銅(tong)(Cuprum)是(shi)一(yi)種金(jin)(jin)(jin)屬元(yuan)素,也是(shi)一(yi)種過渡(du)元(yuan)素,化學符號Cu,英文copper,原(yuan)子序數29。純銅(tong)是(shi)柔軟的金(jin)(jin)(jin)屬,表面(mian)剛切開時為紅橙色帶金(jin)(jin)(jin)屬光澤,單(dan)質呈(cheng)紫紅色。延展性好,導熱(re)性和導電(dian)性高,因此(ci)在(zai)電(dian)纜和電(dian)氣、電(dian)子元(yuan)件是(shi)最常(chang)用的材(cai)料(liao),也可(ke)用作建(jian)筑材(cai)料(liao),可(ke)以(yi)組成(cheng)眾多種合金(jin)(jin)(jin)。銅(tong)合金(jin)(jin)(jin)機(ji)械(xie)性能優異,電(dian)阻率很低,其(qi)中最重要的數青銅(tong)和黃銅(tong)。此(ci)外,銅(tong)也是(shi)耐(nai)用的金(jin)(jin)(jin)屬,可(ke)以(yi)多次回收而無損(sun)其(qi)機(ji)械(xie)性能。
二價銅(tong)鹽是(shi)最常見的銅(tong)化合(he)物,其水合(he)離(li)子常呈藍色,而氯做(zuo)配體則顯綠色,是(shi)藍銅(tong)礦和綠松石等礦物顏(yan)色的來源,歷史(shi)上(shang)曾廣泛用作(zuo)顏(yan)料(liao)。銅(tong)質建(jian)筑結構受腐(fu)蝕(shi)后會(hui)產生(sheng)銅(tong)綠(堿式碳酸銅(tong))。裝飾藝術(shu)主要使用金屬銅(tong)和含銅(tong)的顏(yan)料(liao)。
銅(tong)(tong)(tong)是人類最(zui)早使用的(de)金屬(shu)之一(yi)。早在(zai)史前時代,人們就開始采掘露天銅(tong)(tong)(tong)礦,并用獲取的(de)銅(tong)(tong)(tong)制造武器、工具和(he)其(qi)他器皿,銅(tong)(tong)(tong)的(de)使用對早期(qi)人類文明(ming)的(de)進步影(ying)響深遠。銅(tong)(tong)(tong)是一(yi)種存在(zai)于地殼和(he)海(hai)洋中(zhong)的(de)金屬(shu)。銅(tong)(tong)(tong)在(zai)地殼中(zhong)的(de)含(han)量(liang)約為0.01%,在(zai)個別銅(tong)(tong)(tong)礦床中(zhong),銅(tong)(tong)(tong)的(de)含(han)量(liang)可以(yi)達(da)到3%~5%。自(zi)然界中(zhong)的(de)銅(tong)(tong)(tong),多數(shu)以(yi)化合(he)物(wu)即銅(tong)(tong)(tong)礦石存在(zai)。
銅的活動性較(jiao)弱(ruo),鐵(tie)單質與硫酸銅反應可(ke)以置換出銅單質。銅單質不溶于非(fei)氧化性酸。
人類使(shi)用(yong)銅(tong)(tong)及其合金(jin)已有數(shu)千年歷史。古羅馬時期(qi)銅(tong)(tong)的主要開采地是(shi)塞浦路(lu)斯,因此最初(chu)得名cyprium(意(yi)為(wei)塞浦路(lu)斯的金(jin)屬),后來變為(wei)cuprum,這是(shi)其英語(yu)(copper)、法語(yu)(cuivre)和德語(yu)(Kupfer)的來源。
銅是人類(lei)最(zui)早使(shi)(shi)用(yong)的(de)金屬之一。早在史前時代(dai),人們(men)就開始采掘(jue)露天(tian)銅礦,并用(yong)獲取(qu)的(de)銅制(zhi)造(zao)武(wu)器、式(shi)具(ju)和其他器皿(min),銅的(de)使(shi)(shi)用(yong)對早期人類(lei)文明的(de)進(jin)步(bu)影響深遠。
中國(guo)使(shi)用銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)歷史年(nian)代(dai)(dai)(dai)久(jiu)遠。大約在六七千年(nian)以(yi)前(qian)中國(guo)人的(de)祖先就(jiu)發(fa)(fa)現并開始使(shi)用銅(tong)(tong)(tong)(tong)。1973年(nian)陜西臨潼(tong)姜寨遺址(zhi)(zhi)曾出(chu)土一件(jian)(jian)半圓(yuan)形殘銅(tong)(tong)(tong)(tong)片,經鑒定為(wei)黃銅(tong)(tong)(tong)(tong)。1975年(nian)甘肅東鄉(xiang)林家馬家窯(yao)文化(hua)遺址(zhi)(zhi)(約公元前(qian)3000左右)出(chu)土一件(jian)(jian)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)刀,這是目前(qian)在中國(guo)發(fa)(fa)現的(de)最早(zao)的(de)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)器,是中國(guo)進(jin)入青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)時(shi)(shi)代(dai)(dai)(dai)的(de)證(zheng)明。相對西亞(ya)、南亞(ya)及北非(fei)于距(ju)今(jin)約6500年(nian)前(qian)先后(hou)進(jin)入青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)時(shi)(shi)代(dai)(dai)(dai)而言,中國(guo)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)時(shi)(shi)代(dai)(dai)(dai)的(de)到(dao)來較晚。中國(guo)存在一個銅(tong)(tong)(tong)(tong)器與石器并用時(shi)(shi)代(dai)(dai)(dai),年(nian)代(dai)(dai)(dai)距(ju)今(jin)約為(wei)5500~4500年(nian)。中國(guo)在此(ci)基礎上(shang)發(fa)(fa)明青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)合金,與世界青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)器發(fa)(fa)展模式(shi)相同。
“國(guo)之大(da)事,在祀(si)及(ji)戎(rong)。”對于中(zhong)(zhong)國(guo)先秦(qin)中(zhong)(zhong)原(yuan)各國(guo)而言,最大(da)的(de)事情(qing)莫過于祭祀(si)和對外戰(zhan)爭。作為代(dai)表當時最先進的(de)金(jin)屬(shu)冶煉、鑄造技術的(de)青銅(tong),也主要用(yong)在祭祀(si)禮(li)(li)儀和戰(zhan)爭上。夏(xia)、商(shang)、周(zhou)三代(dai)所發現(xian)的(de)青銅(tong)器,其功能(用(yong))均(jun)為禮(li)(li)儀用(yong)具和武器以及(ji)圍(wei)繞二者的(de)附屬(shu)用(yong)具,這一點(dian)與世(shi)界各國(guo)青銅(tong)器有(you)區別,形(xing)成了(le)具有(you)中(zhong)(zhong)國(guo)傳統特色的(de)青銅(tong)器文化體系。
一(yi)般把中(zhong)國(guo)青銅(tong)器文化的(de)發展劃分為三大階段,即形成期(qi)(qi)、鼎盛(sheng)時(shi)(shi)(shi)期(qi)(qi)和轉(zhuan)變(bian)期(qi)(qi)。形成期(qi)(qi)是(shi)指(zhi)龍山時(shi)(shi)(shi)代(dai),距今4500~4000年;鼎盛(sheng)期(qi)(qi)即中(zhong)國(guo)青銅(tong)器時(shi)(shi)(shi)代(dai),時(shi)(shi)(shi)代(dai)包括夏、商、西(xi)周、春秋及戰國(guo)早期(qi)(qi),延續(xu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)約(yue)一(yi)千六百余年,也就是(shi)中(zhong)國(guo)傳統體系的(de)青銅(tong)器文化時(shi)(shi)(shi)代(dai);轉(zhuan)變(bian)時(shi)(shi)(shi)期(qi)(qi)指(zhi)戰國(guo)末期(qi)(qi)~秦漢(han)時(shi)(shi)(shi)期(qi)(qi),青銅(tong)器已逐步(bu)被鐵器取代(dai),不僅(jin)數量上大減,而(er)且也由原來禮(li)樂兵器及使用在禮(li)儀(yi)祭祀,戰爭活(huo)動等等重要場合變(bian)成日常(chang)用具,其相應的(de)器別(bie)種類、構造特征、裝飾藝術(shu)也發生(sheng)了轉(zhuan)折性的(de)變(bian)化。
距今4500~4000年龍(long)山時(shi)代(dai),相(xiang)當(dang)于堯舜禹(yu)傳說時(shi)代(dai)。古文獻上記載(zai)當(dang)時(shi)人們(men)已開始冶鑄青銅(tong)器。黃河(he)、長江中下游地區的龍(long)山時(shi)代(dai)遺址(zhi)(zhi)里,經考古發掘,在幾(ji)十處遺址(zhi)(zhi)里發現(xian)了青銅(tong)器制品。從現(xian)有的材料來(lai)看,形成期(qi)的銅(tong)器有以下特(te)點:
1、紅銅(tong)(tong)(tong)(tong)與青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)器并(bing)(bing)存,并(bing)(bing)出(chu)現黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)(tong)。甘肅省(sheng)東鄉林(lin)家遺(yi)址,出(chu)土(tu)(tu)一(yi)件(jian)范(fan)鑄(zhu)(zhu)的(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)刀(dao);河(he)(he)北省(sheng)唐山(shan)大(da)城山(shan)遺(yi)址發(fa)(fa)現兩件(jian)帶孔紅銅(tong)(tong)(tong)(tong)牌飾;河(he)(he)南省(sheng)登封王城崗龍山(shan)城內(nei)(nei)出(chu)土(tu)(tu)一(yi)件(jian)含錫7%的(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)容器殘片(pian);山(shan)西省(sheng)襄汾(fen)陶寺(si)墓地(di)內(nei)(nei)出(chu)土(tu)(tu)一(yi)件(jian)完整(zheng)銅(tong)(tong)(tong)(tong)鈴,系紅銅(tong)(tong)(tong)(tong);山(shan)東膠縣(xian)三里河(he)(he)遺(yi)址出(chu)土(tu)(tu)兩件(jian)黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)(tong)錐;山(shan)東省(sheng)棲霞楊家圈出(chu)土(tu)(tu)黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)(tong)殘片(pian)。發(fa)(fa)現銅(tong)(tong)(tong)(tong)質制品數量最多的(de)(de)是(shi)甘肅、青(qing)海、寧夏一(yi)帶的(de)(de)齊家文(wen)化(hua),有(you)好(hao)幾處墓地(di)出(chu)土(tu)(tu)刀(dao)、錐、鉆、環和銅(tong)(tong)(tong)(tong)鏡,有(you)些是(shi)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong),有(you)些是(shi)紅銅(tong)(tong)(tong)(tong)。制作技術方面,有(you)的(de)(de)是(shi)鍛打的(de)(de),有(you)的(de)(de)是(shi)用范(fan)鑄(zhu)(zhu)造(zao)的(de)(de),比較先進(jin)。
2、青銅器(qi)品種較少(shao),多屬于日常(chang)工具和(he)生活類,如刀、錐、鉆(zhan)、環(huan)、銅鏡、裝飾品等。但(dan)是應當(dang)(dang)承認當(dang)(dang)時人們(men)已(yi)能(neng)夠制造容(rong)(rong)器(qi)。此(ci)外,在龍山文化中常(chang)見紅色(se)或(huo)黃色(se)陶鬶(gui),且流口,腹襠部(bu)常(chang)有模(mo)仿的(de)(de)金屬鉚釘,如果認為這時的(de)(de)銅鬶(gui)容(rong)(rong)器(qi)與夏商銅鬶(gui),爵、斝(jia)容(rong)(rong)器(qi)功能(neng)一(yi)樣的(de)(de)話,當(dang)(dang)時的(de)(de)青銅器(qi)已(yi)經在或(huo)開(kai)始轉向(xiang)禮器(qi)了。
3、一般小遺址也出土(tu)銅(tong)制(zhi)品(pin)(pin),一般居(ju)民也擁青銅(tong)制(zhi)品(pin)(pin)。此外,這個時期的(de)青銅(tong)制(zhi)品(pin)(pin)多樸實無飾,就(jiu)是有紋(wen)飾的(de)銅(tong)鏡也僅為星條紋(wen)、三角紋(wen)等等的(de)幾何文(wen)飾,絕無三代青銅(tong)器紋(wen)飾的(de)神秘(mi)感。
鼎盛期(qi)即中國(guo)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)時(shi)代(dai)(dai),包(bao)括(kuo)夏(xia)、商、西(xi)周、春秋(qiu)及(ji)戰國(guo)早期(qi),延續(xu)時(shi)間約(yue)一(yi)千六(liu)百余年(nian)。這個(ge)時(shi)期(qi)的(de)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)主要分為禮(li)樂(le)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、兵器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)及(ji)雜器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。樂(le)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)也主要用在宗廟祭祀活(huo)動中。禮(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)古代(dai)(dai)繁(fan)文縟節(jie)的(de)禮(li)儀中使用的(de),或陳于(yu)廟堂(tang),或用于(yu)宴飲、盥洗,還(huan)有一(yi)些(xie)是(shi)專(zhuan)門做殉葬的(de)明器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。青(qing)(qing)(qing)銅(tong)禮(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)帶有一(yi)定的(de)神圣性,是(shi)不能(neng)在一(yi)般(ban)生活(huo)場合(he)使用的(de)。所有青(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中,禮(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)數量最多(duo),制作(zuo)也最精美。禮(li)樂(le)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)可以(yi)代(dai)(dai)表中國(guo)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)制作(zuo)工藝的(de)最高(gao)水平(ping)。禮(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)種(zhong)類包(bao)括(kuo)烹炊器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、食器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、酒(jiu)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、水器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和神像類。這一(yi)時(shi)期(qi)的(de)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)裝飾最為精美,文飾種(zhong)類也較多(duo)。
青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)最常見花紋(wen)(wen)(wen)之一,是饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen),也(ye)叫獸面紋(wen)(wen)(wen)。這(zhe)(zhe)種紋(wen)(wen)(wen)飾(shi)最早出現在(zai)距今五(wu)千年前長江下游(you)地區的(de)(de)良渚文化(hua)玉(yu)器(qi)上(shang),山(shan)東龍山(shan)文化(hua)繼承了這(zhe)(zhe)種紋(wen)(wen)(wen)飾(shi)。饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen),本身就(jiu)有(you)濃厚的(de)(de)神(shen)秘色彩(cai)。《呂(lv)氏春(chun)秋·先識》篇內云(yun):“周(zhou)(zhou)鼎著饕(tao)餮(tie),有(you)首無身,食人未咽(yan),害及(ji)其(qi)身。”故此,一般把這(zhe)(zhe)種獸面紋(wen)(wen)(wen)稱之為饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)。饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)在(zai)二里頭夏文化(hua)中青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)上(shang)已有(you)了。商周(zhou)(zhou)兩代的(de)(de)饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)類(lei)型很多(duo),有(you)的(de)(de)像(xiang)(xiang)龍、像(xiang)(xiang)虎、像(xiang)(xiang)牛、像(xiang)(xiang)羊、像(xiang)(xiang)鹿;還(huan)有(you)像(xiang)(xiang)鳥、像(xiang)(xiang)鳳、像(xiang)(xiang)人的(de)(de)。西周(zhou)(zhou)時代,青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)紋(wen)(wen)(wen)飾(shi)的(de)(de)神(shen)秘色彩(cai)逐漸減退(tui)。龍和鳳,仍然是許多(duo)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)花紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)母(mu)題。可(ke)以(yi)說(shuo)許多(duo)圖(tu)案化(hua)的(de)(de)花紋(wen)(wen)(wen),實(shi)際是從龍蛇、鳳鳥兩大類(lei)紋(wen)(wen)(wen)飾(shi)衍變而(er)來(lai)的(de)(de)。
蟬(chan)紋(wen),是(shi)(shi)商(shang)代、西周常見的(de)(de)(de)花紋(wen),到了春(chun)秋,還有(you)變形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)蟬(chan)紋(wen)。春(chun)秋時代,螭龍紋(wen)盛行(xing),逐漸(jian)占據了統治地位,把其他花紋(wen)差(cha)不(bu)(bu)(bu)多都(dou)擠掉了。中國(guo)青銅器還有(you)一特(te)點,就是(shi)(shi)迄今為(wei)(wei)止沒有(you)發(fa)現(xian)過任何(he)肖像(xiang)。不(bu)(bu)(bu)少的(de)(de)(de)青銅器用人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)面形(xing)(xing)(xing)作為(wei)(wei)裝(zhuang)(zhuang)飾(shi)品(pin),如(ru)人(ren)(ren)(ren)(ren)面方鼎、人(ren)(ren)(ren)(ren)面鉞等,但(dan)這(zhe)些(xie)人(ren)(ren)(ren)(ren)面都(dou)不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)什么特(te)定人(ren)(ren)(ren)(ren)物(wu)的(de)(de)(de)面容。更(geng)多的(de)(de)(de)器物(wu)是(shi)(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)整體形(xing)(xing)(xing)象(xiang),如(ru)人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)燈(deng)或器座;或者(zhe)以人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)整體作為(wei)(wei)器物(wu)的(de)(de)(de)一部(bu)分,如(ru)鐘(zhong)架(jia)有(you)佩劍人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)舉手托住橫梁,銅盤下有(you)幾個人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)器足之類,這(zhe)些(xie)人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)大部(bu)分是(shi)(shi)男(nan)女(nv)侍從的(de)(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)束,而(er)且(qie)也不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)特(te)定婢奴的(de)(de)(de)肖像(xiang)。四川廣(guang)漢三星堆出土(tu)的(de)(de)(de)立體像(xiang)、人(ren)(ren)(ren)(ren)頭像(xiang),大小均(jun)超過正常人(ren)(ren)(ren)(ren),均(jun)長耳突(tu)目,高鼻闊口,富于神秘(mi)色彩,應是(shi)(shi)神話人(ren)(ren)(ren)(ren)物(wu)。
商周青銅器(qi)中數以萬計的(de)銅器(qi)留有銘文,這些文字,一(yi)般叫金(jin)文。對(dui)于(yu)歷史學(xue)者而言起著證史、補史的(de)作用。
中(zhong)國青銅器的(de)銘文,文字(zi)以鑄成(cheng)者為(wei)多。凹入的(de)字(zi)樣,稱為(wei)陰文,少數文字(zi)凸(tu)起,稱陽(yang)文。商代和西周,可以說銘文都是鑄成(cheng)的(de),只有(you)極個(ge)別用鋒利的(de)工具(ju)刻字(zi)的(de)例子(zi)。
西周晚期(qi)(qi),開始(shi)出現(xian)完全(quan)是刻成(cheng)的(de)銘文(wen)。戰國中(zhong)期(qi)(qi),大(da)多數(shu)銘文(wen)已經是刻制(zhi)的(de),連河北省平山中(zhong)山王漢墓的(de)三件極(ji)為典重的(de)禮器,都是契刻而成(cheng),其刀法(fa)異(yi)常圓熟,有很高的(de)藝術價值。
中國(guo)古(gu)代(dai)(dai)青(qing)(qing)銅器(qi)的(de)(de)(de)另一個突出特征是制作工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)精巧絕(jue)倫(lun),顯示出古(gu)代(dai)(dai)匠師們巧奪天(tian)(tian)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)創造(zao)才能。用陶質的(de)(de)(de)復合范(fan)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)制作青(qing)(qing)銅器(qi)的(de)(de)(de)和范(fan)法,在(zai)(zai)中國(guo)古(gu)代(dai)(dai)得到充分(fen)的(de)(de)(de)發展。陶范(fan)的(de)(de)(de)選料塑模翻(fan)范(fan),花(hua)紋刻(ke)制均極為(wei)(wei)考究(jiu),渾(hun)鑄(zhu)(zhu)、分(fen)鑄(zhu)(zhu)、鑄(zhu)(zhu)接、疊鑄(zhu)(zhu)技術非常成熟。隨后發展出來無(wu)須(xu)分(fen)鑄(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)失(shi)蠟法工(gong)(gong)藝技術,無(wu)疑是青(qing)(qing)銅鑄(zhu)(zhu)造(zao)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)一大進步。古(gu)人(ren)認為(wei)(wei)青(qing)(qing)銅器(qi)極其牢固,銘(ming)文可以流傳不(bu)朽,因此要長(chang)期流傳的(de)(de)(de)事項必須(xu)鑄(zhu)(zhu)在(zai)(zai)青(qing)(qing)銅物之上。因此,銘(ming)文已成為(wei)(wei)今(jin)天(tian)(tian)研究(jiu)古(gu)代(dai)(dai)歷史的(de)(de)(de)重(zhong)要材(cai)料。
在青銅(tong)器上加(jia)以鑲(xiang)嵌(qian)(qian)(qian)以增加(jia)美觀,這種技術很(hen)早就出現了。鑲(xiang)嵌(qian)(qian)(qian)的材料,第一種是(shi)(shi)綠松石,這種綠色的寶石,至今(jin)仍應用(yong)在首飾(shi)上。第二種是(shi)(shi)玉,有(you)玉援(yuan)戈,玉葉的矛,玉刃的斧鉞等。第三種隕鐵(tie)(tie),如鐵(tie)(tie)刃銅(tong)鉞,鐵(tie)(tie)援(yuan)銅(tong)刃,經鑒(jian)定,鐵(tie)(tie)刃均為(wei)碩鐵(tie)(tie)。第四種是(shi)(shi)嵌(qian)(qian)(qian)紅銅(tong),用(yong)紅銅(tong)來組成獸形花紋。春秋戰國時也(ye)有(you)用(yong)金、銀來鑲(xiang)嵌(qian)(qian)(qian)裝(zhuang)飾(shi)的青銅(tong)器。
東周時(shi)代,冶鑄(zhu)技(ji)(ji)術發展較高,出現了(le)(le)制(zhi)造青(qing)銅(tong)器的(de)(de)(de)技(ji)(ji)術總結性(xing)文獻《考工記(ji)》。書中(zhong)對(dui)制(zhi)作(zuo)鐘鼎、斧斤、弋(yi)戟等(deng)各種器物所用青(qing)銅(tong)中(zhong)銅(tong)錫(xi)的(de)(de)(de)比(bi)例做(zuo)了(le)(le)詳(xiang)細的(de)(de)(de)規定。由于戰爭頻繁,兵器鑄(zhu)造得到了(le)(le)迅速發展。特別是吳、越的(de)(de)(de)寶(bao)劍,異常鋒利,名聞天下,出現了(le)(le)一些(xie)(xie)著名的(de)(de)(de)鑄(zhu)劍的(de)(de)(de)匠師,如(ru)干將,歐冶子(zi)等(deng)人。有的(de)(de)(de)寶(bao)劍雖已在地下埋(mai)藏兩(liang)千多(duo)年,但仍然可以切開成(cheng)(cheng)疊(die)的(de)(de)(de)紙張。越王勾踐劍等(deng)一些(xie)(xie)劍,其(qi)表面經過一定的(de)(de)(de)化(hua)學處理(li),形成(cheng)(cheng)防銹的(de)(de)(de)菱形、鱗(lin)片(pian)形或(huo)火焰形的(de)(de)(de)花紋,異常華麗(li)。
轉(zhuan)變(bian)時期一般指戰國(guo)末(mo)年至秦漢末(mo)年這(zhe)一時期。經(jing)過幾(ji)百年的(de)兼(jian)并戰爭及以(yi)富國(guo)、強兵為目(mu)的(de)的(de)政治、經(jing)濟、文化改革,以(yi)郡縣制(zhi)(zhi)取代分(fen)封制(zhi)(zhi),具有中央集權(quan)性質的(de)封建社會(hui)最終(zhong)建立,傳統的(de)禮(li)儀制(zhi)(zhi)度已徹底瓦解,鐵制(zhi)(zhi)品已廣泛使用。社會(hui)各領域均發生了翻天覆地(di)的(de)變(bian)化。
青銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)在社會生活中(zhong)的(de)(de)地位(wei)逐漸下降,器(qi)(qi)(qi)(qi)物大多日(ri)用化,但(dan)是(shi)具體到(dao)某些青銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi),精美的(de)(de)作品還是(shi)不少(shao)的(de)(de)。如在陜西臨(lin)潼(tong)秦始(shi)皇(huang)陵掘獲的(de)(de)兩乘銅(tong)車(che)馬(ma)(ma)(ma)。第一乘駕四馬(ma)(ma)(ma),車(che)上有棚,御者為坐狀(zhuang)。這兩乘車(che)馬(ma)(ma)(ma)均為青銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)鑄件構成,大小與實際合乎(hu)比例,極其精巧。車(che)馬(ma)(ma)(ma)上還有不少(shao)金銀飾(shi)件,通體施以(yi)彩繪。第二乘馬(ma)(ma)(ma),長(chang)3.17、高1.06米,可以(yi)說是(shi)迄今(jin)發掘到(dao)的(de)(de)形制巨大、結構又(you)最復(fu)雜的(de)(de)青銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)。
到(dao)(dao)了東漢末年,陶瓷器(qi)得到(dao)(dao)較大發展(zhan),在社會生活中的作用日益(yi)重要(yao)(yao),從而把(ba)日用青銅(tong)(tong)(tong)器(qi)皿進一(yi)(yi)步從生活中排擠出去。至于兵(bing)器(qi),工具等(deng)方面,這時鐵(tie)器(qi)早已占了主導地位。隋唐(tang)時期(qi)的銅(tong)(tong)(tong)器(qi)主要(yao)(yao)是各類精美的銅(tong)(tong)(tong)鏡,一(yi)(yi)般均有(you)各種銘文。自(zi)此以(yi)后,青銅(tong)(tong)(tong)器(qi)除(chu)了銅(tong)(tong)(tong)鏡外,可以(yi)說不再有(you)什么發展(zhan)了。
外觀 銅呈紫紅(hong)色光澤的金(jin)屬
密度 8.92克/立(li)方厘米
熔點(dian) 1083.4℃
沸(fei)點 2567℃
延展性 很好
導(dao)熱和導(dao)電性能(neng) 較好
磁性 抗磁性
晶體類型 面(mian)心立方(fang)結構
電(dian)阻(zu)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(bi) 0.34
莫氏硬度 3
維氏硬度(du) 343–369MPa
布氏硬度(du) 235–878MPa
固(gu)態密度(du) 8.960g/cm3
熔融液態密(mi)度 8.920g/cm3
比熱容 24.440J/(mol·K)
汽化熱 300.4kJ/mol
融化(hua)熱 13.26kJ/mol
熱導率 401W/(m.K)
膨脹系(xi)數 (25°C)16.5μm/(m·K)
化(hua)合(he)價 通常為+2,也有+1(3價銅僅在少數不穩定的化(hua)合(he)物中出現,例如銅酸鉀KCuO2)
在地(di)殼中的(de)含量(ppm) 50
在(zai)太陽中的含量(ppm) 0.7
電離能 7.726電子伏特
焰色為 綠色
原子大小與結構
電子層 K-L-M-N
電子層(ceng)分布 2-8-18-1
電子排(pai)布式(shi) 1s22s22p63s23p63d104s1
原子半(ban)徑 128pm
范(fan)德華半徑 140pm
與氧氣的反應
銅(tong)是不太(tai)活潑的重金屬,在常溫(wen)下不與干燥空氣中的氧氣化合,加(jia)熱(re)時能產(chan)生黑色(se)的氧化銅(tong):
如(ru)果繼續在很高溫度下燃燒,就生成紅色的Cu2O:
與空氣的反應(與O2、H2O、CO2反應)
在潮濕(shi)的(de)空氣中放久后,銅(tong)表面會(hui)慢慢生成(cheng)(cheng)一層銅(tong)綠(堿式(shi)碳酸銅(tong)),銅(tong)綠可防(fang)止金屬進(jin)一步(bu)腐蝕,其組成(cheng)(cheng)是(shi)可變(bian)的(de)。
或:
與鹵素的反應
銅(tong)可與氯氣在(zai)點燃條件下化合。
與硫的反應
加熱時(shi),銅(tong)與硫直接(jie)化合(he)生成硫化亞銅(tong)(Cu2S):
與氯化鐵溶液反應
在電(dian)子工業中,常用FeCl3溶液(ye)來(lai)刻蝕銅,以制造印刷線(xian)路。
與空氣和稀酸反應
在(zai)電位序(金屬活動性(xing)順序)中,銅族元(yuan)素都(dou)在(zai)氫(qing)(qing)以后,所以不能置換稀(xi)酸中的(de)氫(qing)(qing)。但當有空氣(qi)存在(zai)時,銅可先被氧化(hua)成氧化(hua)銅,然(ran)后再與(yu)酸作用然(ran)后緩慢溶于這些稀(xi)酸中。方(fang)程式見下:
與濃鹽酸反應
該反應(ying)(ying)符合置(zhi)換反應(ying)(ying)。
與氧化性酸反應
銅會(hui)被硝酸、濃硫酸(需加熱)等(deng)氧化性酸氧化而溶解:
催化劑
銅能充當一些(xie)有機反應的催(cui)化劑,如酒(jiu)精的催(cui)化氧化:
銅(tong)有29個同(tong)位素。Cu-63和(he)Cu-65很穩定(ding),它們的自旋量(liang)子數都為(wei)3/2。
同(tong)位素(su) 豐度 半(ban)衰期(qi) 方式 能量(MeV) 產物
63Cu 69.15% 穩定(ding),帶34個(ge)中子
64Cu 人造(zao) 12.700小時 ε - Ni
β - Zn
65Cu 30.85% 穩定,帶36個中子(zi)
67Cu 人(ren)造 61.83小(xiao)時 β - Zn
實驗室常用(yong)還(huan)原(yuan)劑(如氫氣)還(huan)原(yuan)氧化銅制得(de)金屬銅。如:
銅(tong)常見的價態是+1和+2。
銅(I)
銅(tong)(I)通常稱為亞(ya)銅(tong),氯化(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)(CuCl)、氧(yang)化(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)(Cu2O)、硫化(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)(Cu2S)都是常見的(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)離子(zi),無色,易被(bei)氧(yang)化(hua)(hua),在酸性溶液(ye)中(zhong)自(zi)行歧化(hua)(hua),生成(cheng)Cu(II)和Cu。
銅(II)
銅(tong)(II)是銅(tong)最常(chang)見的(de)價態,它可以和絕大部分常(chang)見的(de)陰離子形成(cheng)(cheng)鹽,如眾所周(zhou)知的(de)硫酸(suan)銅(tong),存(cun)在白色的(de)無水物和藍色的(de)五水合(he)物。堿式碳酸(suan)銅(tong),又稱(cheng)銅(tong)綠,有好幾種組成(cheng)(cheng)形式。氯化銅(tong)和硝酸(suan)銅(tong)也是重(zhong)要的(de)銅(tong)鹽。
銅(II)可以形成(cheng)一系列的配離子(zi),如Cu(H2O)4(藍(lan)色)、CuCl4(黃綠(lv))、Cu(NH3)4(深藍(lan))等,它們的顏色也不盡相同。
常見銅化合物
硫(liu)酸(suan)銅(CuSO4)、醋酸(suan)銅((CH3COO)2Cu)、氧化銅(CuO)和(he)氧化亞銅(Cu2O)、氯化銅(CuCl2)和(he)氯化亞銅(CuCl)、硝酸(suan)銅(Cu(NO3)2)、氰化銅(Cu(CN)2)、脂肪酸(suan)銅、環烷酸(suan)銅(C22H14CuO4)等。
銅(tong)是(shi)與人類關系非(fei)常密切的(de)(de)有(you)色(se)金屬(shu),被廣泛地(di)應用(yong)(yong)(yong)于電氣、輕(qing)工、機械制造(zao)、建筑(zhu)工業、國(guo)防工業等(deng)領(ling)域,在中國(guo)有(you)色(se)金屬(shu)材料的(de)(de)消費(fei)中僅(jin)次于鋁。銅(tong)是(shi)一(yi)種紅色(se)金屬(shu),同時也(ye)是(shi)一(yi)種綠色(se)金屬(shu)。說(shuo)它是(shi)綠色(se)金屬(shu),主要(yao)是(shi)因(yin)為它熔點較(jiao)(jiao)低,容易再熔化、再冶煉,因(yin)而回收利(li)用(yong)(yong)(yong)相當(dang)地(di)便宜(yi)。古代主要(yao)用(yong)(yong)(yong)于器皿、藝(yi)術(shu)品及(ji)武器鑄造(zao),比(bi)較(jiao)(jiao)有(you)名(ming)的(de)(de)器皿及(ji)藝(yi)術(shu)品如后母(mu)戊鼎、四羊方尊。
電(dian)(dian)(dian)器和(he)電(dian)(dian)(dian)子(zi)市(shi)(shi)場(chang)約占總數的(de)(de)(de)28%。1997年,這(zhe)兩個市(shi)(shi)場(chang)成為(wei)銅消(xiao)耗的(de)(de)(de)第(di)二大終端用戶,擁有(you)25%的(de)(de)(de)市(shi)(shi)場(chang)份額。在許多(duo)電(dian)(dian)(dian)器產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)(例如:電(dian)(dian)(dian)線、母線、變(bian)壓器繞組、重(zhong)型(xing)馬達、電(dian)(dian)(dian)話線和(he)電(dian)(dian)(dian)話電(dian)(dian)(dian)纜),銅的(de)(de)(de)使用壽(shou)命都相當地長,只(zhi)有(you)經過20到50年以(yi)后,里面的(de)(de)(de)銅才可以(yi)進行回(hui)收利用。其(qi)他含(han)銅的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)器和(he)電(dian)(dian)(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)(比如:小型(xing)電(dian)(dian)(dian)器和(he)消(xiao)費電(dian)(dian)(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin))使用壽(shou)命則比較短,一般(ban)是5~10年。商(shang)業(ye)性電(dian)(dian)(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)和(he)大型(xing)電(dian)(dian)(dian)器產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)通常要回(hui)收的(de)(de)(de),因(yin)為(wei)它(ta)們除含(han)有(you)銅以(yi)外,還(huan)(huan)有(you)其(qi)他珍貴的(de)(de)(de)金(jin)屬。盡(jin)管如此,小型(xing)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)消(xiao)費產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)回(hui)收率還(huan)(huan)是相當低的(de)(de)(de),因(yin)為(wei)它(ta)們里面幾乎沒有(you)多(duo)少銅元素。
隨著電子領域(yu)科學技術的(de)快(kuai)速發展,一些陳舊的(de)含銅(tong)產品(pin)越(yue)來(lai)越(yue)過(guo)時了(le)。比如(ru),在二十世紀80年(nian)代,電話(hua)轉(zhuan)換站和中央營業所是銅(tong)和銅(tong)合金碎屑的(de)主要來(lai)源,但(dan)是數字(zi)轉(zhuan)換的(de)出現使得這(zhe)些笨重的(de)、金屬密集的(de)東(dong)西變(bian)得越(yue)來(lai)越(yue)過(guo)時了(le)。
交通設備是(shi)銅的第三大市場,約占總(zong)數(shu)的13%,與二十世紀(ji)60年代基(ji)本相同。盡管交通的重要(yao)(yao)性(xing)沒有(you)改變,但是(shi)銅的使(shi)用形(xing)式(shi)卻發生了很大的變化。許多(duo)年來(lai),自(zi)動(dong)散(san)熱(re)器是(shi)這方面最重要(yao)(yao)的終端用戶;然而,銅在(zai)自(zi)動(dong)電(dian)器和(he)電(dian)子(zi)產品中的使(shi)用飛速增長,而在(zai)熱(re)交換器市場中的使(shi)用則有(you)所下(xia)降(jiang)。小轎車(che)的平均使(shi)用壽命(ming)是(shi)10-15年,幾乎(hu)所有(you)的銅(包括散(san)熱(re)器和(he)配線(xian))都(dou)是(shi)在(zai)它的整體拆卸和(he)回收(shou)前(qian)來(lai)進行回收(shou)的。
工業機(ji)(ji)器和(he)(he)設備(bei)是另外(wai)一個主(zhu)要的(de)應用市(shi)場,在當中銅往往有比較長的(de)使用壽命。硬幣(bi)和(he)(he)軍火(huo)是這方(fang)面主(zhu)要的(de)終端(duan)用戶。子彈很少回(hui)收,一些硬幣(bi)可以(yi)熔化(hua),而還有許多(duo)則由收藏者或儲蓄者保(bao)存,不可以(yi)進行回(hui)收。在機(ji)(ji)械和(he)(he)運輸車(che)輛制(zhi)造(zao)中,用于制(zhi)造(zao)工業閥門和(he)(he)配件、儀表、滑動(dong)軸承、模具(ju)、熱交換器和(he)(he)泵等(deng)。
在化學(xue)工業中廣泛應用于(yu)制造真空器、蒸餾鍋(guo)、釀造鍋(guo)等。
在國(guo)防工業中用以制造子彈、炮(pao)彈、槍炮(pao)零(ling)件等,每(mei)生產300萬發子彈,需用銅13~14噸。
在(zai)建筑工業中,用作各種管(guan)道(dao)(dao)、管(guan)道(dao)(dao)配件、裝飾(shi)器件等(deng)。
醫學(xue)中(zhong),銅(tong)的殺菌作(zuo)用很(hen)早(zao)就被認(ren)知(zhi)。自20世紀50年(nian)代以來,人(ren)們(men)還(huan)發現銅(tong)有(you)非(fei)常好(hao)的醫學(xue)用途。后來,墨西(xi)哥科(ke)學(xue)家(jia)也發現銅(tong)有(you)抗癌功能。新(xin)世紀,英國(guo)研(yan)究人(ren)員又發現,銅(tong)元素有(you)很(hen)強的殺菌作(zuo)用。相信(xin)不久的將來,銅(tong)元素將為提高人(ren)類健康水平做出巨(ju)大貢獻。
有機化(hua)學(xue)中,有機銅鋰化(hua)合物(wu)是一類重要(yao)的(de)金(jin)屬有機化(hua)合物(wu)。
銅的重要合金
黃(huang)(huang)(huang)銅(tong) 黃(huang)(huang)(huang)銅(tong)是(shi)銅(tong)與鋅的(de)合金,因(yin)色黃(huang)(huang)(huang)而得名(ming)。黃(huang)(huang)(huang)銅(tong)的(de)機械性能和耐磨(mo)性能都(dou)很(hen)好,可用于制造精(jing)密(mi)儀器、船舶的(de)零件、槍炮的(de)彈殼等(deng)。黃(huang)(huang)(huang)銅(tong)敲(qiao)起來聲音好聽,因(yin)此(ci)鑼(luo)、鈸、鈴、號等(deng)樂器都(dou)是(shi)用黃(huang)(huang)(huang)銅(tong)制作的(de)。
航海黃(huang)銅 銅與(yu)鋅、錫的合(he)金,抗海水侵蝕,可用來制作船(chuan)的零件(jian)、平衡器。
青銅(tong)(tong) 銅(tong)(tong)與(yu)錫的(de)(de)合金(jin)叫青銅(tong)(tong),因色(se)青而得名(ming)。在古(gu)代為常用合金(jin)(如(ru)中國的(de)(de)青銅(tong)(tong)時(shi)代)。青銅(tong)(tong)一般具有較好的(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)、耐(nai)磨性(xing)、鑄(zhu)造性(xing)和優良的(de)(de)機械性(xing)能。用于制(zhi)造精密(mi)軸承、高壓(ya)軸承、船(chuan)舶上抗海水腐蝕的(de)(de)機械零件以及各種板(ban)材、管材、棒材等。青銅(tong)(tong)還有一個反常的(de)(de)特性(xing)——“熱(re)縮冷脹”,用來鑄(zhu)造塑(su)像,冷卻后膨脹,可以使眉目更清楚(chu)。
磷青銅 銅與錫、磷的合(he)金,堅硬,可制彈簧(huang)。
白銅 白銅是(shi)銅與鎳(nie)的合金,其色澤和銀一樣,銀光閃(shan)閃(shan),不易生銹。常(chang)用于制造硬(ying)幣、電器、儀表和裝(zhuang)飾品(pin)。
18K金(玫瑰金) 6/24的(de)(de)銅與(yu)18/24的(de)(de)金的(de)(de)合(he)金。紅黃色,硬度大,可用來制作首飾(shi)、裝(zhuang)飾(shi)品。
從銅(tong)礦中開采出來的銅(tong)礦石(shi),經(jing)過選(xuan)礦成為(wei)含(han)銅(tong)品(pin)位較(jiao)高(gao)的銅(tong)精礦或者說是(shi)銅(tong)礦砂,銅(tong)精礦需(xu)要經(jing)過冶煉提(ti)成,才能成為(wei)精銅(tong)及(ji)銅(tong)制(zhi)品(pin)。最早的銅(tong)礦石(shi)來源是(shi)孔雀(que)石(shi)。
銅礦石(shi)的分類(lei)及屬性:
煉銅的原料是銅礦石。銅礦石可分為三類:
分類 示例
硫化礦 如黃銅(tong)礦(CuFeS2)、斑銅(tong)礦(Cu5FeS4)和輝銅(tong)礦(Cu2S)等。
氧化礦(kuang) 如赤銅(tong)礦(kuang)(Cu2O)、孔雀石(shi)[Cu?(OH)?CO?]、藍(lan)銅(tong)礦(kuang)[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅(gui)孔雀石(shi)(CuSiO3·2H2O)等。
自然銅(tong)(tong) 銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)石中(zhong)銅(tong)(tong)的含(han)量在1%左右(you)(0.5%~3%)的便(bian)有(you)開采價(jia)值(zhi),因為(wei)采用浮選法可以把礦(kuang)(kuang)石中(zhong)一部(bu)分脈(mo)石等雜質除去,而(er)得(de)到(dao)含(han)銅(tong)(tong)量較高(8%~35%)的精礦(kuang)(kuang)砂。
通(tong)過(guo)(guo)熔(rong)(rong)(rong)融冶(ye)煉(lian)和(he)(he)電(dian)(dian)解(jie)精火煉(lian)生產(chan)出陰(yin)極(ji)銅(tong)(tong),也即電(dian)(dian)解(jie)銅(tong)(tong),一般(ban)(ban)適于(yu)高(gao)品(pin)位的(de)(de)(de)硫化(hua)(hua)(hua)銅(tong)(tong)礦(kuang)。火法冶(ye)煉(lian)一般(ban)(ban)是先將含銅(tong)(tong)百分(fen)之幾或(huo)千分(fen)之幾的(de)(de)(de)原礦(kuang)石,通(tong)過(guo)(guo)選礦(kuang)提高(gao)到20%~30%,作為(wei)銅(tong)(tong)精礦(kuang),在密閉(bi)鼓風爐(lu)、反(fan)射爐(lu)、電(dian)(dian)爐(lu)或(huo)閃(shan)速爐(lu)進(jin)(jin)行(xing)造(zao)(zao)锍(liu)熔(rong)(rong)(rong)煉(lian),產(chan)出的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)锍(liu)(冰銅(tong)(tong))接著(zhu)送入轉爐(lu)進(jin)(jin)行(xing)吹(chui)煉(lian)成粗(cu)銅(tong)(tong),再在另一種反(fan)射爐(lu)內經過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)精煉(lian)脫雜(za),或(huo)鑄成陽極(ji)板進(jin)(jin)行(xing)電(dian)(dian)解(jie),獲得品(pin)位高(gao)達(da)99.9%的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)銅(tong)(tong)。該流(liu)程簡短、適應性強(qiang),銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)回(hui)收率可達(da)95%,但因礦(kuang)石中(zhong)的(de)(de)(de)硫在造(zao)(zao)锍(liu)和(he)(he)吹(chui)煉(lian)兩階段作為(wei)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硫廢氣排出,不(bu)易回(hui)收,易造(zao)(zao)成污染。90年代出現如白(bai)銀法、諾蘭達(da)法等熔(rong)(rong)(rong)池熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)以(yi)及日本的(de)(de)(de)三菱(ling)法等、火法冶(ye)煉(lian)逐(zhu)漸向(xiang)連續化(hua)(hua)(hua)、自(zi)動化(hua)(hua)(hua)發展。
從銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦石(shi)冶煉(lian)銅(tong)(tong)(tong)(tong):以黃銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦為(wei)(wei)(wei)例,首先(xian)把(ba)精礦砂(sha)、熔(rong)劑(ji)(石(shi)灰石(shi)、砂(sha)等)和燃(ran)料(liao)(焦(jiao)炭(tan)、木(mu)炭(tan)或無煙煤)混合(he),投入“密閉”鼓風(feng)爐中,在(zai)1000℃左右進行熔(rong)煉(lian)。于是礦石(shi)中一部(bu)分(fen)硫成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)(wei)(wei)SO?(用于制(zhi)硫酸),大(da)部(bu)分(fen)的(de)(de)砷(shen)、銻(ti)等雜(za)(za)質(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)(wei)(wei)As?O?、Sb?O?等揮發性物質(zhi)(zhi)而(er)被(bei)除去(qu)(qu):2CuFeS?+O?=Cu?S+2FeS+SO?↑。一部(bu)分(fen)鐵的(de)(de)硫化物轉(zhuan)變(bian)(bian)為(wei)(wei)(wei)氧(yang)(yang)(yang)化物:2FeS+3O?=2FeO+2SO?↑。Cu?S跟(gen)剩余的(de)(de)FeS等便(bian)熔(rong)融在(zai)一起而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)“冰(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)”(主要(yao)由Cu?S和FeS互相溶(rong)解形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de),它的(de)(de)含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)率在(zai)20%~50%之間,含(han)硫率在(zai)23%~27%之間),FeO跟(gen)SiO?形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)熔(rong)渣:FeO+SiO?=FeSiO?。熔(rong)渣浮在(zai)熔(rong)融冰(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)上面(mian),容易分(fen)離,借以除去(qu)(qu)一部(bu)分(fen)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)。然(ran)后(hou)把(ba)冰(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)移入轉(zhuan)爐中,加(jia)入熔(rong)劑(ji)(石(shi)英(ying)砂(sha))后(hou)鼓入空氣(qi)進行吹煉(lian)(1100~1300℃)。由于鐵比銅(tong)(tong)(tong)(tong)對(dui)氧(yang)(yang)(yang)有較大(da)的(de)(de)親和力(li),而(er)銅(tong)(tong)(tong)(tong)比鐵對(dui)硫有較大(da)的(de)(de)親和力(li),因(yin)此冰(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)中的(de)(de)FeS先(xian)轉(zhuan)變(bian)(bian)為(wei)(wei)(wei)FeO,跟(gen)熔(rong)劑(ji)結合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)渣,而(er)后(hou)Cu?S才(cai)轉(zhuan)變(bian)(bian)為(wei)(wei)(wei)Cu?O,Cu?O跟(gen)Cu?S反應生成(cheng)(cheng)(cheng)粗銅(tong)(tong)(tong)(tong)(含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)量約為(wei)(wei)(wei)98.5%)。2Cu?S+3O?=2Cu?O+2SO?↑,2Cu?O+Cu?S=6Cu+SO?↑,再把(ba)粗銅(tong)(tong)(tong)(tong)移入反射(she)爐,加(jia)入熔(rong)劑(ji)(石(shi)英(ying)砂(sha)),通入空氣(qi),使(shi)粗銅(tong)(tong)(tong)(tong)中的(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)氧(yang)(yang)(yang)化,跟(gen)熔(rong)劑(ji)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)爐渣而(er)除去(qu)(qu)。在(zai)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)除到一定程度(du)后(hou),再噴入重油,由重油燃(ran)燒產(chan)生的(de)(de)一氧(yang)(yang)(yang)化碳等還(huan)原(yuan)性氣(qi)體使(shi)氧(yang)(yang)(yang)化亞(ya)銅(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)高溫下還(huan)原(yuan)為(wei)(wei)(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)。得到的(de)(de)精銅(tong)(tong)(tong)(tong)約含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)99.7%。
除(chu)了銅(tong)(tong)精礦之外(wai),廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)作為精煉銅(tong)(tong)的(de)主要原料之一,包括舊廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)和(he)新(xin)(xin)廢(fei)(fei)銅(tong)(tong),舊廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)來(lai)自舊設備和(he)舊機(ji)器,廢(fei)(fei)棄(qi)的(de)樓房和(he)地下管道;新(xin)(xin)廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)來(lai)自加工廠棄(qi)掉(diao)的(de)銅(tong)(tong)屑(銅(tong)(tong)材(cai)的(de)產出比為50%左右),一般廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)供應較穩定,廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)可以分為:裸雜(za)銅(tong)(tong):品(pin)位(wei)在(zai)90%以上;黃雜(za)銅(tong)(tong)(電(dian)線):含銅(tong)(tong)物(wu)料(舊馬達、電(dian)路板);由廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)和(he)其他類似材(cai)料生(sheng)產出的(de)銅(tong)(tong),也稱為再生(sheng)銅(tong)(tong)。
一船適于低品(pin)位(wei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)銅,生產(chan)出的(de)(de)精(jing)銅稱(cheng)為(wei)電(dian)(dian)積(ji)銅。現代(dai)濕法冶(ye)煉(lian)有(you)硫酸化(hua)(hua)焙燒(shao)—浸出—電(dian)(dian)積(ji),浸出—萃取—電(dian)(dian)積(ji),細菌浸出等(deng)法,適于低品(pin)位(wei)復雜礦、氧(yang)化(hua)(hua)銅礦、含(han)銅廢(fei)礦石的(de)(de)堆浸、槽浸選用或就地浸出。濕法冶(ye)煉(lian)技術正(zheng)在逐步(bu)推廣,預計本(ben)世紀末可達總產(chan)量的(de)(de)20%,濕法冶(ye)煉(lian)的(de)(de)推出使銅的(de)(de)冶(ye)煉(lian)成本(ben)大大降低。
銅(tong)(tong)冶煉(lian)(lian)行(xing)業(ye)是(shi)國民(min)經濟中的(de)基礎性(xing)行(xing)業(ye),特別是(shi)我國正處于工業(ye)化(hua)階段,對(dui)銅(tong)(tong)的(de)需求保持高速(su)增(zeng)長,銅(tong)(tong)冶煉(lian)(lian)行(xing)業(ye)在國民(min)經濟中的(de)地位(wei)將(jiang)不斷(duan)提高。
世界(jie)(jie)銅(tong)礦資(zi)源(yuan)比較豐富(fu)。銅(tong)不難從它的礦石(shi)中(zhong)提(ti)取(qu),但可(ke)開采的礦藏(zang)相對稀少。有些(xie),如在瑞典法(fa)倫的銅(tong)礦,從13世紀開始,曾是巨大(da)財富(fu)的來源(yuan)。一種提(ti)取(qu)這(zhe)種金屬的方法(fa)是烘烤硫化礦石(shi),然后用水分離(li)出其形成的硫酸(suan)銅(tong)。之(zhi)后流(liu)淌過鐵(tie)屑表(biao)面銅(tong)就(jiu)會沉淀,形成的薄層很容(rong)易分離(li)。世界(jie)(jie)上已探明的銅(tong)約(yue)為3.5~5.7億噸(dun),其中(zhong)斑巖銅(tong)礦約(yue)占(zhan)全部總(zong)量的76%。從地區分布看,全球銅(tong)蘊(yun)藏(zang)量最豐富(fu)的地區共有五個:
非洲:剛(gang)果盧(lu)(lu)伊盧(lu)(lu)(科(ke)盧(lu)(lu)韋齊)、希圖魯(lu)、贊比亞盧(lu)(lu)安夏和(he)巴(ba)(ba)利(li)巴(ba)(ba)、穆富(fu)利(li)拉、恩昌加TLP、恩卡(ka)(ka)納(羅卡(ka)(ka)納)。
亞洲:中國(guo)白銀(金川(chuan)(chuan))/甘(gan)(gan)肅、山(shan)(shan)東(dong)/陽谷祥(xiang)光(guang)銅業大冶、貴(gui)溪、葫蘆島(dao)、金昌、上(shang)海(hai)(hai)、天津、云(yun)南(nan)、印(yin)度伯爾(er)拉銅(代(dai)海(hai)(hai)伊)、杜蒂戈林、伊朗(lang)薩(sa)爾(er)切什梅(mei)、日本別子/愛媛(yuan)(東(dong)予冶煉(lian)廠(chang))、小坂(秋(qiu)田)直島(dao)(香川(chuan)(chuan))、小名濱(bin)(福(fu)島(dao))、佐賀關(大分(fen))、玉野(岡(gang)山(shan)(shan))、哈(ha)薩(sa)克斯坦巴爾(er)卡什米斯、杰茲卡茲甘(gan)(gan)冶煉(lian)廠(chang)、韓國(guo)溫山(shan)(shan)冶煉(lian)廠(chang)Ⅰ、溫山(shan)(shan)冶煉(lian)廠(chang)Ⅱ、菲律(lv)賓伊莎貝爾(er)/萊(lai)特(菲律(lv)賓熔煉(lian)與精煉(lian)協(xie)會)、烏茲別克斯坦阿爾(er)馬(ma)雷(lei)克冶煉(lian)廠(chang)。
歐(ou)洲:奧地利(li)(li)(li)布里克(ke)斯(si)萊(lai)格(ge)比利(li)(li)(li)時貝爾(er)(er)(er)瑟(se);霍博肯、UM皮(pi)爾(er)(er)(er)多普芬(fen)蘭哈爾(er)(er)(er)亞瓦(wa)爾(er)(er)(er)塔德國漢堡、黑特(te)施泰、呂嫩Lunen170、意大利(li)(li)(li)波代馬格(ge)拉(la)、波蘭格(ge)沃古(gu)夫Ⅰ、格(ge)沃古(gu)夫Ⅱ、萊(lai)格(ge)尼(ni)察冶煉(lian)(lian)廠、羅馬尼(ni)亞茲拉(la)特(te)納冶煉(lian)(lian)廠、俄羅斯(si)基(ji)洛(luo)夫格(ge)拉(la)德(卡拉(la)塔)、克(ke)拉(la)斯(si)諾烏拉(la)爾(er)(er)(er)斯(si)克(ke)冶煉(lian)(lian)廠、納杰(jie)日(ri)金(jin)斯(si)基(ji)、諾里爾(er)(er)(er)斯(si)克(ke)冶煉(lian)(lian)廠、中烏拉(la)爾(er)(er)(er)斯(si)克(ke)冶煉(lian)(lian)廠、西班牙韋爾(er)(er)(er)瓦(wa)、瑞典倫島(dao)、英國沃爾(er)(er)(er)索爾(er)(er)(er)、南斯(si)拉(la)夫博爾(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
前蘇聯(lian) 1290 1320 1270 880
中(zhong)國 346 398 470 590
法國 326.1 419 399 481.2
意大利 326 342 420 470.7
比利時(shi) 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
十大國消費量 7157.5 6998.4 7810.9 8072.3
全(quan)球消費量 9059.9 9033.1 10413.6 10714
年產量(千噸)
國(guo)名 1977 1982 1987 1992
智利(li) 1056.5 1242.2 1412.9 1940
美國 1346.8 1147 1243.6 1760.5
加拿大 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 853 560 630 375
秘魯(lu) 350.1 353.8 417.6 368.1
哈薩克 - - - 350
澳洲 220 245.3 232.7 326
十國小計(ji) 5666.1 5286.2 5882.1 7085.8
全球(qiu)總(zong)計 7716.4 7622.3 8306.3 9289.6
銅的(de)(de)離子(銅質)對生(sheng)物而言(yan),不(bu)論是動(dong)物或(huo)植物,是必需的(de)(de)元(yuan)素。人體(ti)缺乏(fa)銅會(hui)引(yin)起(qi)貧血,毛發異(yi)常(chang),骨(gu)和(he)動(dong)脈異(yi)常(chang),以至腦障(zhang)礙。但如過剩,會(hui)引(yin)起(qi)肝(gan)硬化、腹瀉、嘔吐、運動(dong)障(zhang)礙和(he)知覺神經障(zhang)礙。一般來說,牛肉、葵花(hua)籽、可(ke)可(ke)、黑椒(jiao)、羊肝(gan)等等都有豐富的(de)(de)銅質。
銅是人體必需的微量礦(kuang)物(wu)質,在攝入后15分鐘即可(ke)進入血(xue)液中(zhong),同時(shi)存在于紅血(xue)球內外,可(ke)幫助鐵質傳(chuan)遞蛋(dan)白(bai),在血(xue)紅素形(xing)成過程中(zhong)扮演催化的重要角色。而且(qie)在食物(wu)烹飪過程中(zhong),銅元素不易被破(po)壞掉。
銅(tong)廣(guang)泛(fan)分(fen)布(bu)于生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)組織中,大(da)部(bu)分(fen)以有機(ji)復合(he)物(wu)(wu)存在(zai),很多是金屬蛋(dan)白(bai),以酶的(de)(de)形式起著功(gong)能作用(yong)。每個(ge)含銅(tong)蛋(dan)白(bai)的(de)(de)酶都有它清楚的(de)(de)生(sheng)(sheng)理生(sheng)(sheng)化作用(yong),生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)系統中許多涉及氧的(de)(de)電子傳(chuan)遞和(he)氧化還原反(fan)應都是由(you)含銅(tong)酶催(cui)化的(de)(de),這些酶對生(sheng)(sheng)命過程都是至關(guan)重要(yao)的(de)(de)。
當然,銅(tong)作(zuo)為重(zhong)金屬,攝入過量也會有危害。銅(tong)離子會使蛋白質變性(xing)。如(ru)硫(liu)酸銅(tong)對(dui)胃腸(chang)(chang)道(dao)有刺(ci)激(ji)作(zuo)用(yong),誤服引起惡心、嘔(ou)吐(tu)、口內有銅(tong)性(xing)味、胃燒(shao)灼(zhuo)感。嚴(yan)重(zhong)者(zhe)有腹絞(jiao)痛、嘔(ou)血(xue)(xue)、黑便。可(ke)造成嚴(yan)重(zhong)腎(shen)損害和溶血(xue)(xue),出(chu)現黃疸、貧血(xue)(xue)、肝大(da)、血(xue)(xue)紅(hong)蛋白尿、急性(xing)腎(shen)功能衰竭和尿毒癥。對(dui)眼和皮膚有刺(ci)激(ji)性(xing)。長期接觸(chu)可(ke)發生(sheng)接觸(chu)性(xing)皮炎和鼻、眼黏膜(mo)刺(ci)激(ji)并出(chu)現胃腸(chang)(chang)道(dao)癥狀(zhuang)。
成(cheng)年(nian)人每天(tian)需(xu)(xu)(xu)要銅0.05~2毫克(ke),孕(yun)(yun)(yun)、產(chan)婦和青、少(shao)年(nian)(少(shao)年(nian)食品)的(de)(de)需(xu)(xu)(xu)要量還要多(duo)些。足月生下的(de)(de)嬰(ying)兒體(ti)(ti)內含銅量約為(wei)16毫克(ke),按單位體(ti)(ti)重比成(cheng)年(nian)人要高得多(duo),其中約70%集(ji)中在(zai)肝(gan)中,由此可見,胎(tai)兒的(de)(de)肝(gan)是含銅量極高的(de)(de)器(qi)官(guan)。從妊(ren)娠開始(shi),胎(tai)兒體(ti)(ti)內的(de)(de)含銅量就急(ji)劇增(zeng)加(jia)(jia),約從妊(ren)娠的(de)(de)第200天(tian)到(dao)出生,銅含量約增(zeng)加(jia)(jia)4倍。因此,妊(ren)娠后期(qi)是胎(tai)兒吸收銅最多(duo)的(de)(de)時期(qi),早產(chan)兒易(yi)患缺銅癥(zheng)就是這(zhe)個原因。孕(yun)(yun)(yun)婦體(ti)(ti)內銅的(de)(de)濃度在(zai)妊(ren)娠過程中逐漸上升,這(zhe)可能與胎(tai)兒長大體(ti)(ti)內雌激(ji)素水平(ping)增(zeng)加(jia)(jia)有關。正(zheng)常情況下,孕(yun)(yun)(yun)婦不需(xu)(xu)(xu)要額外補充銅劑,銅過量可產(chan)生致畸作用。
中國(guo)營養(yang)學(xue)會沒(mei)有制定每(mei)(mei)日(ri)膳食(shi)中銅的需(xu)要(yao)量,但(dan)制定了每(mei)(mei)日(ri)銅的“安(an)全(quan)和適宜的攝入量”,半歲前嬰(ying)兒每(mei)(mei)天(tian)需(xu)0.5~0.7毫克(ke),半歲至(zhi)1歲每(mei)(mei)天(tian)0.7~1.0毫克(ke),1歲以上(shang)每(mei)(mei)天(tian)1.0~1.5毫克(ke),4歲以上(shang)每(mei)(mei)天(tian)1.5~2.0毫克(ke),7歲以上(shang)每(mei)(mei)天(tian)2.0~2.5毫克(ke),11歲以上(shang)至(zhi)青年、成(cheng)年,均為每(mei)(mei)天(tian)2.0~3.0毫克(ke)。這個攝入量與(yu)美國(guo)科(ke)學(xue)研究委(wei)員會制定的“估(gu)計每(mei)(mei)日(ri)飲食(shi)中安(an)全(quan)充足的銅攝取量”相當。
銅(tong)(tong)與人體(ti)(ti)健康關(guan)系密切。人體(ti)(ti)每天都要(yao)攝入各種(zhong)微量(liang)元(yuan)素(su),銅(tong)(tong)是(shi)人體(ti)(ti)不(bu)能(neng)缺(que)(que)少的(de)金屬元(yuan)素(su)之一(yi)。成年人體(ti)(ti)內,1千克體(ti)(ti)重(zhong)中(zhong)(zhong),銅(tong)(tong)含量(liang)大(da)約為1.4mg~2.1mg;血(xue)液中(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)的(de)含量(liang)約為1.0mg~1.5mg。這(zhe)(zhe)一(yi)數量(liang)雖小(xiao),但它對于維(wei)持身體(ti)(ti)健康和器官的(de)正(zheng)常運行(xing)卻不(bu)可缺(que)(que)少。這(zhe)(zhe)是(shi)因(yin)為銅(tong)(tong)元(yuan)素(su)在機(ji)體(ti)(ti)運行(xing)中(zhong)(zhong)具有(you)特殊的(de)作(zuo)用(yong)。銅(tong)(tong)是(shi)機(ji)體(ti)(ti)內蛋白(bai)(bai)(bai)質(zhi)和酶的(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成部分,許多重(zhong)要(yao)的(de)酶需要(yao)微量(liang)銅(tong)(tong)的(de)參與和活化(hua)。例如(ru),銅(tong)(tong)可以催化(hua)血(xue)紅蛋白(bai)(bai)(bai)的(de)合成。研究表明,缺(que)(que)銅(tong)(tong)會導致(zhi)血(xue)漿膽固醇升高,增(zeng)加動(dong)脈(mo)粥樣硬(ying)化(hua)的(de)危險(xian),因(yin)而是(shi)引發(fa)冠狀(zhuang)動(dong)脈(mo)心臟(zang)病的(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)。科學家(jia)還(huan)(huan)發(fa)現,營養性貧血(xue)、白(bai)(bai)(bai)癜風、骨質(zhi)疏松癥、胃癌及食道癌等疾病的(de)產(chan)生也(ye)都與人體(ti)(ti)缺(que)(que)銅(tong)(tong)有(you)關(guan)。嚴重(zhong)缺(que)(que)銅(tong)(tong)和長期邊緣性缺(que)(que)銅(tong)(tong),還(huan)(huan)會引發(fa)小(xiao)兒發(fa)育不(bu)良和一(yi)些地方病。
吸(xi)(xi)收(shou)率30%~40%。胃、十二(er)指腸和(he)小腸上部是(shi)銅(tong)(tong)的(de)(de)主(zhu)要吸(xi)(xi)收(shou)部位,其腸吸(xi)(xi)收(shou)是(shi)主(zhu)動吸(xi)(xi)收(shou)過程。膜(mo)內外銅(tong)(tong)離子的(de)(de)轉運體為ATP酶,依靠天冬氨酸殘基磷酸化供能,能將主(zhu)動吸(xi)(xi)收(shou)的(de)(de)銅(tong)(tong)與門靜(jing)脈側支循(xun)環(huan)中的(de)(de)白(bai)(bai)蛋白(bai)(bai)結合(he),運至(zhi)肝臟進一步參與代謝。
銅(tong)(tong)(tong)(tong)主要通過(guo)(guo)膽(dan)(dan)汁(zhi)排(pai)泄,膽(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong)(zhong)含有低分(fen)子和高分(fen)子量的(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)結(jie)合(he)化(hua)合(he)物,前者(zhe)多(duo)存(cun)在(zai)肝膽(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong)(zhong),后者(zhe)則多(duo)在(zai)膽(dan)(dan)囊膽(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong)(zhong)。銅(tong)(tong)(tong)(tong)可(ke)以通過(guo)(guo)溶酶體的(de)(de)(de)胞吐作用(yong)或(huo)(huo)ATP酶的(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)轉(zhuan)移作用(yong)而進入膽(dan)(dan)汁(zhi)內,膽(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)也可(ke)以是肝細(xi)胞溶酶體對存(cun)在(zai)于(yu)膽(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)(tong)(tong)結(jie)合(he)蛋(dan)(dan)白(bai)分(fen)解的(de)(de)(de)結(jie)果。血漿中(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)(tong)(tong)大多(duo)與銅(tong)(tong)(tong)(tong)藍(lan)蛋(dan)(dan)白(bai)結(jie)合(he)或(huo)(huo)存(cun)在(zai)于(yu)腎細(xi)胞內,很少濾過(guo)(guo)腎小球(qiu),正常情況下尿(niao)液中(zhong)(zhong)含銅(tong)(tong)(tong)(tong)量甚微。當銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)排(pai)泄、存(cun)儲和銅(tong)(tong)(tong)(tong)藍(lan)蛋(dan)(dan)白(bai)合(he)成失衡時會出現銅(tong)(tong)(tong)(tong)尿(niao)。
銅(tong)是人(ren)體(ti)健康不可(ke)缺少的(de)微量營養素,對于(yu)血(xue)液、中(zhong)樞神經和(he)免疫系(xi)統,頭發、皮(pi)膚和(he)骨(gu)骼組(zu)織以及腦(nao)子和(he)肝、心(xin)等(deng)內臟(zang)的(de)發育和(he)功能有(you)重(zhong)(zhong)要影響。銅(tong)主(zhu)要從日常飲(yin)食中(zhong)攝入(ru)。世界衛生組(zu)織建議,為了(le)維持健康,成(cheng)人(ren)每公斤體(ti)重(zhong)(zhong)每天應(ying)攝入(ru)0.03毫克銅(tong)。孕(yun)婦和(he)嬰幼(you)兒應(ying)加倍。缺銅(tong)會引起(qi)各種疾病,可(ke)以服用含(han)銅(tong)補劑(ji)和(he)藥丸來(lai)加以補充。
銅在人(ren)體內含(han)量(liang)約100~150mg,血(xue)清(qing)銅正(zheng)常值100~120μg/dl,是人(ren)體中含(han)量(liang)位居第二(er)的(de)(de)(de)必(bi)需微量(liang)元素。含(han)銅的(de)(de)(de)酶(mei)有酪氨酸酶(mei)、單(dan)胺氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)酶(mei)、超氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)酶(mei)、超氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物歧化(hua)(hua)(hua)酶(mei)、血(xue)銅藍蛋白(bai)等。銅對血(xue)紅蛋白(bai)的(de)(de)(de)形成(cheng)起活化(hua)(hua)(hua)作用(yong),促進鐵的(de)(de)(de)吸收和(he)利用(yong),在傳遞電子、彈性蛋白(bai)的(de)(de)(de)合成(cheng)、結(jie)締組(zu)織的(de)(de)(de)代謝、嘌呤代謝、磷脂(zhi)及神經組(zu)織形成(cheng)方面有重要意義。
銅(tong)缺乏可引起如下疾(ji)病:
1.貧血
一般最(zui)常見的臨床表現為(wei)頭暈、乏力、易倦、耳鳴、眼花。皮(pi)膚(fu)黏膜及(ji)指(zhi)甲等顏色蒼白,體力活(huo)動后感覺氣促、心(xin)(xin)悸(ji)。嚴重(zhong)貧(pin)血時,即使在休息(xi)時也出(chu)現氣短(duan)和心(xin)(xin)悸(ji),在心(xin)(xin)尖和心(xin)(xin)底部可聽到柔和的收(shou)縮期雜音(yin)。
2.骨骼改變。
臨床表現為骨質疏松,易發生骨折。
3.銅與冠心病。
4.銅與白癜風病。
5.女性不孕癥。
1.
缺銅會使神經系統的抑制(zhi)過程失調,使神經系統處于(yu)興奮(fen)狀態而導致失眠,久(jiu)(jiu)而久(jiu)(jiu)之可發生神經衰弱。
人體缺銅(tong)可(ke)適量增加攝入(ru)含銅(tong)較高的食(shi)物,如口蘑、海(hai)米、紅(hong)茶(cha)(cha)、花茶(cha)(cha)、磚茶(cha)(cha)、榛子、葵花子、芝麻醬、西瓜(gua)子、綠茶(cha)(cha)、核桃、黑(hei)胡椒(jiao)、可(ke)可(ke)、肝、豆制品等。
銅(tong)離子(zi)可以消毒殺菌、衛生防疫。例(li)如:可以殺滅易于在水(shui)(shui)中(zhong)滋生的(de)大腸桿菌和(he)(he)(he)痢疾等病菌,清(qing)除水(shui)(shui)中(zhong)傳(chuan)播血吸蟲(chong)病的(de)蛞蝓和(he)(he)(he)螺等軟體(ti)動物(wu),以及傳(chuan)播瘧疾的(de)蚊子(zi)幼蟲(chong)等疾病攜(xie)帶體(ti)。它還可以應用在游泳池內,防止綠藻污染(ran)和(he)(he)(he)通過地板傳(chuan)染(ran)足癬等等。
銅是人體內(nei)一(yi)種必(bi)需的(de)微量(liang)元(yuan)素,在人體的(de)新陳代謝過程中起著重(zhong)要的(de)作(zuo)用。
1.大(da)(da)腦的“益友”銅(tong)與鋅、鐵等一樣都是(shi)大(da)(da)腦神經(jing)遞質的重(zhong)要成分。如果攝取不足可致(zhi)神經(jing)系統失(shi)調,大(da)(da)腦功(gong)能會(hui)發(fa)生(sheng)障礙。銅(tong)缺乏將使腦細胞中的色素(su)氧化酶(mei)減少,活(huo)力下降,從(cong)而使記憶衰退、思(si)維紊亂、反應遲鈍,甚至步態不穩(wen)、運動失(shi)常等。要有一副健康靈活(huo)的大(da)(da)腦,是(shi)離(li)不開(kai)銅(tong)元(yuan)素(su)這個益友的。
2.心(xin)(xin)臟(zang)(zang)的(de)(de)(de)“衛士 當人們(men)將(jiang)心(xin)(xin)臟(zang)(zang)病的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)因單純歸(gui)咎于脂肪(fang)、高膽固(gu)(gu)醇飲食時,美國科學家提醒人們(men):絕對不可(ke)(ke)忽(hu)視(shi)銅(tong)(tong)元素(su)的(de)(de)(de)缺乏。銅(tong)(tong)元素(su)在人體內參(can)與多(duo)種金屬酶的(de)(de)(de)合(he)成,其中的(de)(de)(de)氧化酶是(shi)構成心(xin)(xin)臟(zang)(zang)血(xue)管的(de)(de)(de)基質膠原(yuan)(yuan)和彈性蛋白(bai)形成過程中必(bi)不可(ke)(ke)少的(de)(de)(de)物質,而膠原(yuan)(yuan)又是(shi)將(jiang)心(xin)(xin)血(xue)管的(de)(de)(de)肌細胞牢固(gu)(gu)地(di)連(lian)接起來的(de)(de)(de)纖(xian)維成分,彈性蛋白(bai)則具有促使心(xin)(xin)臟(zang)(zang)和血(xue)管壁保持彈性之功能(neng)。因此(ci),銅(tong)(tong)元素(su)一旦缺乏,此(ci)類酶的(de)(de)(de)合(he)成減(jian)少,心(xin)(xin)血(xue)管就無法(fa)維持正常的(de)(de)(de)形態和功能(neng),從而給冠心(xin)(xin)病入侵以(yi)可(ke)(ke)乘之機。
3.造血(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)“助手”眾所周知,鐵是人體(ti)造血(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)重(zhong)要(yao)原(yuan)料,但(dan)鐵元(yuan)素要(yao)成為紅(hong)血(xue)(xue)(xue)(xue)球中(zhong)(zhong)的(de)一部(bu)分,必須依靠銅(tong)(tong)元(yuan)素的(de)幫忙。奧妙在于(yu)血(xue)(xue)(xue)(xue)紅(hong)蛋(dan)白(bai)中(zhong)(zhong)的(de)鐵是三價(jia)鐵離子,而來源于(yu)食物中(zhong)(zhong)的(de)乃是二(er)價(jia)鐵離子,二(er)價(jia)鐵離子要(yao)轉化成三價(jia)鐵離子,有賴于(yu)含銅(tong)(tong)的(de)活性物質——血(xue)(xue)(xue)(xue)漿銅(tong)(tong)藍蛋(dan)白(bai)的(de)氧化作用。如(ru)果(guo)體(ti)內缺銅(tong)(tong),血(xue)(xue)(xue)(xue)漿銅(tong)(tong)藍蛋(dan)白(bai)的(de)濃度勢(shi)必降(jiang)低(di),從而導致鐵難以(yi)轉化而誘發貧血(xue)(xue)(xue)(xue)癥。
4.助孕(yun)的“新星”育(yu)齡(ling)女性要懷孕(yun)也(ye)(ye)離不開銅。據產科醫生(sheng)研究(jiu),婦女缺銅就難以受(shou)孕(yun),即使受(shou)孕(yun)也(ye)(ye)會因缺銅而削弱羊膜(mo)的厚度和韌性,導致羊膜(mo)早破,引起流產或胎兒感染。故女性要想(xiang)出(chu)一(yi)個健康聰明的小寶貝(bei),也(ye)(ye)須借(jie)助銅元素的一(yi)臂之力。
5.抗衰(shuai)老的(de)(de)(de)(de)“能手”人(ren)體(ti)的(de)(de)(de)(de)衰(shuai)老是因為體(ti)內(nei)的(de)(de)(de)(de)自由基的(de)(de)(de)(de)代(dai)謝(xie)廢(fei)物起著相當大的(de)(de)(de)(de)作用,又是多(duo)種(zhong)老年疾病(bing)的(de)(de)(de)(de)禍根。其中的(de)(de)(de)(de)羥自由基,毒性最強,不但會通過脂質過氧化(hua)反應損害細(xi)胞膜,而且會破壞細(xi)胞核的(de)(de)(de)(de)遺(yi)傳(chuan)物質,導致細(xi)胞死亡。此外(wai),還可使許多(duo)重(zhong)要酶的(de)(de)(de)(de)活性降低甚至消(xiao)失。研究表(biao)明,含銅的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬硫蛋白(bai)、超(chao)氧化(hua)物歧化(hua)酶等(deng)具(ju)有較強的(de)(de)(de)(de)清掃此種(zhong)代(dai)謝(xie)廢(fei)物的(de)(de)(de)(de)功能,保(bao)護人(ren)體(ti)細(xi)胞不受其害,可見(jian)銅元素(su)在抗衰(shuai)老中有舉足(zu)輕重(zhong)的(de)(de)(de)(de)地位(wei)。
即可收到良好的(de)效(xiao)(xiao)果。實驗證明(ming),人體攝入(ru)足夠的(de)銅(tong),可在侵入(ru)人體的(de)流感病(bing)毒(du)表面聚集(ji)較多的(de)銅(tong)離子(zi),從而為(wei)維(wei)生素攻擊流感病(bing)毒(du)提(ti)供有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)“靶子(zi)”。維(wei)生素C與病(bing)毒(du)表面的(de)銅(tong)離子(zi)發生作(zuo)用(yong),構(gou)成一種可以分離的(de)含(han)有(you)(you)活性氧離子(zi)的(de)不穩定(ding)化合物,促使含(han)有(you)(you)蛋白質的(de)病(bing)毒(du)表面發生破裂,進而置病(bing)毒(du)于(yu)死(si)地(di)。為(wei)此,專家將維(wei)生素C與銅(tong)元素稱為(wei)一對防治流感的(de)最佳“搭(da)檔”。
6.防治(zhi)白發的(de)(de)“靈丹”人的(de)(de)頭發為何早白?體(ti)內缺(que)銅是一(yi)個重要(yao)原因(yin)。缺(que)銅可使(shi)人體(ti)內的(de)(de)酪氨(an)酸(suan)酶的(de)(de)形成困難,導致酪氨(an)酸(suan)轉(zhuan)變(bian)成多(duo)巴的(de)(de)過程受阻。多(duo)巴為多(duo)巴胺的(de)(de)前體(ti),而多(duo)巴胺又是黑色素的(de)(de)中間產(chan)物,最終妨礙黑色素的(de)(de)合成,遂引起頭發變(bian)白。欲求黑發不衰,補(bu)足銅元素是有(you)效(xiao)的(de)(de)一(yi)招。
如(ru)何補(bu)銅呢?增加富含銅元素的食物(wu),如(ru)動物(wu)肝臟、蝦、豆類、鮮肉、果仁等(deng)。
銅(tong)(tong)(tong)(tong)是(shi)人(ren)體(ti)(ti)不可缺(que)少(shao)的微(wei)量元素。成(cheng)人(ren)體(ti)(ti)內一般含(han)(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)70~100mg,平均每千克體(ti)(ti)重含(han)(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)1.9~2.1mg。銅(tong)(tong)(tong)(tong)存(cun)在于人(ren)們(men)的所有(you)器官(guan)和組織(zhi)中,通(tong)常與蛋白質或其他有(you)機物結合,而不以自(zi)由銅(tong)(tong)(tong)(tong)離子(zi)的形式存(cun)在。肝臟是(shi)儲存(cun)銅(tong)(tong)(tong)(tong)的倉庫,含(han)(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)量最高。腦和心臟也含(han)(han)(han)有(you)較多的銅(tong)(tong)(tong)(tong)。健康人(ren)血液中的銅(tong)(tong)(tong)(tong)含(han)(han)(han)量1.1~1.5mg/L,它隨(sui)著(zhu)年齡(ling)、運動(dong)和健康而發(fa)生變化。
銅是機(ji)(ji)體內蛋白質和酶(mei)的重(zhong)要組分,如(ru)銅藍(lan)蛋白、細胞色(se)素(su)、C氧化酶(mei)等。許(xu)(xu)多(duo)關鍵(jian)的酶(mei),需要鋼的參與(yu)和活化,對(dui)機(ji)(ji)體的代(dai)謝(xie)過程產(chan)生(sheng)(sheng)作用,促進人體的許(xu)(xu)多(duo)功(gong)能(neng)。這就是為什么這么微量(liang)的銅,會對(dui)生(sheng)(sheng)命產(chan)生(sheng)(sheng)至關重(zhong)要作用的主(zhu)要原(yuan)因。例如(ru):它有助于提供機(ji)(ji)體生(sheng)(sheng)物化學過程所需的能(neng)量(liang);幫助形(xing)成血液(ye)中的血紅素(su),影響(xiang)皮膚(fu)色(se)素(su)的形(xing)成;促進在骨膠原(yuan)及(ji)彈性蛋白中形(xing)成交聯,保持和恢復結(jie)締組織;參與(yu)葡萄糖和膽固醇的代(dai)謝(xie)過程;影響(xiang)頭(tou)發(fa)、皮膚(fu)、骨骼(ge)、大(da)腦的發(fa)育,以及(ji)心臟、肝(gan)臟、中樞神經和免(mian)疫(yi)系統的功(gong)能(neng)等。
此外,某些含銅的(de)藥劑有消(xiao)炎(yan)和(he)(he)治(zhi)療關(guan)節(jie)炎(yan)的(de)作用(yong),并已在一些國家得(de)(de)到應用(yong)。長期以來人(ren)們得(de)(de)出這(zhe)樣的(de)經(jing)驗,配戴銅具有治(zhi)療關(guan)節(jie)炎(yan)的(de)作用(yong)。這(zhe)可(ke)能是由(you)于汗(han)水(shui)溶解的(de)微(wei)量鋼經(jing)皮膚而(er)被人(ren)體吸收的(de)結(jie)果。銅在放(fang)射科(ke)和(he)(he)治(zhi)療痙攣(luan)、癲癇和(he)(he)痛風上的(de)應用(yong)也正在研究中。
缺(que)銅有礙人體健康(kang),長時間邊緣性缺(que)銅的(de)影響是(shi)潛移默化的(de)。它會引起嬰幼(you)兒發育不良。此(ci)外,在(zai)我國以及印(yin)度、坦桑尼亞、南非等地發現了膝蓋彎曲的(de)“膝外翻癥”,這是(shi)缺(que)銅的(de)一種典(dian)型癥狀(zhuang)。分析表明(ming)畸形骨骼中的(de)銅含量顯(xian)著低于正常值。
值得注意(yi)的(de)(de)(de)是(shi),最近的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)發現,缺(que)(que)銅(tong)是(shi)增加冠(guan)(guan)心(xin)病(bing)(bing)發病(bing)(bing)率的(de)(de)(de)一個因素!冠(guan)(guan)心(xin)病(bing)(bing)是(shi)由于血液(ye)中(zhong)過高(gao)的(de)(de)(de)冠(guan)(guan)狀(zhuang)動脈管壁上沉(chen)積,造(zao)成堵塞(動脈粥樣硬化),從(cong)而(er)引(yin)起(qi)(qi)心(xin)臟供血不足的(de)(de)(de)一種(zhong)常(chang)見的(de)(de)(de)心(xin)臟病(bing)(bing)。脂(zhi)肪的(de)(de)(de)代謝(xie)過程對銅(tong)很敏感。對大鼠的(de)(de)(de)試驗表明,缺(que)(que)銅(tong)會顯著升高(gao)血漿膽固醇(chun),改變膽固醇(chun)與脂(zhi)蛋白的(de)(de)(de)結合形式,增加動脈粥樣硬化的(de)(de)(de)危(wei)險。還發現缺(que)(que)銅(tong)會引(yin)起(qi)(qi)大鼠的(de)(de)(de)心(xin)臟生理發生異常(chang),它(ta)與人類冠(guan)(guan)心(xin)病(bing)(bing)的(de)(de)(de)某些病(bing)(bing)癥相(xiang)似,這(zhe)就更(geng)證實(shi)了缺(que)(que)銅(tong)與冠(guan)(guan)心(xin)病(bing)(bing)之間的(de)(de)(de)聯系。
銅對人(ren)體(ti)的潛在毒性很(hen)輕(qing),只有當(dang)攝入量大(da)大(da)超過(guo)了正(zheng)常值時(shi),方會(hui)引起胃(wei)腸紊亂(luan)等不良反應。研究結果表明,當(dang)成年(nian)男子和(he)女子每天攝入量分別超過(guo)12mg和(he)10mg時(shi),會(hui)對人(ren)體(ti)生物化學過(guo)程產生輕(qing)微的影響。
鑒于銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)潛在毒性較低(di),相反(fan)地它卻是人(ren)(ren)體健康不(bu)可缺(que)少的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su),世界(jie)衛生組織的(de)(de)(de)(de)專家組已作出結(jie)論(lun),缺(que)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)危害遠比銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)毒性大得多。除了(le)某些罕見的(de)(de)(de)(de)遺傳(chuan)外,人(ren)(ren)們主(zhu)要(yao)防止的(de)(de)(de)(de)是缺(que)銅(tong)(tong)(tong)。要(yao)充(chong)分(fen)保證膳食中有足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong),以(yi)滿足身(shen)體的(de)(de)(de)(de)需要(yao)。對(dui)歐美(mei)發達(da)國家膳食結(jie)構中含銅(tong)(tong)(tong)量(liang)的(de)(de)(de)(de)調查結(jie)果,已為防止缺(que)銅(tong)(tong)(tong)敲(qiao)起了(le)警(jing)鐘。實際上,許多人(ren)(ren)已在服用含銅(tong)(tong)(tong)片劑(ji)來補充(chong)營養。
哪(na)些人應特別注意對(dui)銅的攝入:
①孕婦、嬰兒和(he)兒童
他(她)們(men)需(xu)要攝入較(jiao)多的銅。保持體內(nei)鋼(gang)的平(ping)衡(heng)是決定胎(tai)兒和嬰兒成長快慢的一個主要因素,應特(te)別關注。
②膳食不正(zheng)常的人群
貧困地區營養不良的(de)居民,生活難以自理(li)(li)(主要是老年人(ren)和殘疾人(ren))或有(you)偏食習慣的(de)人(ren)群,他們的(de)膳(shan)食結(jie)構往往不合理(li)(li)容(rong)易由于缺(que)銅而影響健(jian)康。
③某些病人
慢性肝炎的(de)患者,定期接受血液(ye)透析以(yi)及長期依(yi)賴輸液(ye)代(dai)替或補充進(jin)食的(de)病(bing)(bing)人,應對他們的(de)銅(tong)攝入量進(jin)行(xing)監測。此外,某些患有代(dai)謝(xie)異(yi)常的(de)病(bing)(bing)人也應該(gai)注意缺銅(tong)的(de)潛(qian)在(zai)影響。
④嚴重銅代謝異(yi)常的遺傳病人(ren)
在(zai)人(ren)的血(xue)液中,銅(tong)是鐵的“助(zhu)手”。銅(tong)的吸收部位主(zhu)要(yao)是胃(wei)和小腸上部。銅(tong)在(zai)腸中被吸收后(hou)進人(ren)血(xue)液中,80%的結(jie)合成血(xue)漿銅(tong)藍(lan)蛋(dan)白(bai)。銅(tong)在(zai)血(xue)紅蛋(dan)白(bai)形成中的作用(yong),一般認為是促進對(dui)腸道鐵(鐵食品)的吸收和從肝(gan)及網狀內皮系(xi)統的貯藏中使它釋放出來(lai),故(gu)銅(tong)對(dui)于血(xue)紅蛋(dan)白(bai)的形成起著重要(yao)作用(yong)。
從食品(pin)(pin)商品(pin)(pin)化的角(jiao)度來看,少(shao)量的銅(tong)對產品(pin)(pin)質量的影(ying)響主要(yao)是在食油(油食品(pin)(pin))及(ji)含(han)不(bu)飽和(he)脂肪的食品(pin)(pin)中,銅(tong)離子實際上起著催(cui)化劑的作用(yong),造成食品(pin)(pin)酸(suan)敗、變(bian)色(se)和(he)其他一些反應。這些影(ying)響盡管使產品(pin)(pin)在外觀上不(bu)受人歡迎,但通(tong)常并不(bu)會引起中毒和(he)降低食品(pin)(pin)的營養價值。
食物中銅的(de)豐富來源有口蘑、海米(mi)、紅茶、花茶、磚茶、榛(zhen)子、葵花子、芝麻醬(jiang)、西瓜子、綠茶、核桃、黑(hei)胡椒、可(ke)可(ke)、肝等(deng)。
良好(hao)來源有(you)蟹肉、蠶豆(dou)(dou)、蘑菇(鮮)、青豆(dou)(dou)、小茴(hui)香、黑芝麻、大豆(dou)(dou)制品(pin)、松(song)子(zi)、龍蝦、綠豆(dou)(dou)、花(hua)生米(mi)、黃(huang)(huang)豆(dou)(dou)、土豆(dou)(dou)粉(fen)、紫菜、蓮子(zi)、蕓豆(dou)(dou)、香菇(香菇食品(pin))、毛(mao)豆(dou)(dou)、面筋、果(guo)丹皮、茴(hui)香、豌豆(dou)(dou)、黃(huang)(huang)醬、金鐵(tie)菜、燕(yan)麥片、栗子(zi)、堅(jian)果(guo)、黃(huang)(huang)豆(dou)(dou)粉(fen)和(he)小麥胚(pei)芽。