗量与铜的消耗总量的比值)与钢、铝和塑料相比是比较低的。其原因是包装产品(都是钢、铝和塑料的主要终端用户)只有长达几星期的周期,可以在一年内回收好几次。但是从另一个角度讲,铜制产品一般使用寿命比较长。这就影响了用来回收的铜屑的供应量。

在二十世纪60年代, 铜最大的使用市场是电器和电子市场,约占总数的28%。1997年,这两个市场成为铜消耗的第二大终端用户,拥有25%的股份。在许多电器产品中,(例如: 电线、母线、变压器绕组、重型马达、电话线和电话电缆)铜的使用寿命都相当地长,只有经过20到50年以后,里面的铜才可以进行回收利用。其他含铜的电器和电子产品(比如:小型电器和消费电子产品)使用寿命则比较短,一般是5-10年。商业性电子产品和大型电器产品通常要回收的,因为它们除含有铜以外,还有其他珍贵的金属。尽管如此,小型的电子消费产品的回收率还是相当低的, 因为它们里面几乎没有多少铜元素。

随着电子领域科学技术的快速发展,一些陈旧的含铜产品越来越过时了。比如,在二十世纪80年代, 电话转换站和中央营业所是铜和铜合金碎屑的主要来源,但是数字转换的出现使得这些笨重的、金属密集的东西变得越来越过时了。

交通设备是铜的第三大市场,约占总数的13%,与二十世纪60年代基本相同。尽管交通的重要性没有改变,但是铜的使用形式却发生了很大的变化。许多年来,自动散热器是这方面最重要的终端用户;然而,铜在自动电器和电子产品中的使用飞速增长,而在热交换器市场中的使用则有所下降。小轿车的平均使用寿命是10-15年,几乎所有的铜(包括散热器和配线)都是在它的整体拆卸和回收前来进行回收的。

工业机器和设备是另外一个主要的应用市场,在当中铜往往有比较长的使用寿命。然而,铜在这一市场中的使用并没有增长,现在只占总使用量的12%,而60年代则是21%。消费产品和一般性产品的相对重要性也从60年代的13%降到70年代的9%。硬币和军火是这方面主要的终端用户。子弹很少回收,一些硬币可以熔化,而还有许多则由收藏者或储蓄者保存,不可以进行回收。

铜很容易回收:

铜和铜合金回收起来很容易。美国拥有发达的基础设施,可以将铜屑提供给熔炼厂、冶炼厂、轧铜厂、铸造厂、铸锭厂和其他地方。这些加工厂需要铜屑来进行加工或是为了节约成本。1997年大约19%的铜是用熔炉加工的。在美国熔炼的铜大部分来自与采矿作业相联系的初级冶炼厂。这些工厂中的大部分并不使用铜屑,尽管有一些会使用少量的铜屑来控制转换器中熔化铜的温度。在美国,有两个中级冶炼厂,在Illinois州的Chemetco 厂和在乔治州的南方电力设备厂,这个厂主要加工铜屑。这些厂的原料都是没有杂质的旧铜屑,在进行回收之前,这些旧铜屑必须得升级。

美国的大部分初级精炼厂都依赖初级冶炼厂的泡铜和正电极作为它们主要的原料供应来源。不过,还是有一小部分精炼厂加工高级的一号铜屑或收购铜屑中的泡铜或正电极。一般来说, 用火冶炼的铸块或是从二级原料中获得的负电极并不是可以用于任何地方。这些原料的大部分都用在轧铜厂。二次阴极可能不适合用于细线的生产,所以它最初只是用于往宅线的生产。一些二次阴极还与来自初级冶炼厂的阴极混合,用于其他电线和电缆的生产中。

南方电缆厂利用高级铜屑来生产阴极,这种阴极与购买的负电极一同用于电线和电缆的生产中。Warrenton精炼厂是另一个铜屑加工厂,它主要生产火法精炼的铸块。Reading工业和Cerro铜业经营管理为制管厂提供原料的铜屑加工厂。加拿大的Noranda和Asarco在它们的初级冶炼厂中都使用高级铜屑。美国的精炼厂加工的铜屑占全美回收铜的10%左右。

轧铜厂是美国最大的铜屑消费者,约占全美铜屑消费总量的50%以上。这些轧铜厂既使用铜屑,也使用合金铜屑。这些原料必须是高级的,因为它只是要再冶炼一次,并不进行任何精炼。其中的许多铜屑都是新的。比如,在合金棒磨机厂所使用的铜屑很大一部分是来自消费者的回炉废铜。回炉废铜也是条铜和片铜生产商的一个主要原料供应源,但是制管厂都是用买来的铜,而不是上税的铜。碎屑中平均约含有56%全美轧铜厂所需原料。

铸锭生产厂和铸造厂都依靠碎屑来获得铜,在1997年,铜屑占他们铜需求量的93%。生产铸造产品对这种原料的要求一般来说没有生产包金铂产品或绘制产品的要求苛刻,因此铸块生产商和铸造厂就可以用低级的铜和铜合金碎屑来进行生产。

铜有很高的内在价值,它使铜的回收变得相当地经济。碎屑收藏者、交易者、加工者和消费者所需要的基本设施都没有得到市政府的支持,也没有任何报酬项目。

当轧铜厂将铜屑从消费者那儿回收来的时候,这些铜屑的价格只是铜屑中金属价格的90%。例如,当铜棒磨厂调整它们的价格时,他们就会规定一个“黄铜棒金属价值销售价”和一个“向消费者回收的回收价”

在美国的股市上,铜屑的售价一般要比Comex 交易市场上规定的铜价略低一些。

cautoc --- 2007-11-02 23:10:00

7

可作为基本培训教材的一部分,不错.

你了解现在铜PC板和普通板的区别么?想了解一下

afn8 --- 2009-03-16 22:58:53

8

good
-- 结束 --