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“工业的黄金”--铜

        铜是人类普遍使用最早的金属。人类在经过漫长的石器时代之后,在劳动中最早发现并使用的金属就是铜。人类也就是从这时起,开始用金属来制造自己必需的武器和生产工具。由于这一时期人类使用的武器和工具主要是用铜制造的,故而我们把这一时期叫做“铜器时代”。据考古研究证明,埃及人早在公元前就已认识铜了。我国劳动人民也早在 4000 年前就已开始使用铜,是世界上最早使用铜的国家之一。由于铜器比石器好用得多,而且损坏 了可以再冶炼重新制造。因而,铜器的使用标志着人类发展上的一个重大进步。
        我们的祖先一开始使用的是纯铜,即红铜。红铜之后,发展到使用铜锡合金的青铜。青铜熔点比红铜低,硬度大,而且又比较耐腐蚀,因此得到广泛的应用。距今两三千年前的商、周时代,我国当时已有世界上规模很大,发达的青铜器制造业。当时已不止能制造小型的器物,还能制造大型的食具、酒器和武器。如著名的“司母戊”大方鼎,高 137 厘米,长 110 厘米,宽 78厘米,重 875 公斤,造于商代后期,是我国青铜时代杰出的代表作。
        据研究,商代冶炼青铜的铜矿物主要是孔雀石。这是因为孔雀石是含铜的硫化矿物在地表氧化,然后与矿物发生化学反应而形成的,它常呈美丽的绿色和翠绿色,十分引人注目,同时孔雀石的熔点比较低,容易从中炼出铜,因此利用的最早。
        铜之所以最先被我们的祖先发现并使用,不外乎有这样几点原因:一是铜经常以自然铜状态出现。而自然铜不需冶炼就能使用,这对人类来说是很省事的;同时它的美丽的红色的灿烂的金属光泽很引人注目。二是即使不是自然铜,铜的一些氧化物也是比较容易冶炼的,而且冶炼的方法很容易发明。三是铜的硬度不大,便于加工。
        在自然界中,含铜的矿物约有 170 种,但现代工业用来冶炼的矿物仅 12种。由于铜和硫是一对很好的朋友,常常形影不离地呆在一起,因此,在自然界里,铜主要是呈硫化物产出。含铜矿物中最主要的是黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿三种,它们的含铜量通常在 35%~80%之间。
        这些形形色色的铜矿物的形成,最初均与岩浆活动有关。当岩浆侵入地壳中的时候,由于温度、压力的改变,其中的铜元素结晶形成含铜的矿床;如果岩浆侵入到石灰岩或白云岩中时,炽热的岩浆往往在与石灰岩、白云岩的接触地带发生化学反应(置换反应)而生成铜矿床;有时岩浆侵入其他岩石的裂隙、孔隙或空洞中时,岩浆中的铜元素在这些裂隙、孔隙或空洞中沉淀出来也可以形成铜矿床。此外,在火山爆发时,温度极高,压力很大的岩浆也侵入地壳或喷出地表的时候,也可以形成很大的铜矿床。和其他许多矿床的形成一样,原来铜矿床如果露在地表时,在外力的作用下,也可以形成沉积铜矿床。
        铜有美丽的红棕色光泽,性柔软,用小刀也能刻动它,比重很大,比同体积的水约重 8~9 倍。它的展性和延性都很好,能压成很薄的铜片和抽成很细的铜丝。铜的导电性仅次于银,比其他任何金属都好。因而在电机机械、电力传输线、通讯电缆等的制造业中占有重要的地位,也就成为电器工业铜的最大用户了。也就是说,它是实现电气化必需的物质基础。此外,铜还有很强的传热性和化学稳定性,在有机化学工业中有广泛的用途。如制糖工业的真空器、制酒用的蒸馏锅、酿造锅、冷藏器、加热器等都是用铜制造的。
        铜还有一个重要的性质,就是它可以和许多金属熔成具有不同用途的合金。铜的合金在机械工业等方面,也有较多的用途。
        铜的硫酸盐还可以做果树的杀虫剂和木材防腐剂。
        铜在地壳中的含量算不上很丰富,它只占地壳总重量的 0.01%。就目前全世界铜的探明储量而言,约合金属铜 3 亿多吨,看来这项资源还是比较紧张的,不过由于每年都不断地发现许多新的铜矿,这又给我们增添了信心和希望。
        我国的铜矿资源在全世界来看,还是比较丰富的。目前的探明储量已达5000 多万吨,约占全 13.15%,仅次于世界著名的产铜国智利、美国,居世界第三位。
        新中国成立以来,由于广大地质勘探人员的辛勤劳动,在我国辽阔的大地上,发现了多处储量巨大的铜矿。例如江西的德兴,云南的东川,安徽的铜陵,湖北的大冶,甘肃的白银、金昌,西藏的昌都地区以及横断山区等地都是我国著名的铜矿基地。尤其是江西的德兴,已探明储量达 900 万吨,远景储量还可能进一步扩大,是世界少有的特大铜矿之一。此外,横断山区金属成矿带上,探明储量也不少,达 700 多万吨。西藏的昌都地区发现的特大铜矿,其探明储量也达 600 多万吨。所有这些铜矿床的发现和开发,对我国的电气化的实现将会做出重要的贡献。


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