銅(Cuprum)是(shi)(shi)一種(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)素,也是(shi)(shi)一種(zhong)過(guo)渡元(yuan)素,化學符(fu)號Cu,英文copper,原子(zi)(zi)序數(shu)29。純銅是(shi)(shi)柔軟的(de)金(jin)屬(shu)(shu),表(biao)面剛切開時為紅橙色(se)帶金(jin)屬(shu)(shu)光澤,單質呈(cheng)紫紅色(se)。延展(zhan)性(xing)(xing)好,導熱性(xing)(xing)和(he)導電性(xing)(xing)高,因此(ci)在電纜和(he)電氣、電子(zi)(zi)元(yuan)件是(shi)(shi)最常用(yong)的(de)材(cai)料,也可用(yong)作建筑(zhu)材(cai)料,可以組成眾多(duo)種(zhong)合(he)金(jin)。銅合(he)金(jin)機械(xie)性(xing)(xing)能優異,電阻(zu)率很(hen)低,其(qi)中最重要(yao)的(de)數(shu)青(qing)銅和(he)黃(huang)銅。此(ci)外,銅也是(shi)(shi)耐用(yong)的(de)金(jin)屬(shu)(shu),可以多(duo)次回收(shou)而無損(sun)其(qi)機械(xie)性(xing)(xing)能。
二價銅(tong)(tong)鹽(yan)是最常(chang)見的(de)銅(tong)(tong)化合(he)物,其水(shui)合(he)離子常(chang)呈藍色,而氯做配(pei)體則顯綠(lv)色,是藍銅(tong)(tong)礦(kuang)和綠(lv)松石等礦(kuang)物顏(yan)(yan)色的(de)來(lai)源,歷史上曾廣(guang)泛(fan)用作顏(yan)(yan)料(liao)。銅(tong)(tong)質(zhi)建筑結構(gou)受腐蝕(shi)后會產生(sheng)銅(tong)(tong)綠(lv)(堿式碳酸(suan)銅(tong)(tong))。裝(zhuang)飾(shi)藝術主(zhu)要(yao)使用金屬銅(tong)(tong)和含銅(tong)(tong)的(de)顏(yan)(yan)料(liao)。
銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)是(shi)人(ren)類(lei)最(zui)早使(shi)用的(de)(de)金屬之一。早在(zai)史前時(shi)代,人(ren)們(men)就開始(shi)采掘露天銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang),并用獲取的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)制造武(wu)器、工具和(he)其他(ta)器皿,銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)使(shi)用對早期(qi)人(ren)類(lei)文(wen)明的(de)(de)進步影響深遠。銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)是(shi)一種存(cun)在(zai)于地(di)殼(ke)和(he)海洋中的(de)(de)金屬。銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)地(di)殼(ke)中的(de)(de)含量(liang)約為0.01%,在(zai)個別銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)床中,銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)含量(liang)可以達到3%~5%。自然界中的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),多數(shu)以化(hua)合(he)物(wu)即銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)石存(cun)在(zai)。
銅的活動性較弱,鐵單(dan)(dan)質與(yu)硫酸銅反應可(ke)以置換出銅單(dan)(dan)質。銅單(dan)(dan)質不溶于非(fei)氧化(hua)性酸。
人類使(shi)用(yong)銅及其(qi)合金已(yi)有數千(qian)年歷(li)史。古(gu)羅(luo)馬時(shi)期銅的主要開采地是塞浦路斯(si),因此最初(chu)得名cyprium(意為塞浦路斯(si)的金屬),后來(lai)變(bian)為cuprum,這是其(qi)英(ying)語(copper)、法語(cuivre)和德語(Kupfer)的來(lai)源。
銅(tong)是人(ren)類最早使用(yong)(yong)的(de)金屬之一。早在(zai)史前(qian)時(shi)代,人(ren)們就開始(shi)采掘露天銅(tong)礦,并用(yong)(yong)獲取的(de)銅(tong)制造武器、式具和其(qi)他器皿,銅(tong)的(de)使用(yong)(yong)對早期人(ren)類文明的(de)進步(bu)影響深遠(yuan)。
中國(guo)(guo)(guo)(guo)使用銅(tong)(tong)的(de)歷史年(nian)(nian)代(dai)(dai)久遠。大約在六(liu)七千年(nian)(nian)以前(qian)(qian)中國(guo)(guo)(guo)(guo)人的(de)祖(zu)先(xian)(xian)就發現并開(kai)始使用銅(tong)(tong)。1973年(nian)(nian)陜西臨(lin)潼姜寨遺址曾(ceng)出土一(yi)件(jian)半圓形殘銅(tong)(tong)片,經鑒定為(wei)黃銅(tong)(tong)。1975年(nian)(nian)甘肅東鄉林家馬家窯文化遺址(約公(gong)元(yuan)前(qian)(qian)3000左右)出土一(yi)件(jian)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)刀,這是(shi)目(mu)前(qian)(qian)在中國(guo)(guo)(guo)(guo)發現的(de)最早的(de)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)器(qi),是(shi)中國(guo)(guo)(guo)(guo)進入青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)時代(dai)(dai)的(de)證明(ming)。相對西亞、南亞及北非于(yu)距今(jin)(jin)約6500年(nian)(nian)前(qian)(qian)先(xian)(xian)后進入青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)時代(dai)(dai)而言,中國(guo)(guo)(guo)(guo)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)時代(dai)(dai)的(de)到來(lai)較晚。中國(guo)(guo)(guo)(guo)存在一(yi)個銅(tong)(tong)器(qi)與石器(qi)并用時代(dai)(dai),年(nian)(nian)代(dai)(dai)距今(jin)(jin)約為(wei)5500~4500年(nian)(nian)。中國(guo)(guo)(guo)(guo)在此(ci)基(ji)礎上發明(ming)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)合金,與世界青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)器(qi)發展模式相同。
“國之(zhi)大(da)(da)事,在祀(si)(si)及戎。”對于中(zhong)國先秦中(zhong)原各國而言,最(zui)大(da)(da)的(de)(de)事情莫(mo)過于祭祀(si)(si)和(he)對外戰爭(zheng)。作為代表當時最(zui)先進的(de)(de)金(jin)屬(shu)冶煉、鑄造技術的(de)(de)青(qing)銅(tong),也(ye)主要用在祭祀(si)(si)禮(li)儀和(he)戰爭(zheng)上。夏、商、周三(san)代所發現的(de)(de)青(qing)銅(tong)器,其功能(neng)(用)均為禮(li)儀用具(ju)和(he)武(wu)器以及圍繞二者的(de)(de)附屬(shu)用具(ju),這(zhe)一點與世界各國青(qing)銅(tong)器有區(qu)別,形成(cheng)了(le)具(ju)有中(zhong)國傳統特色的(de)(de)青(qing)銅(tong)器文化體系。
一般把中(zhong)國青銅器(qi)(qi)文化(hua)的發(fa)(fa)展劃分為(wei)三大(da)階段,即(ji)形(xing)成(cheng)期(qi)、鼎(ding)盛(sheng)時(shi)(shi)期(qi)和轉變(bian)期(qi)。形(xing)成(cheng)期(qi)是指龍山時(shi)(shi)代,距今4500~4000年;鼎(ding)盛(sheng)期(qi)即(ji)中(zhong)國青銅器(qi)(qi)時(shi)(shi)代,時(shi)(shi)代包(bao)括(kuo)夏、商(shang)、西周、春(chun)秋及(ji)戰國早期(qi),延續時(shi)(shi)間約(yue)一千六百余年,也就是中(zhong)國傳統體系的青銅器(qi)(qi)文化(hua)時(shi)(shi)代;轉變(bian)時(shi)(shi)期(qi)指戰國末期(qi)~秦漢時(shi)(shi)期(qi),青銅器(qi)(qi)已(yi)逐步被鐵器(qi)(qi)取代,不僅數量上大(da)減,而(er)且也由(you)原來禮(li)樂兵器(qi)(qi)及(ji)使用在禮(li)儀祭祀,戰爭活動等等重(zhong)要場合變(bian)成(cheng)日(ri)常用具,其相應的器(qi)(qi)別種(zhong)類、構造特征、裝(zhuang)飾(shi)藝術也發(fa)(fa)生了轉折性的變(bian)化(hua)。
距今4500~4000年龍(long)山時代,相當于(yu)堯(yao)舜禹傳說時代。古文獻(xian)上(shang)記載(zai)當時人們(men)已開始冶(ye)鑄青銅(tong)器(qi)。黃河、長江中下(xia)游地區的龍(long)山時代遺址里,經考古發掘(jue),在幾十處遺址里發現(xian)了青銅(tong)器(qi)制品。從(cong)現(xian)有的材(cai)料來看,形成期的銅(tong)器(qi)有以下(xia)特點:
1、紅(hong)(hong)銅(tong)(tong)與青(qing)(qing)銅(tong)(tong)器并存,并出(chu)現(xian)黃銅(tong)(tong)。甘肅(su)省東鄉(xiang)林家(jia)遺址(zhi),出(chu)土(tu)一件范鑄的青(qing)(qing)銅(tong)(tong)刀;河(he)北省唐山(shan)(shan)大(da)城(cheng)山(shan)(shan)遺址(zhi)發現(xian)兩(liang)件帶(dai)孔紅(hong)(hong)銅(tong)(tong)牌飾;河(he)南省登封王(wang)城(cheng)崗龍山(shan)(shan)城(cheng)內出(chu)土(tu)一件含錫7%的青(qing)(qing)銅(tong)(tong)容器殘片(pian);山(shan)(shan)西省襄汾陶寺(si)墓地內出(chu)土(tu)一件完整銅(tong)(tong)鈴,系紅(hong)(hong)銅(tong)(tong);山(shan)(shan)東膠縣三里河(he)遺址(zhi)出(chu)土(tu)兩(liang)件黃銅(tong)(tong)錐;山(shan)(shan)東省棲霞楊(yang)家(jia)圈出(chu)土(tu)黃銅(tong)(tong)殘片(pian)。發現(xian)銅(tong)(tong)質(zhi)制品數(shu)量最多的是甘肅(su)、青(qing)(qing)海、寧夏一帶(dai)的齊家(jia)文化,有(you)好幾處墓地出(chu)土(tu)刀、錐、鉆、環和銅(tong)(tong)鏡,有(you)些是青(qing)(qing)銅(tong)(tong),有(you)些是紅(hong)(hong)銅(tong)(tong)。制作技術方面,有(you)的是鍛打的,有(you)的是用(yong)范鑄造(zao)的,比(bi)較先進。
2、青銅器(qi)(qi)(qi)品種(zhong)較(jiao)少,多屬(shu)于日常(chang)工(gong)具和生活類(lei),如刀(dao)、錐(zhui)、鉆、環、銅鏡、裝飾(shi)品等。但是(shi)應當承認當時(shi)人們已(yi)能夠(gou)制造容(rong)器(qi)(qi)(qi)。此外,在(zai)(zai)龍山文化中常(chang)見紅色(se)或黃色(se)陶鬶,且流口,腹(fu)襠部(bu)常(chang)有(you)模(mo)仿的(de)(de)金屬(shu)鉚釘,如果認為這時(shi)的(de)(de)銅鬶容(rong)器(qi)(qi)(qi)與夏商(shang)銅鬶,爵(jue)、斝容(rong)器(qi)(qi)(qi)功能一樣(yang)的(de)(de)話,當時(shi)的(de)(de)青銅器(qi)(qi)(qi)已(yi)經在(zai)(zai)或開(kai)始轉向禮器(qi)(qi)(qi)了。
3、一(yi)般小遺(yi)址也(ye)出土(tu)銅制(zhi)品,一(yi)般居民也(ye)擁青(qing)銅制(zhi)品。此外,這個時(shi)期的(de)青(qing)銅制(zhi)品多樸實無飾(shi),就是有紋(wen)飾(shi)的(de)銅鏡也(ye)僅為星條紋(wen)、三角紋(wen)等等的(de)幾何文飾(shi),絕無三代青(qing)銅器(qi)紋(wen)飾(shi)的(de)神(shen)秘(mi)感。
鼎盛期即中(zhong)國(guo)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)時(shi)(shi)代,包括夏、商(shang)、西周、春秋(qiu)及戰國(guo)早期,延(yan)續時(shi)(shi)間約一(yi)(yi)千六百余年(nian)。這個(ge)時(shi)(shi)期的(de)(de)(de)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)主(zhu)要(yao)分為禮(li)樂器(qi)(qi)(qi)、兵器(qi)(qi)(qi)及雜器(qi)(qi)(qi)。樂器(qi)(qi)(qi)也主(zhu)要(yao)用(yong)在宗廟(miao)祭祀(si)活動中(zhong)。禮(li)器(qi)(qi)(qi)是(shi)古代繁文(wen)縟節的(de)(de)(de)禮(li)儀中(zhong)使用(yong)的(de)(de)(de),或陳于廟(miao)堂(tang),或用(yong)于宴飲、盥洗(xi),還有一(yi)(yi)些是(shi)專門(men)做(zuo)殉葬的(de)(de)(de)明器(qi)(qi)(qi)。青(qing)(qing)銅(tong)禮(li)器(qi)(qi)(qi)帶(dai)有一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)神(shen)圣性,是(shi)不能(neng)在一(yi)(yi)般生活場合使用(yong)的(de)(de)(de)。所(suo)有青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)中(zhong),禮(li)器(qi)(qi)(qi)數量(liang)最(zui)(zui)多,制(zhi)作(zuo)也最(zui)(zui)精(jing)(jing)美。禮(li)樂器(qi)(qi)(qi)可(ke)以代表中(zhong)國(guo)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)制(zhi)作(zuo)工藝(yi)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)高(gao)水平。禮(li)器(qi)(qi)(qi)種類包括烹炊器(qi)(qi)(qi)、食器(qi)(qi)(qi)、酒器(qi)(qi)(qi)、水器(qi)(qi)(qi)和神(shen)像類。這一(yi)(yi)時(shi)(shi)期的(de)(de)(de)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)裝飾(shi)最(zui)(zui)為精(jing)(jing)美,文(wen)飾(shi)種類也較多。
青(qing)(qing)銅器最常見(jian)花(hua)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)之(zhi)一,是(shi)饕餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen),也叫獸(shou)面(mian)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)。這種(zhong)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)飾最早出(chu)現(xian)在距今(jin)五千年(nian)前(qian)長江(jiang)下(xia)游地區的良渚文化(hua)(hua)玉器上,山東(dong)龍(long)山文化(hua)(hua)繼承了(le)這種(zhong)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)飾。饕餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen),本身(shen)就有(you)(you)濃厚的神(shen)秘(mi)色(se)彩(cai)。《呂氏春秋·先(xian)識》篇內云:“周鼎(ding)著(zhu)饕餮(tie),有(you)(you)首無(wu)身(shen),食(shi)人(ren)未(wei)咽(yan),害及其身(shen)。”故此,一般把這種(zhong)獸(shou)面(mian)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)稱之(zhi)為饕餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)。饕餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)在二里頭(tou)夏文化(hua)(hua)中青(qing)(qing)銅器上已有(you)(you)了(le)。商周兩代(dai)的饕餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)類(lei)型很(hen)多,有(you)(you)的像龍(long)、像虎、像牛、像羊、像鹿;還有(you)(you)像鳥、像鳳(feng)、像人(ren)的。西周時代(dai),青(qing)(qing)銅器紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)飾的神(shen)秘(mi)色(se)彩(cai)逐(zhu)漸減退。龍(long)和鳳(feng),仍然是(shi)許(xu)多青(qing)(qing)銅器花(hua)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)的母題。可以說許(xu)多圖案化(hua)(hua)的花(hua)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen),實際是(shi)從龍(long)蛇(she)、鳳(feng)鳥兩大類(lei)紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)飾衍變而來的。
蟬紋(wen),是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)商代(dai)、西周常見的(de)(de)(de)花紋(wen),到了(le)春秋(qiu),還有(you)(you)變(bian)形的(de)(de)(de)蟬紋(wen)。春秋(qiu)時代(dai),螭(chi)龍(long)紋(wen)盛(sheng)行,逐漸占(zhan)據了(le)統治(zhi)地位(wei),把其他花紋(wen)差(cha)不多都(dou)擠掉了(le)。中國(guo)青(qing)銅器(qi)(qi)還有(you)(you)一特點(dian),就是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)迄今(jin)為(wei)止沒有(you)(you)發(fa)現(xian)過任何肖像。不少的(de)(de)(de)青(qing)銅器(qi)(qi)用(yong)人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)面(mian)形作為(wei)裝飾品,如(ru)(ru)人(ren)(ren)(ren)面(mian)方鼎、人(ren)(ren)(ren)面(mian)鉞(yue)等,但這(zhe)些(xie)人(ren)(ren)(ren)面(mian)都(dou)不是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)什(shen)么特定人(ren)(ren)(ren)物(wu)的(de)(de)(de)面(mian)容。更多的(de)(de)(de)器(qi)(qi)物(wu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)整(zheng)體(ti)形象,如(ru)(ru)人(ren)(ren)(ren)形的(de)(de)(de)燈(deng)或器(qi)(qi)座;或者以人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)整(zheng)體(ti)作為(wei)器(qi)(qi)物(wu)的(de)(de)(de)一部分,如(ru)(ru)鐘架有(you)(you)佩劍(jian)人(ren)(ren)(ren)形舉手(shou)托(tuo)住(zhu)橫梁,銅盤下(xia)有(you)(you)幾個人(ren)(ren)(ren)形器(qi)(qi)足之類(lei),這(zhe)些(xie)人(ren)(ren)(ren)形大部分是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)男女侍從的(de)(de)(de)裝束,而且也不是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)特定婢奴的(de)(de)(de)肖像。四川廣漢三星堆出土(tu)的(de)(de)(de)立體(ti)像、人(ren)(ren)(ren)頭像,大小均(jun)超(chao)過正(zheng)常人(ren)(ren)(ren),均(jun)長耳突目(mu),高鼻(bi)闊口(kou),富于神秘色彩,應是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)神話人(ren)(ren)(ren)物(wu)。
商周青(qing)銅(tong)器中(zhong)數以萬(wan)計(ji)的(de)銅(tong)器留有銘文,這些文字,一般叫金文。對(dui)于歷史(shi)學者而言起著(zhu)證史(shi)、補史(shi)的(de)作用(yong)。
中國青銅(tong)器的(de)(de)銘(ming)文,文字(zi)以鑄成者為(wei)多。凹(ao)入的(de)(de)字(zi)樣(yang),稱為(wei)陰(yin)文,少(shao)數文字(zi)凸起,稱陽(yang)文。商代和西周,可以說銘(ming)文都是鑄成的(de)(de),只有極個別用(yong)鋒利的(de)(de)工具刻字(zi)的(de)(de)例(li)子。
西周(zhou)晚(wan)期,開始出現完全是刻(ke)成的(de)(de)銘文。戰(zhan)國中期,大多數銘文已經是刻(ke)制的(de)(de),連河北省平(ping)山中山王漢墓的(de)(de)三件極為典重(zhong)的(de)(de)禮器,都是契刻(ke)而成,其刀法異常(chang)圓熟(shu),有很高(gao)的(de)(de)藝(yi)術價值。
中(zhong)國古(gu)代(dai)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)器的另一(yi)個(ge)突出(chu)(chu)特征是(shi)制(zhi)作工藝(yi)的精(jing)巧絕(jue)倫,顯示出(chu)(chu)古(gu)代(dai)匠師們巧奪(duo)天(tian)工的創造才能。用陶質的復合范(fan)澆(jiao)鑄制(zhi)作青(qing)(qing)(qing)銅(tong)器的和范(fan)法(fa),在(zai)(zai)中(zhong)國古(gu)代(dai)得到充分的發(fa)展。陶范(fan)的選料塑模(mo)翻范(fan),花(hua)紋(wen)刻(ke)制(zhi)均極為考究,渾鑄、分鑄、鑄接、疊鑄技術(shu)非(fei)常(chang)成熟。隨后發(fa)展出(chu)(chu)來(lai)無(wu)須分鑄的失蠟法(fa)工藝(yi)技術(shu),無(wu)疑是(shi)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)鑄造工藝(yi)的一(yi)大進步。古(gu)人認為青(qing)(qing)(qing)銅(tong)器極其牢(lao)固,銘(ming)文可以流傳不朽,因(yin)此(ci)要(yao)長(chang)期(qi)流傳的事項必須鑄在(zai)(zai)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)物之上。因(yin)此(ci),銘(ming)文已(yi)成為今(jin)天(tian)研(yan)究古(gu)代(dai)歷史的重要(yao)材料。
在青銅(tong)器上加以鑲嵌以增加美觀,這(zhe)種(zhong)技術很早就出現了。鑲嵌的(de)材料,第(di)一種(zhong)是(shi)綠松石,這(zhe)種(zhong)綠色的(de)寶石,至(zhi)今仍應用(yong)在首飾上。第(di)二種(zhong)是(shi)玉,有(you)(you)玉援戈,玉葉的(de)矛(mao),玉刃(ren)的(de)斧(fu)鉞(yue)等。第(di)三種(zhong)隕鐵(tie),如鐵(tie)刃(ren)銅(tong)鉞(yue),鐵(tie)援銅(tong)刃(ren),經鑒定,鐵(tie)刃(ren)均為(wei)碩(shuo)鐵(tie)。第(di)四種(zhong)是(shi)嵌紅(hong)銅(tong),用(yong)紅(hong)銅(tong)來組(zu)成獸(shou)形花紋。春秋(qiu)戰國時也有(you)(you)用(yong)金、銀來鑲嵌裝(zhuang)飾的(de)青銅(tong)器。
東周時代,冶鑄(zhu)技術發展較(jiao)高,出現(xian)(xian)了制造青銅(tong)器的(de)(de)(de)技術總結(jie)性文獻(xian)《考(kao)工記》。書(shu)中(zhong)對制作鐘鼎、斧斤、弋戟等各種器物(wu)所用青銅(tong)中(zhong)銅(tong)錫的(de)(de)(de)比例做(zuo)了詳細的(de)(de)(de)規定。由于(yu)戰爭頻繁,兵器鑄(zhu)造得到了迅速發展。特別是吳、越(yue)的(de)(de)(de)寶劍,異(yi)常鋒利,名聞天下(xia),出現(xian)(xian)了一些(xie)著名的(de)(de)(de)鑄(zhu)劍的(de)(de)(de)匠(jiang)師(shi),如干將,歐冶子等人。有的(de)(de)(de)寶劍雖已在地下(xia)埋藏(zang)兩千多年,但(dan)仍然可以切開成疊的(de)(de)(de)紙(zhi)張。越(yue)王勾踐劍等一些(xie)劍,其表面經過一定的(de)(de)(de)化學處理(li),形成防銹的(de)(de)(de)菱形、鱗(lin)片形或火焰形的(de)(de)(de)花紋,異(yi)常華麗。
轉變時期(qi)一(yi)(yi)般(ban)指戰國末年(nian)(nian)至秦漢末年(nian)(nian)這一(yi)(yi)時期(qi)。經(jing)過(guo)幾百年(nian)(nian)的(de)兼并戰爭及以富(fu)國、強兵為目(mu)的(de)的(de)政(zheng)治、經(jing)濟、文化(hua)改(gai)革(ge),以郡縣制(zhi)(zhi)取代(dai)分封制(zhi)(zhi),具有中央集(ji)權性(xing)質的(de)封建社(she)會最終(zhong)建立,傳(chuan)統的(de)禮儀制(zhi)(zhi)度已(yi)(yi)徹底(di)瓦解,鐵制(zhi)(zhi)品已(yi)(yi)廣泛(fan)使用。社(she)會各領域均(jun)發生了(le)翻天覆地的(de)變化(hua)。
青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)在(zai)社(she)會生活中的(de)(de)(de)地(di)位逐漸下降(jiang),器(qi)(qi)物大多日用化(hua),但(dan)是(shi)具體到某些(xie)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi),精美(mei)的(de)(de)(de)作品(pin)還(huan)(huan)是(shi)不少的(de)(de)(de)。如在(zai)陜西(xi)臨(lin)潼秦(qin)始皇陵掘獲的(de)(de)(de)兩(liang)乘(cheng)(cheng)銅(tong)車(che)馬。第一乘(cheng)(cheng)駕(jia)四(si)馬,車(che)上(shang)有棚,御者(zhe)為(wei)坐狀。這(zhe)兩(liang)乘(cheng)(cheng)車(che)馬均為(wei)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)鑄件構成(cheng),大小與實際合乎比例,極其精巧。車(che)馬上(shang)還(huan)(huan)有不少金銀飾件,通(tong)體施以(yi)(yi)彩繪。第二(er)乘(cheng)(cheng)馬,長3.17、高1.06米,可以(yi)(yi)說(shuo)是(shi)迄今發掘到的(de)(de)(de)形制巨大、結構又最復雜(za)的(de)(de)(de)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)。
到了東(dong)漢(han)末年,陶瓷器(qi)得(de)到較大發展,在社(she)會生活(huo)中(zhong)的作用日(ri)益重(zhong)要,從而把日(ri)用青銅(tong)器(qi)皿進(jin)一步從生活(huo)中(zhong)排擠出去(qu)。至于兵(bing)器(qi),工(gong)具等方(fang)面,這時(shi)(shi)鐵器(qi)早已占了主(zhu)導(dao)地位(wei)。隋唐(tang)時(shi)(shi)期(qi)的銅(tong)器(qi)主(zhu)要是各(ge)類精(jing)美的銅(tong)鏡,一般均有各(ge)種(zhong)銘文。自(zi)此以后(hou),青銅(tong)器(qi)除了銅(tong)鏡外(wai),可以說不(bu)再有什(shen)么(me)發展了。
外觀(guan) 銅呈紫紅色光澤(ze)的(de)金屬
密(mi)度 8.92克(ke)/立方厘米(mi)
熔(rong)點 1083.4℃
沸點 2567℃
延展性 很好
導熱和(he)導電性能 較好
磁性 抗磁性
晶體類型 面心立方(fang)結構
電阻率 1.75×10-8Ω·m
聲速(室(shi)溫(wen)) 3810(m/s)
楊氏模量 110-128GPa
剪切(qie)模量 48GPa
泊松比 0.34
莫氏硬度 3
維氏硬度(du) 343–369MPa
布(bu)氏硬度 235–878MPa
固(gu)態密(mi)度(du) 8.960g/cm3
熔融(rong)液(ye)態密(mi)度 8.920g/cm3
比熱容(rong) 24.440J/(mol·K)
汽(qi)化熱 300.4kJ/mol
融化熱 13.26kJ/mol
熱導率(lv) 401W/(m.K)
膨(peng)脹(zhang)系數 (25°C)16.5μm/(m·K)
化合價 通常為+2,也有+1(3價銅僅在少數不穩(wen)定的化合物中出現,例如銅酸(suan)鉀KCuO2)
在地(di)殼(ke)中(zhong)的含量(ppm) 50
在(zai)太(tai)陽中的含量(ppm) 0.7
電(dian)離能 7.726電(dian)子伏(fu)特
焰色為 綠色
原子大小與結構
電子(zi)層 K-L-M-N
電子層分布 2-8-18-1
電子排布(bu)式 1s22s22p63s23p63d104s1
原子半徑 128pm
范德(de)華(hua)半徑 140pm
與氧氣的反應
銅是不太活潑的重金屬,在(zai)常溫下不與干燥空氣(qi)中的氧(yang)氣(qi)化合,加熱(re)時能產生(sheng)黑色的氧(yang)化銅:
如果(guo)繼(ji)續在很(hen)高(gao)溫度下燃燒,就生成(cheng)紅色(se)的Cu2O:
與空氣的反(fan)應(與O2、H2O、CO2反(fan)應)
在(zai)潮(chao)濕的空(kong)氣中放(fang)久后,銅(tong)表面會(hui)慢慢生成一層銅(tong)綠(lv)(堿式碳酸銅(tong)),銅(tong)綠(lv)可防止金屬進一步腐(fu)蝕,其組(zu)成是可變的。
或:
與鹵素的反應
銅可與(yu)氯氣在(zai)點燃條件下化合。
與硫的反應
加熱時,銅與(yu)硫直接(jie)化合(he)生成硫化亞銅(Cu2S):
與氯化鐵溶液反應
在電子工業中,常用(yong)FeCl3溶液來刻蝕銅(tong),以制造印刷(shua)線(xian)路。
與空氣和稀酸反應
在電(dian)位序(xu)(金屬活(huo)動性順序(xu))中,銅族元素都在氫以后(hou),所(suo)以不能置換(huan)稀酸中的(de)氫。但當(dang)有(you)空氣存在時,銅可先被氧化(hua)(hua)成氧化(hua)(hua)銅,然(ran)后(hou)再與酸作用然(ran)后(hou)緩慢溶于這些稀酸中。方程(cheng)式(shi)見下:
與濃鹽酸反應
該(gai)反應(ying)符合置(zhi)換反應(ying)。
與氧化性酸反應
銅會被硝酸、濃硫酸(需加熱)等氧化性(xing)酸氧化而溶解:
催化劑
銅能充當一些有機反應(ying)的(de)催化(hua)劑,如酒精的(de)催化(hua)氧(yang)化(hua):
銅有29個(ge)同位素(su)。Cu-63和Cu-65很穩定,它們的自旋量子數都(dou)為(wei)3/2。
同位素 豐度(du) 半衰(shuai)期 方式 能量(liang)(MeV) 產物
63Cu 69.15% 穩定(ding),帶34個中子
64Cu 人造 12.700小時 ε - Ni
β - Zn
65Cu 30.85% 穩定,帶36個中子(zi)
67Cu 人造 61.83小(xiao)時(shi) β - Zn
實驗室常(chang)用(yong)還原(yuan)劑(如(ru)氫(qing)氣)還原(yuan)氧化銅制得金屬銅。如(ru):
銅(tong)常(chang)見的價(jia)態是+1和+2。
銅(I)
銅(tong)(I)通常(chang)稱(cheng)為(wei)亞(ya)銅(tong),氯化(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)(CuCl)、氧化(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)(Cu2O)、硫化(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)(Cu2S)都是常(chang)見(jian)的(de)一價銅(tong)化(hua)(hua)合物。[Cu(NH3)2]2-是亞(ya)銅(tong)和氨的(de)配(pei)離(li)子,無色,易被氧化(hua)(hua),在(zai)酸性(xing)溶液中自行(xing)歧化(hua)(hua),生成Cu(II)和Cu。
銅(II)
銅(tong)(II)是銅(tong)最常見(jian)的(de)價(jia)態,它可以(yi)和(he)絕(jue)大部分常見(jian)的(de)陰(yin)離子形成鹽,如眾(zhong)所周(zhou)知(zhi)的(de)硫酸銅(tong),存在白色的(de)無水(shui)物(wu)和(he)藍色的(de)五水(shui)合物(wu)。堿式碳酸銅(tong),又(you)稱銅(tong)綠,有好幾種組成形式。氯化(hua)銅(tong)和(he)硝酸銅(tong)也(ye)是重(zhong)要的(de)銅(tong)鹽。
銅(tong)(II)可以(yi)形(xing)成(cheng)一系列的(de)配離子,如Cu(H2O)4(藍色)、CuCl4(黃綠)、Cu(NH3)4(深藍)等,它們的(de)顏色也不盡相同。
常見銅化合物
硫酸銅(tong)(CuSO4)、醋酸銅(tong)((CH3COO)2Cu)、氧化(hua)銅(tong)(CuO)和氧化(hua)亞銅(tong)(Cu2O)、氯(lv)化(hua)銅(tong)(CuCl2)和氯(lv)化(hua)亞銅(tong)(CuCl)、硝酸銅(tong)(Cu(NO3)2)、氰化(hua)銅(tong)(Cu(CN)2)、脂肪酸銅(tong)、環(huan)烷酸銅(tong)(C22H14CuO4)等。
銅是(shi)(shi)(shi)與(yu)人(ren)類關系非常密切的有(you)(you)色金屬(shu)(shu),被(bei)廣泛地應用于電(dian)氣(qi)、輕工(gong)(gong)、機械(xie)制造、建筑工(gong)(gong)業、國防工(gong)(gong)業等(deng)領域,在中國有(you)(you)色金屬(shu)(shu)材料的消費中僅次于鋁(lv)。銅是(shi)(shi)(shi)一種紅(hong)色金屬(shu)(shu),同時也是(shi)(shi)(shi)一種綠色金屬(shu)(shu)。說它是(shi)(shi)(shi)綠色金屬(shu)(shu),主(zhu)要是(shi)(shi)(shi)因(yin)為它熔(rong)點較(jiao)(jiao)低,容(rong)易再(zai)(zai)熔(rong)化、再(zai)(zai)冶煉,因(yin)而回收利用相當地便宜。古代主(zhu)要用于器皿(min)、藝(yi)術品(pin)及(ji)武器鑄造,比較(jiao)(jiao)有(you)(you)名的器皿(min)及(ji)藝(yi)術品(pin)如后(hou)母戊鼎(ding)、四羊方(fang)尊。
電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子市場約(yue)占總數(shu)的(de)(de)(de)28%。1997年,這兩個市場成為(wei)(wei)銅消耗的(de)(de)(de)第二(er)大終端用(yong)戶,擁有25%的(de)(de)(de)市場份額。在許多(duo)(duo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(例如(ru):電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線、母線、變壓(ya)器(qi)繞(rao)組、重(zhong)型馬達、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)話線和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)話電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜),銅的(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命都(dou)相當地長(chang),只(zhi)有經(jing)過20到50年以后,里面的(de)(de)(de)銅才可(ke)以進(jin)行(xing)回(hui)收(shou)(shou)利用(yong)。其(qi)他(ta)含(han)銅的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子產(chan)(chan)(chan)品(pin)(比(bi)如(ru):小型電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)和(he)消費電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子產(chan)(chan)(chan)品(pin))使用(yong)壽(shou)命則比(bi)較短,一般是5~10年。商業性電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子產(chan)(chan)(chan)品(pin)和(he)大型電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)產(chan)(chan)(chan)品(pin)通常要回(hui)收(shou)(shou)的(de)(de)(de),因(yin)為(wei)(wei)它們(men)除含(han)有銅以外,還(huan)有其(qi)他(ta)珍貴(gui)的(de)(de)(de)金屬。盡(jin)管如(ru)此,小型的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子消費產(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)回(hui)收(shou)(shou)率(lv)還(huan)是相當低的(de)(de)(de),因(yin)為(wei)(wei)它們(men)里面幾乎沒(mei)有多(duo)(duo)少銅元素。
隨著電(dian)子(zi)領(ling)域科學(xue)技術的快速發展,一些陳舊(jiu)的含(han)銅(tong)(tong)(tong)產品越(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)過時了。比如(ru),在二十世(shi)紀80年代,電(dian)話轉換(huan)站和(he)中央營業所(suo)是銅(tong)(tong)(tong)和(he)銅(tong)(tong)(tong)合金碎屑的主要來(lai)(lai)源,但是數字轉換(huan)的出現使得(de)(de)這些笨(ben)重的、金屬(shu)密集的東西變得(de)(de)越(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)過時了。
交通設(she)備(bei)是銅的(de)第三大市場,約占總(zong)數的(de)13%,與二(er)十(shi)世(shi)紀60年代基本相同。盡(jin)管交通的(de)重要性沒有改(gai)變,但(dan)是銅的(de)使用形(xing)式卻(que)發生了很大的(de)變化。許多年來(lai),自(zi)動(dong)散(san)熱(re)器(qi)是這方面最重要的(de)終端用戶;然而(er)(er),銅在自(zi)動(dong)電器(qi)和(he)電子(zi)產品中(zhong)的(de)使用飛(fei)速增長,而(er)(er)在熱(re)交換(huan)器(qi)市場中(zhong)的(de)使用則有所下降。小轎車的(de)平(ping)均使用壽命(ming)是10-15年,幾乎所有的(de)銅(包括散(san)熱(re)器(qi)和(he)配線)都(dou)是在它的(de)整體拆(chai)卸和(he)回收(shou)前(qian)來(lai)進行回收(shou)的(de)。
工業機(ji)(ji)器(qi)(qi)和設備(bei)是(shi)另外(wai)一個主要(yao)的(de)應用市場,在(zai)當中銅往往有(you)比(bi)較長(chang)的(de)使用壽命(ming)。硬(ying)幣(bi)和軍火是(shi)這方面主要(yao)的(de)終端(duan)用戶。子彈很(hen)少(shao)回收(shou),一些硬(ying)幣(bi)可以熔化,而還有(you)許(xu)多則(ze)由收(shou)藏者(zhe)或(huo)儲蓄者(zhe)保存,不可以進行(xing)回收(shou)。在(zai)機(ji)(ji)械和運(yun)輸車輛制造中,用于(yu)制造工業閥(fa)門和配件(jian)、儀表(biao)、滑(hua)動軸承、模具、熱交換(huan)器(qi)(qi)和泵(beng)等。
在化學工業(ye)中廣泛(fan)應(ying)用于制造真空器、蒸餾鍋(guo)、釀造鍋(guo)等。
在國防(fang)工業中用(yong)以制造子彈(dan)、炮彈(dan)、槍(qiang)炮零件等(deng),每(mei)生產300萬發(fa)子彈(dan),需用(yong)銅13~14噸。
在建筑工(gong)業中,用(yong)作各種管道(dao)、管道(dao)配件、裝飾(shi)器件等。
醫學(xue)中,銅(tong)(tong)的(de)殺菌作用很早(zao)就(jiu)被認(ren)知。自20世紀(ji)50年代以來(lai),人們(men)還(huan)發現(xian)銅(tong)(tong)有非常好的(de)醫學(xue)用途。后來(lai),墨西(xi)哥科學(xue)家也發現(xian)銅(tong)(tong)有抗癌功能(neng)。新世紀(ji),英國研究人員又發現(xian),銅(tong)(tong)元素有很強的(de)殺菌作用。相信不久的(de)將來(lai),銅(tong)(tong)元素將為提高人類健康水平做出巨大貢(gong)獻。
有(you)機化(hua)學中,有(you)機銅鋰化(hua)合物是一類重要的金(jin)屬有(you)機化(hua)合物。
銅的重要合金
黃(huang)銅(tong) 黃(huang)銅(tong)是銅(tong)與鋅的(de)合金,因(yin)色黃(huang)而(er)得名。黃(huang)銅(tong)的(de)機械(xie)性能和耐磨性能都(dou)很好,可用于制造精密儀器(qi)、船舶的(de)零件、槍炮的(de)彈殼等。黃(huang)銅(tong)敲起(qi)來聲音(yin)好聽,因(yin)此鑼、鈸、鈴、號(hao)等樂器(qi)都(dou)是用黃(huang)銅(tong)制作的(de)。
航海(hai)黃銅(tong) 銅(tong)與鋅、錫的合金,抗海(hai)水(shui)侵(qin)蝕,可用(yong)來制作船的零件、平衡器。
青(qing)(qing)銅(tong)(tong) 銅(tong)(tong)與錫的(de)合(he)金(jin)叫青(qing)(qing)銅(tong)(tong),因色青(qing)(qing)而得名。在古(gu)代(dai)為常用(yong)合(he)金(jin)(如中國(guo)的(de)青(qing)(qing)銅(tong)(tong)時代(dai))。青(qing)(qing)銅(tong)(tong)一(yi)般具有較(jiao)好的(de)耐腐(fu)蝕性、耐磨(mo)性、鑄造(zao)(zao)性和(he)優良(liang)的(de)機械性能(neng)。用(yong)于制造(zao)(zao)精密(mi)軸(zhou)承、高(gao)壓軸(zhou)承、船舶(bo)上抗海水腐(fu)蝕的(de)機械零件(jian)以及各種板(ban)材(cai)(cai)、管材(cai)(cai)、棒材(cai)(cai)等。青(qing)(qing)銅(tong)(tong)還有一(yi)個反(fan)常的(de)特性——“熱(re)縮(suo)冷脹(zhang)”,用(yong)來鑄造(zao)(zao)塑像,冷卻后(hou)膨脹(zhang),可以使眉目更(geng)清(qing)楚。
磷青銅(tong) 銅(tong)與錫(xi)、磷的合金,堅硬,可(ke)制(zhi)彈簧。
白銅 白銅是銅與鎳的合金,其(qi)色澤和銀一樣,銀光閃閃,不易(yi)生銹。常用于制造硬幣(bi)、電器(qi)、儀表和裝飾品。
18K金(jin)(玫(mei)瑰(gui)金(jin)) 6/24的(de)銅與18/24的(de)金(jin)的(de)合金(jin)。紅黃(huang)色(se),硬度大,可用來制作首(shou)飾、裝飾品。
從銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)開(kai)采出(chu)來的銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi),經過選礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)成為(wei)含銅(tong)(tong)品(pin)位(wei)較高的銅(tong)(tong)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)或者說是銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)砂,銅(tong)(tong)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)需要經過冶煉提成,才(cai)能(neng)成為(wei)精(jing)銅(tong)(tong)及(ji)銅(tong)(tong)制(zhi)品(pin)。最早的銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)來源是孔雀石(shi)(shi)。
銅(tong)礦石(shi)的分類及屬性(xing):
煉銅的原料是銅礦(kuang)石(shi)。銅礦(kuang)石(shi)可(ke)分為三類:
分類 示例
硫化礦(kuang) 如(ru)黃(huang)銅(tong)礦(kuang)(CuFeS2)、斑銅(tong)礦(kuang)(Cu5FeS4)和(he)輝銅(tong)礦(kuang)(Cu2S)等。
氧化礦(kuang) 如赤銅礦(kuang)(Cu2O)、孔(kong)雀石[Cu?(OH)?CO?]、藍(lan)銅礦(kuang)[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔(kong)雀石(CuSiO3·2H2O)等(deng)。
自(zi)然(ran)銅(tong) 銅(tong)礦(kuang)石(shi)中銅(tong)的(de)(de)含量(liang)在1%左右(0.5%~3%)的(de)(de)便有(you)開采價(jia)值,因(yin)為(wei)采用浮選法可以把礦(kuang)石(shi)中一部分脈石(shi)等雜質(zhi)除(chu)去,而(er)得到含銅(tong)量(liang)較高(8%~35%)的(de)(de)精礦(kuang)砂(sha)。
通(tong)過(guo)熔(rong)(rong)融冶(ye)煉和電解精(jing)火(huo)煉生產(chan)出(chu)(chu)(chu)陰極銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),也即電解銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),一(yi)般(ban)適于高品(pin)位(wei)的(de)(de)硫(liu)化銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)礦。火(huo)法(fa)冶(ye)煉一(yi)般(ban)是先將(jiang)含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)百分(fen)之幾(ji)或(huo)(huo)千分(fen)之幾(ji)的(de)(de)原礦石,通(tong)過(guo)選礦提高到20%~30%,作為銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)精(jing)礦,在(zai)密(mi)閉鼓風爐(lu)、反(fan)射(she)爐(lu)、電爐(lu)或(huo)(huo)閃(shan)速爐(lu)進(jin)(jin)行(xing)造(zao)(zao)锍熔(rong)(rong)煉,產(chan)出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)熔(rong)(rong)锍(冰銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong))接著(zhu)送入轉爐(lu)進(jin)(jin)行(xing)吹煉成(cheng)粗(cu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),再在(zai)另(ling)一(yi)種反(fan)射(she)爐(lu)內經(jing)過(guo)氧(yang)(yang)化精(jing)煉脫(tuo)雜,或(huo)(huo)鑄成(cheng)陽(yang)極板進(jin)(jin)行(xing)電解,獲得品(pin)位(wei)高達(da)99.9%的(de)(de)電解銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。該(gai)流程簡(jian)短、適應(ying)性(xing)強,銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)回(hui)收(shou)(shou)率可達(da)95%,但因礦石中(zhong)的(de)(de)硫(liu)在(zai)造(zao)(zao)锍和吹煉兩階段作為二氧(yang)(yang)化硫(liu)廢(fei)氣排出(chu)(chu)(chu),不易回(hui)收(shou)(shou),易造(zao)(zao)成(cheng)污染。90年代出(chu)(chu)(chu)現如白銀法(fa)、諾蘭達(da)法(fa)等(deng)熔(rong)(rong)池熔(rong)(rong)煉以及日本的(de)(de)三菱法(fa)等(deng)、火(huo)法(fa)冶(ye)煉逐漸向(xiang)連續化、自動化發(fa)展。
從銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)石(shi)冶煉(lian)銅(tong)(tong)(tong)(tong):以黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)為(wei)例,首先把精礦(kuang)(kuang)砂(sha)、熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)(石(shi)灰石(shi)、砂(sha)等(deng))和燃(ran)料(焦炭、木(mu)炭或無煙煤(mei))混(hun)合,投(tou)入“密(mi)閉(bi)”鼓風爐中(zhong),在1000℃左右進行熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)。于是礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)一(yi)部(bu)(bu)分(fen)硫(liu)成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)SO?(用于制硫(liu)酸),大(da)部(bu)(bu)分(fen)的(de)砷、銻等(deng)雜(za)(za)質成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)As?O?、Sb?O?等(deng)揮(hui)發性(xing)物(wu)(wu)質而(er)(er)(er)被除去:2CuFeS?+O?=Cu?S+2FeS+SO?↑。一(yi)部(bu)(bu)分(fen)鐵(tie)的(de)硫(liu)化(hua)物(wu)(wu)轉變為(wei)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu):2FeS+3O?=2FeO+2SO?↑。Cu?S跟剩(sheng)余的(de)FeS等(deng)便熔(rong)(rong)(rong)融在一(yi)起而(er)(er)(er)形成(cheng)(cheng)(cheng)“冰(bing)(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)”(主要由Cu?S和FeS互相溶解形成(cheng)(cheng)(cheng)的(de),它的(de)含(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)率在20%~50%之間,含(han)(han)硫(liu)率在23%~27%之間),FeO跟SiO?形成(cheng)(cheng)(cheng)熔(rong)(rong)(rong)渣(zha):FeO+SiO?=FeSiO?。熔(rong)(rong)(rong)渣(zha)浮在熔(rong)(rong)(rong)融冰(bing)(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)上面,容易(yi)分(fen)離(li),借以除去一(yi)部(bu)(bu)分(fen)雜(za)(za)質。然后把冰(bing)(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)移入轉爐中(zhong),加(jia)入熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)(石(shi)英(ying)砂(sha))后鼓入空(kong)氣進行吹煉(lian)(1100~1300℃)。由于鐵(tie)比銅(tong)(tong)(tong)(tong)對(dui)氧(yang)有較(jiao)大(da)的(de)親(qin)(qin)和力,而(er)(er)(er)銅(tong)(tong)(tong)(tong)比鐵(tie)對(dui)硫(liu)有較(jiao)大(da)的(de)親(qin)(qin)和力,因(yin)此冰(bing)(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)的(de)FeS先轉變為(wei)FeO,跟熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)結(jie)合成(cheng)(cheng)(cheng)渣(zha),而(er)(er)(er)后Cu?S才轉變為(wei)Cu?O,Cu?O跟Cu?S反應生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)粗銅(tong)(tong)(tong)(tong)(含(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)量約為(wei)98.5%)。2Cu?S+3O?=2Cu?O+2SO?↑,2Cu?O+Cu?S=6Cu+SO?↑,再(zai)(zai)把粗銅(tong)(tong)(tong)(tong)移入反射爐,加(jia)入熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)(石(shi)英(ying)砂(sha)),通(tong)入空(kong)氣,使粗銅(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)的(de)雜(za)(za)質氧(yang)化(hua),跟熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)形成(cheng)(cheng)(cheng)爐渣(zha)而(er)(er)(er)除去。在雜(za)(za)質除到(dao)一(yi)定程度后,再(zai)(zai)噴入重(zhong)(zhong)油,由重(zhong)(zhong)油燃(ran)燒產生(sheng)的(de)一(yi)氧(yang)化(hua)碳等(deng)還原性(xing)氣體使氧(yang)化(hua)亞銅(tong)(tong)(tong)(tong)在高(gao)溫下還原為(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)。得到(dao)的(de)精銅(tong)(tong)(tong)(tong)約含(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)99.7%。
除了銅(tong)精礦之外,廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)作為精煉銅(tong)的主要原(yuan)料之一,包括舊(jiu)廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)和新廢(fei)(fei)(fei)銅(tong),舊(jiu)廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)來(lai)自舊(jiu)設備(bei)和舊(jiu)機(ji)器,廢(fei)(fei)(fei)棄的樓(lou)房和地下管道(dao);新廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)來(lai)自加工廠棄掉的銅(tong)屑(銅(tong)材(cai)的產(chan)出比為50%左右),一般(ban)廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)供(gong)應(ying)較穩定,廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)可以分為:裸雜(za)銅(tong):品位在90%以上;黃雜(za)銅(tong)(電線):含(han)銅(tong)物料(舊(jiu)馬達、電路板(ban));由廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)和其他類(lei)似材(cai)料生產(chan)出的銅(tong),也稱為再生銅(tong)。
一船適于低品位(wei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化銅,生產出的(de)(de)精銅稱(cheng)為電積銅。現代濕(shi)法(fa)(fa)冶(ye)煉(lian)(lian)有硫酸化焙燒—浸(jin)(jin)出—電積,浸(jin)(jin)出—萃取(qu)—電積,細(xi)菌浸(jin)(jin)出等法(fa)(fa),適于低品位(wei)復雜礦、氧(yang)(yang)化銅礦、含銅廢(fei)礦石的(de)(de)堆浸(jin)(jin)、槽浸(jin)(jin)選用或就地浸(jin)(jin)出。濕(shi)法(fa)(fa)冶(ye)煉(lian)(lian)技(ji)術正在逐步推(tui)廣,預計本世紀末可(ke)達總產量的(de)(de)20%,濕(shi)法(fa)(fa)冶(ye)煉(lian)(lian)的(de)(de)推(tui)出使銅的(de)(de)冶(ye)煉(lian)(lian)成本大(da)(da)大(da)(da)降低。
銅(tong)冶(ye)煉(lian)(lian)行業是國民(min)經(jing)濟中(zhong)的基礎性行業,特(te)別是我國正處于工業化階段,對銅(tong)的需求保持(chi)高速增長(chang),銅(tong)冶(ye)煉(lian)(lian)行業在國民(min)經(jing)濟中(zhong)的地位將不斷提高。
世界(jie)(jie)銅(tong)(tong)礦資源比較豐(feng)富。銅(tong)(tong)不難從它的(de)(de)礦石中(zhong)提(ti)取,但可開采的(de)(de)礦藏(zang)(zang)相對(dui)稀少。有(you)些,如(ru)在瑞(rui)典法倫的(de)(de)銅(tong)(tong)礦,從13世紀開始,曾(ceng)是巨(ju)大財(cai)富的(de)(de)來源。一種提(ti)取這(zhe)種金(jin)屬的(de)(de)方(fang)法是烘烤硫化礦石,然后(hou)(hou)用水分(fen)離(li)出其形成(cheng)的(de)(de)硫酸銅(tong)(tong)。之后(hou)(hou)流淌過(guo)鐵屑表面銅(tong)(tong)就(jiu)會沉淀,形成(cheng)的(de)(de)薄層很(hen)容易分(fen)離(li)。世界(jie)(jie)上(shang)已(yi)探明(ming)的(de)(de)銅(tong)(tong)約為3.5~5.7億(yi)噸,其中(zhong)斑(ban)巖(yan)銅(tong)(tong)礦約占全部(bu)總量的(de)(de)76%。從地區(qu)分(fen)布(bu)看,全球(qiu)銅(tong)(tong)蘊(yun)藏(zang)(zang)量最豐(feng)富的(de)(de)地區(qu)共有(you)五(wu)個(ge):
非(fei)洲:剛果盧伊盧(科盧韋齊)、希圖魯、贊比亞盧安夏和巴(ba)利巴(ba)、穆富(fu)利拉(la)、恩昌加TLP、恩卡納(羅卡納)。
亞洲:中(zhong)國白銀(金川(chuan))/甘(gan)肅(su)、山(shan)東/陽谷祥光(guang)銅業大冶(ye)、貴溪、葫蘆島、金昌、上(shang)海(hai)、天津(jin)、云南(nan)、印度伯爾(er)(er)拉銅(代海(hai)伊(yi)(yi))、杜蒂(di)戈(ge)林、伊(yi)(yi)朗(lang)薩爾(er)(er)切什(shen)梅、日本別子/愛(ai)媛(東予冶(ye)煉廠)、小(xiao)坂(ban)(秋田)直島(香川(chuan))、小(xiao)名濱(福島)、佐賀關(大分)、玉(yu)野(岡山(shan))、哈薩克(ke)斯坦(tan)巴爾(er)(er)卡(ka)什(shen)米(mi)斯、杰(jie)茲(zi)(zi)卡(ka)茲(zi)(zi)甘(gan)冶(ye)煉廠、韓國溫山(shan)冶(ye)煉廠Ⅰ、溫山(shan)冶(ye)煉廠Ⅱ、菲律賓伊(yi)(yi)莎(sha)貝爾(er)(er)/萊特(te)(菲律賓熔(rong)煉與精煉協(xie)會)、烏(wu)茲(zi)(zi)別克(ke)斯坦(tan)阿(a)爾(er)(er)馬雷(lei)克(ke)冶(ye)煉廠。
歐洲:奧地(di)利(li)布里(li)克(ke)斯(si)(si)(si)(si)萊格比利(li)時貝爾(er)(er)(er)(er)(er)瑟;霍博肯、UM皮爾(er)(er)(er)(er)(er)多普(pu)芬蘭哈(ha)爾(er)(er)(er)(er)(er)亞瓦爾(er)(er)(er)(er)(er)塔德(de)國(guo)漢(han)堡(bao)、黑特(te)施泰、呂嫩Lunen170、意(yi)大(da)利(li)波代馬格拉(la)、波蘭格沃古夫Ⅰ、格沃古夫Ⅱ、萊格尼察冶(ye)(ye)煉(lian)廠、羅馬尼亞茲拉(la)特(te)納冶(ye)(ye)煉(lian)廠、俄(e)羅斯(si)(si)(si)(si)基洛夫格拉(la)德(de)(卡拉(la)塔)、克(ke)拉(la)斯(si)(si)(si)(si)諾烏拉(la)爾(er)(er)(er)(er)(er)斯(si)(si)(si)(si)克(ke)冶(ye)(ye)煉(lian)廠、納杰日金斯(si)(si)(si)(si)基、諾里(li)爾(er)(er)(er)(er)(er)斯(si)(si)(si)(si)克(ke)冶(ye)(ye)煉(lian)廠、中(zhong)烏拉(la)爾(er)(er)(er)(er)(er)斯(si)(si)(si)(si)克(ke)冶(ye)(ye)煉(lian)廠、西班牙韋爾(er)(er)(er)(er)(er)瓦、瑞典倫島、英(ying)國(guo)沃爾(er)(er)(er)(er)(er)索爾(er)(er)(er)(er)(er)、南斯(si)(si)(si)(si)拉(la)夫博爾(er)(er)(er)(er)(er)。
單位:千噸
美國 1986.6 1664.2 1276.7 2057.8
日本 1127.1 1243 1276.6 1613.2
德國 894.9 847.8 970.1 994.8
前蘇(su)聯 1290 1320 1270 880
中(zhong)國 346 398 470 590
法國(guo) 326.1 419 399 481.2
意大利(li) 326 342 420 470.7
比利時 295.4 277.1 291.8 372
韓國 53.2 131.9 259 343.2
英國 512.2 355.4 327.7 269.4
十(shi)大國(guo)消費量 7157.5 6998.4 7810.9 8072.3
全球消(xiao)費(fei)量 9059.9 9033.1 10413.6 10714
年產量(千噸)
國名 1977 1982 1987 1992
智(zhi)利 1056.5 1242.2 1412.9 1940
美國 1346.8 1147 1243.6 1760.5
加拿大(da) 780.9 612.4 794.1 764.2
贊比亞 656.2 574.5 463.2 440
波蘭 284.8 376 438 387
中國 99.8 175 250 375
俄(e)羅斯(si) 853 560 630 375
秘魯 350.1 353.8 417.6 368.1
哈薩(sa)克(ke) - - - 350
澳洲(zhou) 220 245.3 232.7 326
十國小計 5666.1 5286.2 5882.1 7085.8
全球總計(ji) 7716.4 7622.3 8306.3 9289.6
銅的(de)離子(銅質(zhi))對生物而言,不論是動物或植物,是必需的(de)元素。人體缺乏銅會(hui)引起(qi)貧血,毛發異常,骨和動脈異常,以至腦障(zhang)礙。但(dan)如過剩,會(hui)引起(qi)肝硬化(hua)、腹瀉(xie)、嘔吐(tu)、運動障(zhang)礙和知覺神經障(zhang)礙。一般來說,牛肉、葵(kui)花籽、可可、黑椒(jiao)、羊肝等等都有豐富的(de)銅質(zhi)。
銅是(shi)人體必需(xu)的(de)微量礦物質,在攝入后15分鐘即可進入血液(ye)中(zhong)(zhong),同時(shi)存在于紅(hong)血球內(nei)外,可幫助鐵質傳(chuan)遞蛋白,在血紅(hong)素(su)形成過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)扮演催化的(de)重(zhong)要(yao)角(jiao)色。而且在食物烹飪(ren)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),銅元(yuan)素(su)不易被破壞掉(diao)。
銅(tong)(tong)廣泛分布于生(sheng)物(wu)組織(zhi)中,大部分以有機復合物(wu)存在,很(hen)多(duo)是金屬(shu)蛋白,以酶(mei)的(de)(de)形式起(qi)著功(gong)能作用。每個含銅(tong)(tong)蛋白的(de)(de)酶(mei)都(dou)有它清楚(chu)的(de)(de)生(sheng)理(li)生(sheng)化作用,生(sheng)物(wu)系統中許多(duo)涉及氧(yang)(yang)的(de)(de)電子(zi)傳遞和氧(yang)(yang)化還原反應都(dou)是由含銅(tong)(tong)酶(mei)催化的(de)(de),這些酶(mei)對生(sheng)命(ming)過程都(dou)是至關重(zhong)要(yao)的(de)(de)。
當然,銅作(zuo)為重(zhong)金屬(shu),攝入過量也會有危害。銅離子會使蛋白質變(bian)性(xing)(xing)。如硫酸銅對(dui)胃(wei)腸道(dao)有刺(ci)(ci)激作(zuo)用,誤服引起惡心、嘔(ou)吐(tu)、口內(nei)有銅性(xing)(xing)味、胃(wei)燒灼感。嚴重(zhong)者有腹絞痛、嘔(ou)血(xue)、黑便(bian)。可造成嚴重(zhong)腎損害和溶血(xue),出(chu)現黃疸、貧血(xue)、肝大、血(xue)紅蛋白尿、急性(xing)(xing)腎功能衰(shuai)竭(jie)和尿毒癥。對(dui)眼(yan)和皮膚有刺(ci)(ci)激性(xing)(xing)。長期接觸(chu)可發生接觸(chu)性(xing)(xing)皮炎和鼻(bi)、眼(yan)黏(nian)膜刺(ci)(ci)激并(bing)出(chu)現胃(wei)腸道(dao)癥狀。
成年(nian)人每天(tian)需要銅(tong)(tong)(tong)(tong)0.05~2毫克,孕、產婦和青(qing)、少(shao)年(nian)(少(shao)年(nian)食品)的(de)(de)(de)(de)(de)需要量(liang)(liang)還要多(duo)些。足月生下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)嬰兒(er)體內含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)約為16毫克,按單(dan)位體重比成年(nian)人要高得多(duo),其中(zhong)約70%集中(zhong)在肝中(zhong),由(you)此可(ke)見,胎(tai)兒(er)的(de)(de)(de)(de)(de)肝是(shi)含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)極高的(de)(de)(de)(de)(de)器官。從妊(ren)娠開始,胎(tai)兒(er)體內的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)就急劇(ju)增加,約從妊(ren)娠的(de)(de)(de)(de)(de)第200天(tian)到出生,銅(tong)(tong)(tong)(tong)含(han)量(liang)(liang)約增加4倍。因此,妊(ren)娠后期是(shi)胎(tai)兒(er)吸(xi)收銅(tong)(tong)(tong)(tong)最多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)時期,早產兒(er)易(yi)患缺(que)銅(tong)(tong)(tong)(tong)癥就是(shi)這個原因。孕婦體內銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)在妊(ren)娠過(guo)程中(zhong)逐漸上(shang)升(sheng),這可(ke)能與胎(tai)兒(er)長大體內雌激素水平增加有(you)關。正常情況下(xia),孕婦不需要額外補(bu)充銅(tong)(tong)(tong)(tong)劑,銅(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)量(liang)(liang)可(ke)產生致畸作用。
中國(guo)營養學會沒有制(zhi)(zhi)定(ding)每(mei)(mei)(mei)日膳食中銅(tong)的(de)需要(yao)量(liang),但制(zhi)(zhi)定(ding)了(le)每(mei)(mei)(mei)日銅(tong)的(de)“安全(quan)和適(shi)宜的(de)攝(she)入量(liang)”,半(ban)歲(sui)(sui)前嬰(ying)兒每(mei)(mei)(mei)天需0.5~0.7毫(hao)(hao)(hao)克(ke),半(ban)歲(sui)(sui)至(zhi)1歲(sui)(sui)每(mei)(mei)(mei)天0.7~1.0毫(hao)(hao)(hao)克(ke),1歲(sui)(sui)以(yi)上每(mei)(mei)(mei)天1.0~1.5毫(hao)(hao)(hao)克(ke),4歲(sui)(sui)以(yi)上每(mei)(mei)(mei)天1.5~2.0毫(hao)(hao)(hao)克(ke),7歲(sui)(sui)以(yi)上每(mei)(mei)(mei)天2.0~2.5毫(hao)(hao)(hao)克(ke),11歲(sui)(sui)以(yi)上至(zhi)青年、成年,均為每(mei)(mei)(mei)天2.0~3.0毫(hao)(hao)(hao)克(ke)。這個攝(she)入量(liang)與美國(guo)科學研究(jiu)委員會制(zhi)(zhi)定(ding)的(de)“估計每(mei)(mei)(mei)日飲食中安全(quan)充足的(de)銅(tong)攝(she)取量(liang)”相當。
銅(tong)(tong)(tong)(tong)與(yu)(yu)人(ren)體(ti)健(jian)康(kang)關(guan)系密(mi)切。人(ren)體(ti)每天都要攝入各種微量元(yuan)(yuan)素(su),銅(tong)(tong)(tong)(tong)是(shi)人(ren)體(ti)不能缺(que)少(shao)的金屬元(yuan)(yuan)素(su)之(zhi)一。成年(nian)人(ren)體(ti)內(nei),1千(qian)克體(ti)重(zhong)中,銅(tong)(tong)(tong)(tong)含量大(da)約為(wei)1.4mg~2.1mg;血(xue)液中銅(tong)(tong)(tong)(tong)的含量約為(wei)1.0mg~1.5mg。這一數量雖小(xiao),但(dan)它(ta)對于維持身(shen)體(ti)健(jian)康(kang)和器(qi)官的正常運行(xing)卻不可(ke)缺(que)少(shao)。這是(shi)因為(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)元(yuan)(yuan)素(su)在機體(ti)運行(xing)中具有特殊的作用。銅(tong)(tong)(tong)(tong)是(shi)機體(ti)內(nei)蛋白質和酶(mei)(mei)的重(zhong)要組(zu)成部分(fen),許多重(zhong)要的酶(mei)(mei)需(xu)要微量銅(tong)(tong)(tong)(tong)的參與(yu)(yu)和活化(hua)。例如(ru),銅(tong)(tong)(tong)(tong)可(ke)以催化(hua)血(xue)紅蛋白的合成。研(yan)究表(biao)明,缺(que)銅(tong)(tong)(tong)(tong)會導致血(xue)漿(jiang)膽固(gu)醇升(sheng)高,增加動脈粥樣硬化(hua)的危險,因而(er)是(shi)引發(fa)冠(guan)狀動脈心臟病(bing)(bing)的重(zhong)要因素(su)。科學家還發(fa)現,營養性貧血(xue)、白癜(dian)風、骨質疏松癥、胃癌及(ji)食道癌等疾病(bing)(bing)的產生也都與(yu)(yu)人(ren)體(ti)缺(que)銅(tong)(tong)(tong)(tong)有關(guan)。嚴重(zhong)缺(que)銅(tong)(tong)(tong)(tong)和長期邊緣性缺(que)銅(tong)(tong)(tong)(tong),還會引發(fa)小(xiao)兒發(fa)育不良和一些地方病(bing)(bing)。
吸(xi)收率30%~40%。胃(wei)、十二指腸(chang)和小腸(chang)上部(bu)是銅(tong)(tong)(tong)的主(zhu)(zhu)要吸(xi)收部(bu)位,其腸(chang)吸(xi)收是主(zhu)(zhu)動吸(xi)收過程。膜內外銅(tong)(tong)(tong)離子的轉(zhuan)運體為ATP酶(mei),依靠天冬氨酸殘基磷酸化供能,能將主(zhu)(zhu)動吸(xi)收的銅(tong)(tong)(tong)與門(men)靜脈側(ce)支循(xun)環(huan)中的白(bai)蛋白(bai)結合,運至肝臟進一(yi)步參(can)與代(dai)謝。
銅(tong)(tong)主要通(tong)過(guo)膽(dan)(dan)(dan)汁(zhi)排泄(xie),膽(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中含有低分子(zi)和高分子(zi)量的銅(tong)(tong)結合化合物(wu),前者(zhe)多存在肝(gan)膽(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中,后者(zhe)則多在膽(dan)(dan)(dan)囊膽(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中。銅(tong)(tong)可以(yi)通(tong)過(guo)溶(rong)酶(mei)體(ti)的胞吐(tu)作(zuo)用(yong)或(huo)ATP酶(mei)的銅(tong)(tong)轉移作(zuo)用(yong)而(er)進入膽(dan)(dan)(dan)汁(zhi)內,膽(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中的銅(tong)(tong)也可以(yi)是(shi)肝(gan)細(xi)胞溶(rong)酶(mei)體(ti)對存在于(yu)膽(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中銅(tong)(tong)結合蛋(dan)白分解的結果。血(xue)漿(jiang)中銅(tong)(tong)大(da)多與銅(tong)(tong)藍蛋(dan)白結合或(huo)存在于(yu)腎細(xi)胞內,很少濾過(guo)腎小球,正常情(qing)況下尿液中含銅(tong)(tong)量甚微。當銅(tong)(tong)的排泄(xie)、存儲和銅(tong)(tong)藍蛋(dan)白合成失衡時(shi)會出現銅(tong)(tong)尿。
銅(tong)是人體(ti)健康不可(ke)缺少的(de)微量營養素,對(dui)于血液、中(zhong)樞神(shen)經和(he)(he)免(mian)疫系統,頭(tou)發(fa)、皮(pi)膚和(he)(he)骨骼組織以及腦(nao)子和(he)(he)肝、心等(deng)內(nei)臟的(de)發(fa)育和(he)(he)功能有重(zhong)要影響。銅(tong)主要從日常飲食(shi)中(zhong)攝(she)入。世界衛生組織建議,為了維(wei)持健康,成人每(mei)公斤體(ti)重(zhong)每(mei)天應攝(she)入0.03毫克銅(tong)。孕婦和(he)(he)嬰幼兒應加(jia)倍。缺銅(tong)會引起各種疾病,可(ke)以服用含銅(tong)補劑和(he)(he)藥丸來(lai)加(jia)以補充。
銅(tong)(tong)在(zai)人體內含(han)量(liang)約100~150mg,血清銅(tong)(tong)正常值100~120μg/dl,是人體中含(han)量(liang)位居第(di)二的必需微量(liang)元(yuan)素。含(han)銅(tong)(tong)的酶(mei)有酪(lao)氨酸酶(mei)、單(dan)胺氧化(hua)酶(mei)、超(chao)氧化(hua)酶(mei)、超(chao)氧化(hua)物歧化(hua)酶(mei)、血銅(tong)(tong)藍蛋白(bai)等(deng)。銅(tong)(tong)對血紅蛋白(bai)的形成(cheng)起活化(hua)作(zuo)用,促進鐵的吸收和利用,在(zai)傳遞電子(zi)、彈性(xing)蛋白(bai)的合成(cheng)、結締組織的代謝、嘌呤代謝、磷脂(zhi)及神經組織形成(cheng)方面(mian)有重要意義(yi)。
銅缺乏可引(yin)起(qi)如下(xia)疾(ji)病:
1.貧血
一般最常(chang)見的(de)臨床表現為頭暈(yun)、乏(fa)力、易倦、耳鳴、眼花。皮膚黏膜(mo)及指(zhi)甲等顏色蒼白,體力活動后(hou)感(gan)覺(jue)氣(qi)促、心悸。嚴重貧血(xue)時,即使在休息(xi)時也出現氣(qi)短和心悸,在心尖和心底部可聽到柔和的(de)收縮期(qi)雜音。
2.骨骼改變。
臨(lin)床表現(xian)為(wei)骨(gu)質疏(shu)松,易發生(sheng)骨(gu)折(zhe)。
3.銅與冠心病。
4.銅與白癜風病。
5.女性不孕癥。
1.
缺(que)銅會使(shi)神(shen)經(jing)系(xi)統的抑制過程失調(diao),使(shi)神(shen)經(jing)系(xi)統處于(yu)興(xing)奮狀態而導致(zhi)失眠,久(jiu)而久(jiu)之可發(fa)生神(shen)經(jing)衰弱。
人體缺銅可適量增加攝入含銅較(jiao)高的食物,如(ru)口蘑、海米、紅(hong)茶、花茶、磚茶、榛子、葵花子、芝麻醬(jiang)、西瓜(gua)子、綠茶、核桃、黑胡椒、可可、肝(gan)、豆(dou)制品(pin)等。
銅離子可以(yi)消毒殺菌(jun)、衛生防疫。例如:可以(yi)殺滅易于在水中(zhong)滋生的(de)大腸桿菌(jun)和(he)痢(li)疾等(deng)病(bing)菌(jun),清除水中(zhong)傳播(bo)血(xue)吸蟲病(bing)的(de)蛞蝓和(he)螺等(deng)軟體動物,以(yi)及傳播(bo)瘧疾的(de)蚊子幼蟲等(deng)疾病(bing)攜帶(dai)體。它(ta)還可以(yi)應用在游泳池內,防止綠藻污染和(he)通(tong)過(guo)地板傳染足癬等(deng)等(deng)。
銅是人體(ti)內(nei)一種必需(xu)的(de)(de)微量元素(su),在人體(ti)的(de)(de)新陳(chen)代謝過程中起(qi)著重要的(de)(de)作用。
1.大(da)(da)(da)腦(nao)的“益友”銅(tong)與鋅、鐵等一樣都是(shi)大(da)(da)(da)腦(nao)神經遞質的重要成分(fen)。如果攝(she)取(qu)不足可致神經系(xi)統失調(diao),大(da)(da)(da)腦(nao)功能會發生(sheng)障礙。銅(tong)缺乏(fa)將使(shi)腦(nao)細胞中的色(se)素氧化酶(mei)減少,活力(li)下降,從而使(shi)記憶衰退、思維紊亂、反(fan)應(ying)遲(chi)鈍,甚至(zhi)步(bu)態不穩、運動(dong)失常(chang)等。要有一副健(jian)康靈活的大(da)(da)(da)腦(nao),是(shi)離不開銅(tong)元素這個益友的。
2.心(xin)(xin)(xin)臟的(de)(de)(de)“衛士 當人(ren)們將心(xin)(xin)(xin)臟病(bing)的(de)(de)(de)原因(yin)單純歸(gui)咎于(yu)脂(zhi)肪、高膽固(gu)(gu)醇飲食時,美(mei)國科學家提醒人(ren)們:絕對不可(ke)忽視銅元素的(de)(de)(de)缺乏。銅元素在人(ren)體內參與多種金屬(shu)酶的(de)(de)(de)合(he)成(cheng),其中的(de)(de)(de)氧化酶是構(gou)成(cheng)心(xin)(xin)(xin)臟血管(guan)的(de)(de)(de)基質膠原和彈(dan)性(xing)(xing)(xing)蛋(dan)白(bai)(bai)形成(cheng)過程中必(bi)不可(ke)少(shao)的(de)(de)(de)物質,而膠原又是將心(xin)(xin)(xin)血管(guan)的(de)(de)(de)肌(ji)細胞(bao)牢固(gu)(gu)地連(lian)接起(qi)來的(de)(de)(de)纖維成(cheng)分,彈(dan)性(xing)(xing)(xing)蛋(dan)白(bai)(bai)則具有促使心(xin)(xin)(xin)臟和血管(guan)壁保持(chi)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)之功(gong)(gong)能。因(yin)此,銅元素一旦缺乏,此類(lei)酶的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)減少(shao),心(xin)(xin)(xin)血管(guan)就無法維持(chi)正常的(de)(de)(de)形態和功(gong)(gong)能,從而給冠心(xin)(xin)(xin)病(bing)入侵以可(ke)乘之機。
3.造血(xue)(xue)的(de)(de)“助手”眾所周知,鐵(tie)(tie)(tie)是人體造血(xue)(xue)的(de)(de)重要(yao)(yao)原(yuan)料(liao),但鐵(tie)(tie)(tie)元素(su)要(yao)(yao)成為紅血(xue)(xue)球中的(de)(de)一部分(fen),必須依靠銅(tong)(tong)元素(su)的(de)(de)幫忙(mang)。奧(ao)妙在于血(xue)(xue)紅蛋白(bai)中的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)是三(san)價(jia)(jia)鐵(tie)(tie)(tie)離子(zi),而(er)(er)來源于食物中的(de)(de)乃是二(er)價(jia)(jia)鐵(tie)(tie)(tie)離子(zi),二(er)價(jia)(jia)鐵(tie)(tie)(tie)離子(zi)要(yao)(yao)轉(zhuan)化(hua)成三(san)價(jia)(jia)鐵(tie)(tie)(tie)離子(zi),有賴于含(han)銅(tong)(tong)的(de)(de)活性物質(zhi)——血(xue)(xue)漿銅(tong)(tong)藍蛋白(bai)的(de)(de)氧化(hua)作用。如(ru)果體內缺銅(tong)(tong),血(xue)(xue)漿銅(tong)(tong)藍蛋白(bai)的(de)(de)濃度勢必降低(di),從而(er)(er)導致鐵(tie)(tie)(tie)難以轉(zhuan)化(hua)而(er)(er)誘發貧(pin)血(xue)(xue)癥。
4.助孕(yun)的(de)(de)“新星(xing)”育齡女性(xing)要懷(huai)孕(yun)也離不開銅(tong)。據(ju)產科醫生研究,婦(fu)女缺銅(tong)就難以(yi)受孕(yun),即使(shi)受孕(yun)也會(hui)因缺銅(tong)而削(xue)弱羊(yang)膜的(de)(de)厚(hou)度和韌(ren)性(xing),導致羊(yang)膜早破,引起(qi)流產或胎兒感染。故女性(xing)要想出一(yi)個健康聰明的(de)(de)小寶貝,也須借助銅(tong)元素的(de)(de)一(yi)臂之力。
5.抗衰(shuai)老(lao)的(de)(de)“能(neng)手”人(ren)體的(de)(de)衰(shuai)老(lao)是因為體內的(de)(de)自由基的(de)(de)代謝(xie)(xie)廢物(wu)(wu)起著相當大的(de)(de)作用,又是多(duo)種老(lao)年(nian)疾(ji)病的(de)(de)禍根。其中的(de)(de)羥自由基,毒(du)性最強,不但會通過脂質過氧化(hua)反應損(sun)害細(xi)(xi)胞(bao)膜,而且會破(po)壞(huai)細(xi)(xi)胞(bao)核的(de)(de)遺傳物(wu)(wu)質,導致細(xi)(xi)胞(bao)死亡。此(ci)(ci)外(wai),還可使許多(duo)重(zhong)要酶的(de)(de)活性降(jiang)低甚至消失。研究表明,含(han)銅(tong)的(de)(de)金屬硫蛋白、超氧化(hua)物(wu)(wu)歧化(hua)酶等具有較強的(de)(de)清掃此(ci)(ci)種代謝(xie)(xie)廢物(wu)(wu)的(de)(de)功能(neng),保護人(ren)體細(xi)(xi)胞(bao)不受其害,可見銅(tong)元素在抗衰(shuai)老(lao)中有舉足輕重(zhong)的(de)(de)地位。
即可(ke)收到良好(hao)的(de)(de)效果。實驗證明(ming),人體攝入足(zu)夠(gou)的(de)(de)銅(tong),可(ke)在侵入人體的(de)(de)流(liu)感(gan)病毒(du)(du)表(biao)面聚集較多的(de)(de)銅(tong)離(li)(li)子,從而為維生素攻擊流(liu)感(gan)病毒(du)(du)提(ti)供有(you)效的(de)(de)“靶(ba)子”。維生素C與病毒(du)(du)表(biao)面的(de)(de)銅(tong)離(li)(li)子發(fa)生作(zuo)用,構成一(yi)種可(ke)以分離(li)(li)的(de)(de)含有(you)活性(xing)氧離(li)(li)子的(de)(de)不穩(wen)定化合物,促使含有(you)蛋白質的(de)(de)病毒(du)(du)表(biao)面發(fa)生破裂,進(jin)而置病毒(du)(du)于死地。為此(ci),專家(jia)將維生素C與銅(tong)元素稱為一(yi)對防(fang)治(zhi)流(liu)感(gan)的(de)(de)最(zui)佳“搭檔(dang)”。
6.防治白(bai)發的(de)(de)(de)“靈丹”人(ren)的(de)(de)(de)頭(tou)發為(wei)何早白(bai)?體(ti)內(nei)缺(que)(que)銅(tong)是一(yi)個重要原因。缺(que)(que)銅(tong)可使(shi)人(ren)體(ti)內(nei)的(de)(de)(de)酪氨酸酶的(de)(de)(de)形成困(kun)難,導致(zhi)酪氨酸轉變(bian)成多巴(ba)(ba)的(de)(de)(de)過程受阻。多巴(ba)(ba)為(wei)多巴(ba)(ba)胺的(de)(de)(de)前體(ti),而(er)多巴(ba)(ba)胺又是黑色(se)素(su)(su)的(de)(de)(de)中間產物(wu),最終(zhong)妨礙黑色(se)素(su)(su)的(de)(de)(de)合成,遂引起頭(tou)發變(bian)白(bai)。欲求黑發不衰,補足(zu)銅(tong)元素(su)(su)是有效(xiao)的(de)(de)(de)一(yi)招。
如(ru)何補銅呢?增加富含銅元素的(de)食物(wu),如(ru)動物(wu)肝臟(zang)、蝦、豆類、鮮肉、果仁(ren)等。
銅(tong)(tong)(tong)(tong)是人體(ti)不可缺少的(de)微量元素。成人體(ti)內一般(ban)含銅(tong)(tong)(tong)(tong)70~100mg,平均每(mei)千克(ke)體(ti)重含銅(tong)(tong)(tong)(tong)1.9~2.1mg。銅(tong)(tong)(tong)(tong)存在(zai)于人們的(de)所有(you)器官和組織中(zhong),通常與蛋白質(zhi)或其他有(you)機物(wu)結合,而(er)不以自由銅(tong)(tong)(tong)(tong)離子的(de)形式存在(zai)。肝臟是儲存銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)倉庫,含銅(tong)(tong)(tong)(tong)量最(zui)高。腦(nao)和心臟也含有(you)較多的(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)。健(jian)康人血液(ye)中(zhong)的(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)含量1.1~1.5mg/L,它(ta)隨著年齡、運動和健(jian)康而(er)發生變(bian)化。
銅是(shi)機(ji)體(ti)內蛋白(bai)質和酶的(de)(de)(de)重要(yao)組分,如(ru)銅藍(lan)蛋白(bai)、細(xi)胞色素、C氧化酶等(deng)。許多(duo)關鍵的(de)(de)(de)酶,需(xu)要(yao)鋼的(de)(de)(de)參與(yu)和活化,對機(ji)體(ti)的(de)(de)(de)代謝(xie)過程產(chan)生作(zuo)用(yong),促(cu)進(jin)(jin)人體(ti)的(de)(de)(de)許多(duo)功能(neng)。這(zhe)就是(shi)為什么這(zhe)么微量的(de)(de)(de)銅,會對生命產(chan)生至關重要(yao)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)主要(yao)原(yuan)因。例如(ru):它有(you)助(zhu)于(yu)提供機(ji)體(ti)生物化學(xue)過程所需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量;幫助(zhu)形成(cheng)血液中(zhong)的(de)(de)(de)血紅素,影(ying)響皮(pi)膚(fu)色素的(de)(de)(de)形成(cheng);促(cu)進(jin)(jin)在骨(gu)膠原(yuan)及(ji)彈性蛋白(bai)中(zhong)形成(cheng)交聯,保持和恢復結締組織;參與(yu)葡萄糖和膽固醇的(de)(de)(de)代謝(xie)過程;影(ying)響頭(tou)發、皮(pi)膚(fu)、骨(gu)骼、大腦的(de)(de)(de)發育,以及(ji)心臟、肝臟、中(zhong)樞神經和免疫(yi)系統的(de)(de)(de)功能(neng)等(deng)。
此外,某些含銅的藥(yao)劑有消(xiao)炎和治療關(guan)節(jie)炎的作(zuo)用(yong),并(bing)已在(zai)(zai)一(yi)些國家得(de)到應用(yong)。長期以來人(ren)們得(de)出這樣的經驗,配戴銅具有治療關(guan)節(jie)炎的作(zuo)用(yong)。這可能(neng)是由于汗水溶解的微(wei)量(liang)鋼(gang)經皮膚而被人(ren)體吸收的結果。銅在(zai)(zai)放射科和治療痙攣、癲癇和痛風(feng)上的應用(yong)也正在(zai)(zai)研究中。
缺(que)銅(tong)(tong)有(you)礙人體(ti)健康,長(chang)時間邊(bian)緣性缺(que)銅(tong)(tong)的影響(xiang)是(shi)潛(qian)移(yi)默化的。它會引起嬰幼兒發(fa)育不良。此外(wai),在(zai)我國以(yi)及印度、坦桑(sang)尼亞(ya)、南非(fei)等地發(fa)現了(le)膝蓋彎曲的“膝外(wai)翻癥(zheng)”,這是(shi)缺(que)銅(tong)(tong)的一種(zhong)典(dian)型癥(zheng)狀。分析表(biao)明畸形骨骼中的銅(tong)(tong)含量(liang)顯著低(di)于正常值。
值得(de)注意(yi)的是(shi),最(zui)近的研究發(fa)現,缺(que)銅(tong)是(shi)增加冠心(xin)病(bing)(bing)(bing)發(fa)病(bing)(bing)(bing)率的一(yi)個因素!冠心(xin)病(bing)(bing)(bing)是(shi)由于(yu)血液中過高(gao)的冠狀動脈管壁上沉積,造成堵塞(動脈粥(zhou)樣硬化),從而引起(qi)(qi)心(xin)臟(zang)供血不(bu)足(zu)的一(yi)種常(chang)見的心(xin)臟(zang)病(bing)(bing)(bing)。脂肪的代謝過程(cheng)對銅(tong)很敏感。對大鼠的試驗(yan)表明(ming),缺(que)銅(tong)會顯著升(sheng)高(gao)血漿膽(dan)固醇(chun),改變膽(dan)固醇(chun)與脂蛋白的結合形式,增加動脈粥(zhou)樣硬化的危險。還(huan)發(fa)現缺(que)銅(tong)會引起(qi)(qi)大鼠的心(xin)臟(zang)生理發(fa)生異常(chang),它(ta)與人類冠心(xin)病(bing)(bing)(bing)的某些病(bing)(bing)(bing)癥相(xiang)似,這就更證(zheng)實了缺(que)銅(tong)與冠心(xin)病(bing)(bing)(bing)之間的聯系。
銅對人(ren)體的潛在毒(du)性(xing)很輕(qing),只有當攝入量大(da)大(da)超(chao)過了正常值時(shi),方會(hui)引起胃(wei)腸紊(wen)亂等不(bu)良反應。研究結果表明,當成年男子和女(nv)子每天攝入量分別超(chao)過12mg和10mg時(shi),會(hui)對人(ren)體生物化學過程產生輕(qing)微的影(ying)響。
鑒于(yu)銅(tong)的(de)潛在(zai)毒性較低,相反地它卻是(shi)人(ren)體健(jian)康不(bu)可缺(que)少(shao)的(de)元素,世界(jie)衛生組織的(de)專家(jia)組已作出結論,缺(que)銅(tong)的(de)危害遠比銅(tong)的(de)毒性大得多。除(chu)了某些罕見的(de)遺傳外,人(ren)們主要(yao)(yao)防(fang)止的(de)是(shi)缺(que)銅(tong)。要(yao)(yao)充分保證膳(shan)食(shi)中有足(zu)夠的(de)銅(tong),以滿(man)足(zu)身(shen)體的(de)需要(yao)(yao)。對歐(ou)美發達國家(jia)膳(shan)食(shi)結構中含銅(tong)量的(de)調(diao)查結果,已為防(fang)止缺(que)銅(tong)敲起了警鐘。實際上(shang),許多人(ren)已在(zai)服用含銅(tong)片劑(ji)來補充營養。
哪(na)些人應特別注(zhu)意對銅的攝入:
①孕婦、嬰兒和兒童
他(她)們需要攝入較(jiao)多的銅。保持體(ti)內鋼(gang)的平衡是決定胎(tai)兒(er)和(he)嬰兒(er)成長快慢的一個主要因素,應特(te)別關注。
②膳食不正常的人群
貧困地區(qu)營養不良的居民(min),生活難以自理(主(zhu)要是(shi)老年(nian)人和(he)殘疾人)或有偏(pian)食習慣的人群,他們的膳(shan)食結構往(wang)往(wang)不合理容易由于(yu)缺銅而影響健康(kang)。
③某些病人
慢性肝炎的(de)(de)患者,定期接受血(xue)液透析以及長期依賴輸液代(dai)替或補充(chong)進(jin)食的(de)(de)病(bing)人(ren),應對他們的(de)(de)銅攝入(ru)量進(jin)行監(jian)測(ce)。此外,某些(xie)患有(you)代(dai)謝異常的(de)(de)病(bing)人(ren)也(ye)應該注意缺銅的(de)(de)潛(qian)在影響。
④嚴重銅(tong)代謝異(yi)常的遺傳(chuan)病(bing)人
在(zai)人的(de)血液中(zhong),銅(tong)是(shi)鐵的(de)“助手”。銅(tong)的(de)吸(xi)收部位主要是(shi)胃和(he)小腸(chang)上(shang)部。銅(tong)在(zai)腸(chang)中(zhong)被吸(xi)收后進(jin)人血液中(zhong),80%的(de)結(jie)合成血漿銅(tong)藍(lan)蛋(dan)白(bai)。銅(tong)在(zai)血紅(hong)蛋(dan)白(bai)形(xing)成中(zhong)的(de)作(zuo)用(yong),一般認為是(shi)促進(jin)對(dui)腸(chang)道鐵(鐵食(shi)品(pin))的(de)吸(xi)收和(he)從(cong)肝及網狀(zhuang)內皮系(xi)統(tong)的(de)貯藏中(zhong)使它(ta)釋(shi)放(fang)出(chu)來,故銅(tong)對(dui)于血紅(hong)蛋(dan)白(bai)的(de)形(xing)成起著重要作(zuo)用(yong)。
從食(shi)品(pin)商品(pin)化的(de)角(jiao)度來(lai)看,少量的(de)銅(tong)(tong)對產(chan)品(pin)質量的(de)影響(xiang)(xiang)主要是在食(shi)油(you)(油(you)食(shi)品(pin))及(ji)含不飽和脂肪的(de)食(shi)品(pin)中,銅(tong)(tong)離子實(shi)際上起著催化劑的(de)作用,造(zao)成食(shi)品(pin)酸敗(bai)、變色和其(qi)他一些反應。這(zhe)些影響(xiang)(xiang)盡管(guan)使(shi)產(chan)品(pin)在外觀上不受人歡迎,但(dan)通常并不會引起中毒和降低食(shi)品(pin)的(de)營養價值(zhi)。
食物中銅的豐富來源有口蘑、海米、紅茶(cha)、花茶(cha)、磚茶(cha)、榛子、葵花子、芝麻(ma)醬、西瓜(gua)子、綠(lv)茶(cha)、核桃、黑胡椒(jiao)、可可、肝等。
良好來(lai)源有蟹肉(rou)、蠶豆(dou)(dou)、蘑菇(鮮)、青豆(dou)(dou)、小(xiao)茴香(xiang)(xiang)、黑芝麻、大豆(dou)(dou)制(zhi)品(pin)、松子、龍蝦、綠豆(dou)(dou)、花生米、黃(huang)豆(dou)(dou)、土豆(dou)(dou)粉(fen)、紫菜、蓮子、蕓豆(dou)(dou)、香(xiang)(xiang)菇(香(xiang)(xiang)菇食品(pin))、毛(mao)豆(dou)(dou)、面筋、果丹皮、茴香(xiang)(xiang)、豌豆(dou)(dou)、黃(huang)醬、金鐵菜、燕麥片(pian)、栗子、堅果、黃(huang)豆(dou)(dou)粉(fen)和小(xiao)麥胚芽。