銅礦

銅礦

銅礦指可以利用的含銅的自然礦物集合體的總稱,銅礦石一般是銅的硫化物氧化物與其他礦物組成的集合體,與硫酸反應生成藍綠色的硫酸銅。銅的工業礦物有:自然銅﹑黃銅礦輝銅礦黝銅礦﹑藍銅礦﹑孔雀石等。已發現的含銅礦物有280多種,主要的隻有16種。中國開採的主要是黃銅礦(銅與硫、鐵的化合物),其次是輝銅礦斑銅礦

  • 中文名稱
    銅礦
  • 外文名稱
    Copper mine
  • 類型
    石材
  • 作用
    提煉

基本概述

銅礦石一般是銅的硫化物氧化物與其他礦物組成集合體,與硫酸反應生成藍綠色的硫酸銅。自然銅礦物有各種各樣的顏色。黃銅礦呈亮黃色,斑銅礦呈暗銅紅色,氧化後變為藍紫斑狀;輝銅礦(硫化二銅)鉛灰色;銅藍(硫化銅)靛藍色;黝銅礦是鋼灰色;藍銅礦(古稱曾青或石青)呈鮮艷的藍色。在古代文獻中,青色即指深藍色。 全世界探明的銅礦儲量約6億多噸,儲量最多的國家是智利,約佔世界儲量的三分之一。我國有不少著名的銅礦,如江西德興安徽銅陵地區、山西中條山、甘肅白銀廠、雲南東川、黑龍江多寶山、西藏江達縣玉龍、墨竹工卡縣驅龍等。在金屬王國裏,銅的導電性僅次于銀。銅礦比銀礦多且價格便宜。當今世界,一半以上的銅用于電力和電訊工業。

開發歷史

自人類從石器時代進入青銅器時代以後,青銅被廣泛地用于鑄造鍾鼎禮樂之器,如中國的稀世之寶--商代晚期的司母戊鼎就是用青銅製成的。銅礦石被稱為"人類文明的使者"。 銅在地殼中的含量隻有十萬分之七,可是在四千多年前的先人就使用了,這是因為銅礦床所在的地表往往存在一些純度達99%以上的紫紅色自然銅(又叫紅銅)。它質軟,富有延展性,稍加敲打即可加工成工具和生活用品。 商代銅器--龍虎石尊銅礦上部的氧化帶中,還常見一種綠得惹人喜愛的孔雀石。孔雀石因其色彩像孔雀的羽毛而得名。它多呈塊狀、鍾乳狀、皮殼狀及同心條帶狀。用孔雀石製成的 綠色顏料稱為石綠,又叫石錄。孔雀石別號叫"銅綠",它還是找礦的標志。1957年,地質隊員來到湖北省大冶銅綠山普查找礦,通過勘探,發現銅綠山是一個大型銅、鐵、金、銀 、鈷綜合礦床。

南美洲智利,號稱"銅礦之國"。那裏有個大銅礦,也是外國人根據孔雀石發現的,那是18世紀末葉的一個趣聞。當時,智利還在西班牙殖民者的統治下。一次,有個西班牙的中尉軍官,因負債累累而逃往阿根廷去躲債。他取道智利首都聖地亞哥以南50英裏的卡佳波爾山谷,登上1600米高的安第斯山時,無意中發現山石上有許多翠綠色的銅綠。他的文化素養使他認識到這是找銅的"礦苗",于是帶著礦石標本去報礦。後經勘查證實,這是一個大型富銅礦。這座銅礦特命名為"特尼恩特"(西班牙文意為"中尉")。它是目前世界上最大的地下開採銅礦,年產銅錠30萬噸。

銅礦

分類分布

1.海相火山岩黃鐵礦型銅礦床。產于下古生代石英角斑岩和細碧岩中。呈透鏡狀﹑似層狀。礦石礦物以黃銅礦黃鐵礦為主。銅品位一般大于 1%。如中國甘肅白銀廠﹑青海紅溝等礦床。

2.超基性岩中的熔離型銅鎳硫化物礦床。產于下古生代純橄岩﹑輝橄岩﹑橄輝岩岩體的中﹑下部。呈似層狀﹑透鏡狀。礦石礦物以黃銅礦鎳黃鐵礦為主。銅品位一般小于 1%。如中國甘肅金川﹑新疆喀拉通克等礦。

3.變質岩層狀銅礦床。產于中元古代白雲岩﹑大理岩﹑片岩片麻岩中﹐沿層產出。礦體呈層狀﹑似層狀﹑透鏡狀。礦石礦物黃銅礦斑銅礦為主。銅品位一般大于1%。如雲南東川湯丹﹑山西中條山胡家峪等礦。

4.夕卡岩型銅礦床。產于中酸性侵入岩體和碳酸鹽岩的接觸帶內外。礦體以似層狀﹑透鏡狀﹑扁豆狀為主。礦石礦物主要為黃銅礦﹑黃鐵礦。銅品位一般大于1%。如安徽銅官山﹑江西城門山等礦。

5.斑岩銅礦床。產于中生代﹑新生代花崗閃長斑岩﹑二長斑岩﹑閃長斑岩等及其圍岩中。礦體呈似層狀﹑透鏡狀。礦石礦物以黃銅礦為主。銅品位一般小于 1%。礦床常為大﹑中型。如江西銅廠﹑黑龍江多寶山﹑西藏玉龍、驅龍等礦。

6.砂岩型銅礦床。產于中生代陸相砂岩與砂頁岩中。礦體呈似層狀﹑透鏡狀。礦石礦物以輝銅礦為主﹐其次為斑銅礦黃銅礦等。銅品位多大于1%。如雲南郝家河﹑四川大銅廠等礦。

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介紹

斑銅礦

銅和鐵的硫化物(Cu5FeS4)礦物,含銅量 63.3%,提煉銅的主要礦物原料之一。為等軸晶系,其高溫變體為等軸晶系,稱等軸斑銅礦。表面易氧化呈藍紫斑狀的錆色,因而得名。新鮮斷面呈暗銅紅色,金屬光澤,莫氏硬度 3 ,比重4.9~5.0。常呈致密塊狀或分散粒狀見于各種類型的銅礦床中,並常與黃銅礦共生。也形成于銅礦床的次生富集帶,但不穩定,而被次生輝銅礦銅藍置換。在地表易風化成孔雀石和藍銅礦。中國雲南東川等銅礦床中有大量的斑銅礦。世界代表性產地是美國蒙大那州的比尤特,墨西哥卡納內阿和智利丘基卡馬塔等。

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化學組成

Cu5FeS4,Cu63.33%,Fe11.12%,S25.55%。由于斑銅礦經常含有黃銅礦輝銅礦顯微包裹體,其實際成份變動很大;因為在高溫時(>400℃)斑銅礦與黃銅礦,輝銅礦呈固溶體,低溫時發生固溶體離溶;

鑒定特征

斑銅礦,可以從其特有的暗銅紅色及錆色中加以鑒定,並和輝銅礦黃銅礦區別; 成因產狀:斑銅礦為許多銅礦床中廣泛分布的礦物;在熱液成因的斑岩銅礦中,與黃銅礦,有時與輝鉬礦黃鐵礦呈散染狀分布于石英斑岩中;還見于某些接觸變質的矽卡岩礦床中和銅礦床的次生富集帶中;著名產地:世界著名產地有英國Cornwall和美國Alaska州(SaltChuokmine)Arizona州(Bagdad)等地。名稱來源:1845年Haidinger為紀念奧地利礦物學家IgnatiusvonBorn(1742-1791)用其名字命名的銅和鐵的硫化物;

晶體形態

四方偏三角面體晶類;晶體可見等軸狀的立方體、八面體菱形十二面體等假象外形,但極為少見,通常呈致密塊狀或不規則粒狀;晶體結構:晶系和空間群:四方晶系(高溫變體),空間群D42d-P421c(高溫變體);晶胞參數:a0=1.095埃;粉晶資料:1.937(1)3.18(0.6)2.74(0.5)

物理性質

硬度:3;比重:4.9-5.3g/cm3;解理:(111)解理不完全;斷口:貝殼狀斷口;顏色:新鮮面呈暗銅紅色,在不新鮮面常被藍紫斑狀錆色所覆蓋;條痕:灰黑色;透明度:不透明;光澤:金屬光澤;發光性:無;其他:性脆,具導電性。

光學性質

反射色。新拋光面亮玫瑰褐色,但很快變暗而帶紫。反射率:18.5(綠光),19(橙光),21(紅光)。晶體化學:理論組成(wB%):Cu 63.33,Fe 11.12,S 25.55。因常含黃銅礦輝銅礦銅藍等顯微包裹體,實際成分範圍:Cu 52~65,Fe 8~18,S 20~27。高溫(>475℃)時,斑銅礦黃銅礦輝銅礦固溶體;低溫時,斑銅礦和黃銅礦分離。 結構與形態:等軸晶系,a0=1.093nm;Z=8。晶體結構相當復雜。其中S作立方最緊密堆積,位于立方面心格子的角頂和面心,陽離子充填8個四面體空隙,但陽離子向四面體的中心移動,硫的強定向鍵隨著金屬接近面心而使結構穩定。金屬原子佔據每個四面體面上6個可能位置之一,每個四面體提供24種亞位置。Cu和Fe原子隨機地佔據尖端向上和向下的四面體空隙的3/4。四面體共棱。 六八面體晶類,Oh-m3m(3L44L36L29PC)。常呈致密塊狀或不規則粒狀。產狀與組合

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產于基性岩及有關的Cu-Ni等礦床中與黃銅礦鈦鐵礦等共生。產于熱液型礦床中的斑銅礦,常含有顯微片狀黃銅礦包裹體,與黃銅礦、黃鐵礦方鉛礦黝銅礦硫砷銅礦輝銅礦等共生;有時與輝鉬礦、自然金等共生。還見于某些夕卡岩礦床中,與其它銅的硫化物共生。在氧化帶易轉變成孔雀石、藍銅礦、赤銅礦褐鐵礦等。

鑒定特征:特有的暗銅紅色及錆色,硬度低。溶于硝酸,有銅的焰色反應。

工業套用

斑銅礦表面易氧化而呈紫藍斑雜的錆色。斑銅礦的新鮮斷面呈暗銅紅色,金屬光澤,摩斯硬度3,常成致密塊狀或分散粒狀見于各種類型的銅礦床中,並經常與黃銅礦共生,斑銅礦也形成于銅礦床的次生硫化物富集帶中。斑銅礦在地表易風化成孔雀石和藍銅礦。中國雲南東川等銅礦床中有大量斑銅礦。世界其他主要產地有美國蒙大那州的比尤特,墨西哥的卡納內阿,智利的丘基卡馬塔等。銅廣泛用于電氣﹑機械﹑車輛﹑船舶﹑建築工業和民用器具。

黝銅礦

黝銅礦Tetrahedrite,是一種、銻的硫化物礦物,通常產在礦脈中,與銅、銀、鉛和鋅的礦物共生,黝銅礦常含有一些,並隨砷的含量增加,向砷黝銅礦過渡,砷黝銅礦是固溶體的砷端成員。這兩個礦物的產狀、四面體的晶體外形和物理性質都很相似,以至不用化學方法就不能區別 它們。雖然,銅是主要的金屬,但是,鐵和常替代銅。在含銀的變種,銀黝銅礦中,銀含量可高達18%,使這礦物成為一個有價值的銀的礦石礦物。

化學成分

黝銅礦的化學成分為Cu12Sb4S13、晶體屬等軸晶系的硫鹽礦物單晶體常呈四面體(tetrahedron),英文名即由此而來。

銅礦

與其他銅礦的關系

黝銅礦與砷黝銅礦Cu12As4S13成類質同象系列。它們成分中的銅可被銀、鋅、汞、鐵等類質同象置換。當某種元素達到一定含量時,則相應構成黝銅礦或砷黝銅礦的亞種,如銀黝銅礦、黑黝銅礦(含汞)等。黝銅礦和砷黝銅礦呈鋼灰至鐵黑色,半金屬光澤摩斯硬度3~4,比重4.6(砷黝銅礦)至5.0(黝銅礦)。通常呈致密塊狀或粒狀見于銅、鉛、鋅、銀等金屬硫化物的熱液礦床中。黝銅礦雖然是分布最廣的一種硫鹽礦物,但數量一般不大,通常與伴生的其他銅礦物一起作為銅礦石利用。銀黝銅礦是提煉銀的來源之一。美國愛達荷州的桑夏恩以產銀黝銅礦著名。中國一些多金屬礦床中有不同數量的黝銅礦產出。

黑銅礦

礦物名稱

黑銅礦(黑銅礦變種與矽孔雀石半生) Tenorite var Melaconite with chrysocolla。 礦物概述:化學組成:CuO;Cu 79.89%,O 20.11% 鑒定特征:顯微鏡下具有強非均質性

成因產狀

產于銅礦床氧化帶和熔岩裏;中國湖北大冶矽卡岩型銅鐵礦床氧化帶產出的黑銅礦,是輝銅礦風化產物,與黃銅礦斑銅礦赤銅礦赤銅鐵礦、自然銅、銅藍、孔雀石等礦物共生或伴生;熔岩裏產出的黑銅礦是升華作用的產物;著名產地:世界著名產地有中國雲南、西藏等地。 名稱來源:Tenorite源自義大利植物學家M.Tenore的名字; 晶體形態:斜方柱晶類;晶體呈發育的細小板狀或葉片狀,有時彎曲;主要單形有:平行雙面a、c;斜方柱f、p、o;

晶體結構

晶系和空間群:單斜晶系;晶胞參數:a0=4.662,b0=3.417,c0=5.118埃; β=99°29¹;z=4;

粉晶資料

2.52(1)2.32(0.96)2.53(0.49)

物理性質

硬度:3.5-4.0 ;比重:5.8-6.4g/cm3 ;解理:解理在[011]晶帶內;斷口:貝殼狀斷口;顏色:鋼灰色、鐵黑色到黑色等;條痕:黑色;透明度:不透明;光澤:金屬光澤 發光性:無;其他:性脆。光學性質:薄片中褐色。二軸晶。Nm=2.63(紅光)。具明顯多色性,Nm-亮褐,Ng-暗褐。光性方位:Nm//b,Np∧a=0°±。反射色亮灰白帶黃。反射率Rm:20(紅光),27.1(藍光)。雙反射白到灰白。

提煉流程

浸染狀銅礦石的浮選

一般採用比較簡單的流程,經一段磨礦,細度-200網目約佔50%~70%,1次粗選,2~3次精選,1~2次掃選。如銅礦物浸染粒度比較細,可考慮採用階段磨選流程。處理斑銅礦的選礦廠,大多採用粗精礦再磨-精選的階段磨選流程,其實質是混合-優先浮選流程。先經一段粗磨、粗選、掃選,再將粗精礦再磨再精選得到高品位銅精礦和硫精礦。粗磨細度-200網目約佔45%~50%,再磨細度-200網目約佔90%~95%。

致密銅礦石由于黃銅礦黃鐵礦致密共生,黃鐵礦往往被次生銅礦物活化,黃鐵礦含量較高,難于抑製,分選困難。分選過程中要求同時得到銅精礦和硫精礦。通常選銅後的尾礦就是硫精礦。如果礦石中脈石含量超過20%~25%,為得到硫精礦還需再次分選。處理致密銅礦石,常採用兩段磨礦或階段磨礦,磨礦細度要求較細。葯劑用量也較大,黃葯用量100g/(t原礦)以上,石灰8~10kg(t原礦)以上。

資源評估

全世界探明的銅礦儲量約6億多噸,儲量最多的國家是智利,約佔世界儲量的三分之一。中國有不少著名的銅礦,如江西德興安徽銅陵、山西中條山、甘肅白銀廠、雲南東川、西藏玉龍等。 在金屬王國裏,銅的導電性僅次于銀。銅礦比銀礦多且價格便宜。當今世界,一半以上的銅用于電力和電訊工業。

市場前景

根據彭博,Codelco董事長Oscar Landerretche表示,銅價未來在每磅2美元至2.10美元之間波動,且波動性很高,銅價在2016年和2017年將延續供應過剩的局面,而此後市場供應將在2018年出現5萬至10萬公噸的短缺,在2019年將出現30萬公噸至40萬公噸的短缺。​

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