銅(Cuprum)是一種金屬(shu)元(yuan)素,也(ye)(ye)是一種過渡元(yuan)素,化學符(fu)號Cu,英文copper,原子序數(shu)29。純銅是柔軟的金屬(shu),表面剛切(qie)開時為紅橙色帶金屬(shu)光澤,單質(zhi)呈紫(zi)紅色。延展性(xing)(xing)好,導熱性(xing)(xing)和導電性(xing)(xing)高,因(yin)此在(zai)電纜和電氣(qi)、電子元(yuan)件(jian)是最常用(yong)的材料(liao),也(ye)(ye)可(ke)用(yong)作建(jian)筑材料(liao),可(ke)以組(zu)成(cheng)眾(zhong)多種合金。銅合金機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)優異,電阻率(lv)很低,其中最重要的數(shu)青銅和黃銅。此外,銅也(ye)(ye)是耐用(yong)的金屬(shu),可(ke)以多次回收而無損其機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)。
二價(jia)銅鹽是最常見的銅化合物,其水合離子常呈藍色,而氯做配體則顯綠(lv)色,是藍銅礦和綠(lv)松石等礦物顏色的來(lai)源,歷史上曾廣泛用作顏料(liao)。銅質建筑(zhu)結構(gou)受(shou)腐蝕后會產生銅綠(lv)(堿(jian)式碳酸(suan)銅)。裝飾(shi)藝(yi)術(shu)主要使用金(jin)屬銅和含銅的顏料(liao)。
銅(tong)(tong)(tong)(tong)是人類最(zui)早使(shi)用的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬之一。早在(zai)史(shi)前(qian)時(shi)代,人們就開(kai)始采掘(jue)露(lu)天銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang),并用獲(huo)取的(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)制造武器、工具和其他器皿,銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)使(shi)用對早期(qi)人類文明(ming)的(de)(de)(de)進步影響深遠。銅(tong)(tong)(tong)(tong)是一種存在(zai)于地殼(ke)和海洋中的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬。銅(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)地殼(ke)中的(de)(de)(de)含(han)量約為0.01%,在(zai)個別銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)床中,銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)含(han)量可以(yi)達到3%~5%。自然界中的(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong),多(duo)數以(yi)化合物即銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)石存在(zai)。
銅(tong)的(de)活動性(xing)較弱,鐵單質與(yu)硫(liu)酸銅(tong)反應可以(yi)置換出銅(tong)單質。銅(tong)單質不溶于非氧化性(xing)酸。
人類(lei)使(shi)用銅及其(qi)(qi)合(he)金已有數千年歷史(shi)。古(gu)羅馬時期銅的(de)(de)主要(yao)開采(cai)地是(shi)塞浦(pu)路斯,因此最初得名cyprium(意為塞浦(pu)路斯的(de)(de)金屬),后來變為cuprum,這是(shi)其(qi)(qi)英語(copper)、法語(cuivre)和德語(Kupfer)的(de)(de)來源。
銅是(shi)人類最早(zao)使用(yong)(yong)(yong)的金屬之一。早(zao)在史前時代,人們(men)就開始采(cai)掘露天銅礦,并用(yong)(yong)(yong)獲取的銅制造武器(qi)、式具和其(qi)他(ta)器(qi)皿,銅的使用(yong)(yong)(yong)對早(zao)期人類文(wen)明的進步影響深遠。
中(zhong)國(guo)(guo)使用銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)歷(li)史年(nian)代久遠(yuan)。大約(yue)在(zai)(zai)(zai)六七千年(nian)以前(qian)中(zhong)國(guo)(guo)人的(de)(de)祖(zu)先就發現(xian)并開(kai)始使用銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。1973年(nian)陜西(xi)臨潼(tong)姜寨遺址(zhi)曾出土一件半圓(yuan)形(xing)殘銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)片(pian),經鑒定(ding)為黃銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。1975年(nian)甘肅東鄉(xiang)林家馬(ma)家窯文化遺址(zhi)(約(yue)公元前(qian)3000左右(you))出土一件青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)刀,這是目前(qian)在(zai)(zai)(zai)中(zhong)國(guo)(guo)發現(xian)的(de)(de)最早的(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)器,是中(zhong)國(guo)(guo)進入青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)時(shi)代的(de)(de)證明。相對西(xi)亞、南亞及(ji)北非于(yu)距今(jin)約(yue)6500年(nian)前(qian)先后(hou)進入青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)時(shi)代而言,中(zhong)國(guo)(guo)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)時(shi)代的(de)(de)到來(lai)較晚。中(zhong)國(guo)(guo)存在(zai)(zai)(zai)一個銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)器與(yu)石器并用時(shi)代,年(nian)代距今(jin)約(yue)為5500~4500年(nian)。中(zhong)國(guo)(guo)在(zai)(zai)(zai)此基礎上發明青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)合(he)金,與(yu)世界(jie)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)器發展模式相同。
“國(guo)之大事,在(zai)祀及戎。”對于中國(guo)先秦中原各國(guo)而言,最大的(de)事情莫(mo)過于祭祀和(he)對外戰爭。作為(wei)代表當時最先進的(de)金屬(shu)冶煉(lian)、鑄造(zao)技術的(de)青(qing)(qing)銅,也(ye)主要用在(zai)祭祀禮儀和(he)戰爭上。夏、商、周三(san)代所(suo)發現的(de)青(qing)(qing)銅器(qi),其(qi)功能(用)均為(wei)禮儀用具和(he)武器(qi)以及圍繞二(er)者的(de)附屬(shu)用具,這一點與世界(jie)各國(guo)青(qing)(qing)銅器(qi)有區別,形成了具有中國(guo)傳統特(te)色的(de)青(qing)(qing)銅器(qi)文化體系(xi)。
一般把中國青(qing)銅(tong)器文(wen)化的(de)發展劃分為(wei)三(san)大階段,即形成期(qi)、鼎(ding)盛時期(qi)和轉(zhuan)變(bian)期(qi)。形成期(qi)是(shi)指龍山(shan)時代(dai),距今(jin)4500~4000年;鼎(ding)盛期(qi)即中國青(qing)銅(tong)器時代(dai),時代(dai)包括夏、商、西(xi)周、春(chun)秋及戰國早期(qi),延續時間約一千(qian)六百余(yu)年,也(ye)就是(shi)中國傳統體系的(de)青(qing)銅(tong)器文(wen)化時代(dai);轉(zhuan)變(bian)時期(qi)指戰國末(mo)期(qi)~秦(qin)漢時期(qi),青(qing)銅(tong)器已逐步被(bei)鐵器取代(dai),不(bu)僅數量上大減,而且也(ye)由原(yuan)來(lai)禮(li)樂(le)兵(bing)器及使用在(zai)禮(li)儀祭祀(si),戰爭活(huo)動等等重要場合(he)變(bian)成日(ri)常用具,其相應的(de)器別種類、構造特征、裝飾藝術也(ye)發生了轉(zhuan)折性(xing)的(de)變(bian)化。
距(ju)今(jin)4500~4000年龍山時(shi)代,相當(dang)于(yu)堯舜禹傳說時(shi)代。古文獻上記(ji)載當(dang)時(shi)人(ren)們已開始冶鑄青銅器。黃河、長江中(zhong)下(xia)游地區的龍山時(shi)代遺(yi)址里,經(jing)考(kao)古發掘,在幾十處(chu)遺(yi)址里發現(xian)了(le)青銅器制品。從現(xian)有的材料(liao)來看,形成(cheng)期的銅器有以下(xia)特點:
1、紅銅(tong)(tong)(tong)與青(qing)銅(tong)(tong)(tong)器并(bing)存,并(bing)出現黃銅(tong)(tong)(tong)。甘肅省東鄉林(lin)家(jia)遺(yi)址,出土一(yi)(yi)件(jian)(jian)(jian)范鑄(zhu)的(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)刀;河北省唐(tang)山(shan)大城山(shan)遺(yi)址發(fa)現兩件(jian)(jian)(jian)帶孔紅銅(tong)(tong)(tong)牌飾;河南省登(deng)封王城崗龍山(shan)城內出土一(yi)(yi)件(jian)(jian)(jian)含錫(xi)7%的(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)容(rong)器殘片;山(shan)西省襄(xiang)汾陶寺墓地內出土一(yi)(yi)件(jian)(jian)(jian)完整銅(tong)(tong)(tong)鈴,系(xi)紅銅(tong)(tong)(tong);山(shan)東膠縣(xian)三里(li)河遺(yi)址出土兩件(jian)(jian)(jian)黃銅(tong)(tong)(tong)錐(zhui)(zhui);山(shan)東省棲霞(xia)楊(yang)家(jia)圈出土黃銅(tong)(tong)(tong)殘片。發(fa)現銅(tong)(tong)(tong)質制品數量最多的(de)(de)是(shi)(shi)甘肅、青(qing)海、寧夏一(yi)(yi)帶的(de)(de)齊家(jia)文(wen)化(hua),有好幾處墓地出土刀、錐(zhui)(zhui)、鉆、環和銅(tong)(tong)(tong)鏡,有些是(shi)(shi)青(qing)銅(tong)(tong)(tong),有些是(shi)(shi)紅銅(tong)(tong)(tong)。制作(zuo)技術方面,有的(de)(de)是(shi)(shi)鍛打的(de)(de),有的(de)(de)是(shi)(shi)用范鑄(zhu)造的(de)(de),比較先進。
2、青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)品(pin)種(zhong)較少(shao),多屬于日常(chang)工具和生活(huo)類(lei),如(ru)刀(dao)、錐、鉆、環、銅(tong)鏡、裝飾(shi)品(pin)等。但是應當承認(ren)當時(shi)人們已能(neng)(neng)夠制(zhi)造容器(qi)(qi)。此(ci)外,在(zai)龍山文化中(zhong)常(chang)見紅色(se)或(huo)黃色(se)陶鬶,且(qie)流口(kou),腹襠部常(chang)有模仿的金屬鉚釘,如(ru)果認(ren)為(wei)這時(shi)的銅(tong)鬶容器(qi)(qi)與夏商銅(tong)鬶,爵(jue)、斝容器(qi)(qi)功能(neng)(neng)一樣的話,當時(shi)的青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)已經在(zai)或(huo)開始轉(zhuan)向禮(li)器(qi)(qi)了。
3、一(yi)般(ban)小遺址也出土(tu)銅制品(pin)(pin),一(yi)般(ban)居民也擁青銅制品(pin)(pin)。此外,這個時期的青銅制品(pin)(pin)多樸實(shi)無飾(shi)(shi),就是有紋(wen)飾(shi)(shi)的銅鏡也僅為星條紋(wen)、三(san)角紋(wen)等等的幾(ji)何(he)文飾(shi)(shi),絕無三(san)代青銅器紋(wen)飾(shi)(shi)的神秘(mi)感。
鼎(ding)盛(sheng)期即中(zhong)國(guo)青(qing)(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)時(shi)代,包(bao)括夏、商、西周、春秋(qiu)及戰國(guo)早期,延(yan)續時(shi)間約一(yi)千六(liu)百余年。這個時(shi)期的(de)青(qing)(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)主要分為禮樂器(qi)(qi)(qi)(qi)、兵器(qi)(qi)(qi)(qi)及雜器(qi)(qi)(qi)(qi)。樂器(qi)(qi)(qi)(qi)也主要用在宗廟(miao)祭祀活動中(zhong)。禮器(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)古代繁文(wen)縟節的(de)禮儀中(zhong)使用的(de),或(huo)陳于廟(miao)堂(tang),或(huo)用于宴飲、盥洗,還(huan)有(you)一(yi)些是(shi)專門做殉葬的(de)明(ming)器(qi)(qi)(qi)(qi)。青(qing)(qing)(qing)(qing)銅(tong)禮器(qi)(qi)(qi)(qi)帶(dai)有(you)一(yi)定的(de)神圣性,是(shi)不能在一(yi)般生活場合使用的(de)。所有(you)青(qing)(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong),禮器(qi)(qi)(qi)(qi)數量最多(duo),制(zhi)(zhi)作也最精美(mei)。禮樂器(qi)(qi)(qi)(qi)可以(yi)代表中(zhong)國(guo)青(qing)(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)制(zhi)(zhi)作工藝(yi)的(de)最高(gao)水平。禮器(qi)(qi)(qi)(qi)種類包(bao)括烹(peng)炊(chui)器(qi)(qi)(qi)(qi)、食器(qi)(qi)(qi)(qi)、酒(jiu)器(qi)(qi)(qi)(qi)、水器(qi)(qi)(qi)(qi)和神像類。這一(yi)時(shi)期的(de)青(qing)(qing)(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)裝飾(shi)最為精美(mei),文(wen)飾(shi)種類也較(jiao)多(duo)。
青銅(tong)器(qi)最(zui)常見花紋(wen)(wen)之(zhi)一,是饕(tao)餮紋(wen)(wen),也叫獸面紋(wen)(wen)。這(zhe)種(zhong)紋(wen)(wen)飾最(zui)早(zao)出現(xian)在(zai)距今(jin)五千(qian)年前長江下游(you)地區的(de)良渚文(wen)化玉(yu)器(qi)上(shang),山東龍山文(wen)化繼承了這(zhe)種(zhong)紋(wen)(wen)飾。饕(tao)餮紋(wen)(wen),本身(shen)就有(you)(you)(you)濃厚的(de)神(shen)秘(mi)色彩。《呂氏(shi)春秋·先識》篇內(nei)云:“周鼎著饕(tao)餮,有(you)(you)(you)首無身(shen),食人未咽,害及(ji)其身(shen)。”故此,一般把這(zhe)種(zhong)獸面紋(wen)(wen)稱之(zhi)為(wei)饕(tao)餮紋(wen)(wen)。饕(tao)餮紋(wen)(wen)在(zai)二里頭夏文(wen)化中青銅(tong)器(qi)上(shang)已有(you)(you)(you)了。商周兩代(dai)的(de)饕(tao)餮紋(wen)(wen)類型很多,有(you)(you)(you)的(de)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)龍、像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)虎、像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)牛、像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)羊、像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鹿;還有(you)(you)(you)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鳥、像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鳳(feng)、像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)人的(de)。西周時代(dai),青銅(tong)器(qi)紋(wen)(wen)飾的(de)神(shen)秘(mi)色彩逐漸減退。龍和鳳(feng),仍然是許(xu)多青銅(tong)器(qi)花紋(wen)(wen)的(de)母題。可以說(shuo)許(xu)多圖案化的(de)花紋(wen)(wen),實際是從龍蛇(she)、鳳(feng)鳥兩大類紋(wen)(wen)飾衍變(bian)而來(lai)的(de)。
蟬紋(wen)(wen),是(shi)(shi)商代(dai)、西(xi)周(zhou)常見的(de)(de)花(hua)紋(wen)(wen),到了春(chun)秋,還(huan)(huan)有(you)(you)變形(xing)(xing)的(de)(de)蟬紋(wen)(wen)。春(chun)秋時代(dai),螭龍紋(wen)(wen)盛行,逐漸占據了統治地位,把(ba)其他花(hua)紋(wen)(wen)差不(bu)(bu)(bu)(bu)多都擠掉(diao)了。中國青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)還(huan)(huan)有(you)(you)一(yi)特(te)點(dian),就(jiu)是(shi)(shi)迄(qi)今為(wei)止沒(mei)有(you)(you)發現過任何肖像。不(bu)(bu)(bu)(bu)少的(de)(de)青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)用人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)面(mian)(mian)形(xing)(xing)作(zuo)為(wei)裝(zhuang)飾品,如(ru)人(ren)(ren)(ren)(ren)面(mian)(mian)方鼎、人(ren)(ren)(ren)(ren)面(mian)(mian)鉞等,但這些人(ren)(ren)(ren)(ren)面(mian)(mian)都不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)什么(me)特(te)定(ding)人(ren)(ren)(ren)(ren)物(wu)的(de)(de)面(mian)(mian)容。更多的(de)(de)器(qi)(qi)(qi)物(wu)是(shi)(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)整(zheng)(zheng)體(ti)形(xing)(xing)象,如(ru)人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)的(de)(de)燈或(huo)器(qi)(qi)(qi)座(zuo);或(huo)者以人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)整(zheng)(zheng)體(ti)作(zuo)為(wei)器(qi)(qi)(qi)物(wu)的(de)(de)一(yi)部分(fen)(fen),如(ru)鐘(zhong)架有(you)(you)佩(pei)劍(jian)人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)舉(ju)手托(tuo)住橫梁,銅(tong)盤下有(you)(you)幾個人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)器(qi)(qi)(qi)足之類,這些人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)大(da)部分(fen)(fen)是(shi)(shi)男女侍從的(de)(de)裝(zhuang)束,而且也不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)特(te)定(ding)婢奴(nu)的(de)(de)肖像。四(si)川廣漢三星堆出土的(de)(de)立體(ti)像、人(ren)(ren)(ren)(ren)頭像,大(da)小均(jun)超過正(zheng)常人(ren)(ren)(ren)(ren),均(jun)長耳突目,高鼻闊口(kou),富于(yu)神秘色彩,應是(shi)(shi)神話(hua)人(ren)(ren)(ren)(ren)物(wu)。
商周青銅器(qi)中數以萬計的銅器(qi)留有(you)銘(ming)文(wen),這些(xie)文(wen)字,一般叫金文(wen)。對于歷史(shi)(shi)學者而(er)言起著證史(shi)(shi)、補史(shi)(shi)的作用。
中(zhong)國青銅器的(de)銘文(wen),文(wen)字(zi)(zi)以鑄(zhu)成者為多。凹入的(de)字(zi)(zi)樣,稱(cheng)為陰(yin)文(wen),少數文(wen)字(zi)(zi)凸(tu)起(qi),稱(cheng)陽文(wen)。商代(dai)和西周,可以說銘文(wen)都是鑄(zhu)成的(de),只有極(ji)個別(bie)用鋒利的(de)工具刻字(zi)(zi)的(de)例子。
西周晚(wan)期,開始出現(xian)完(wan)全是刻成的(de)銘文(wen)。戰國中期,大(da)多數銘文(wen)已經是刻制的(de),連河北(bei)省平(ping)山中山王漢(han)墓的(de)三件(jian)極為典(dian)重的(de)禮器(qi),都是契刻而成,其刀法異常圓熟,有(you)很高的(de)藝術價值(zhi)。
中(zhong)國古(gu)(gu)代(dai)青銅(tong)(tong)(tong)器(qi)的(de)(de)另一個突出(chu)特(te)征是(shi)制作工(gong)藝(yi)的(de)(de)精巧(qiao)絕倫,顯示(shi)出(chu)古(gu)(gu)代(dai)匠(jiang)師們巧(qiao)奪天工(gong)的(de)(de)創(chuang)造(zao)才能(neng)。用(yong)陶(tao)質的(de)(de)復合(he)范(fan)澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)制作青銅(tong)(tong)(tong)器(qi)的(de)(de)和范(fan)法(fa),在(zai)中(zhong)國古(gu)(gu)代(dai)得到充(chong)分的(de)(de)發展。陶(tao)范(fan)的(de)(de)選料塑模翻范(fan),花紋(wen)刻制均極(ji)為(wei)考究,渾(hun)鑄(zhu)(zhu)(zhu)、分鑄(zhu)(zhu)(zhu)、鑄(zhu)(zhu)(zhu)接、疊(die)鑄(zhu)(zhu)(zhu)技術非常成熟。隨后發展出(chu)來無須分鑄(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)失蠟法(fa)工(gong)藝(yi)技術,無疑是(shi)青銅(tong)(tong)(tong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)工(gong)藝(yi)的(de)(de)一大進步。古(gu)(gu)人認為(wei)青銅(tong)(tong)(tong)器(qi)極(ji)其牢(lao)固,銘(ming)文可(ke)以流傳(chuan)不朽(xiu),因此(ci)要(yao)(yao)長期(qi)流傳(chuan)的(de)(de)事項必須鑄(zhu)(zhu)(zhu)在(zai)青銅(tong)(tong)(tong)物之上。因此(ci),銘(ming)文已成為(wei)今天研(yan)究古(gu)(gu)代(dai)歷(li)史的(de)(de)重要(yao)(yao)材料。
在青(qing)銅器(qi)上(shang)加以鑲(xiang)嵌(qian)以增加美觀,這(zhe)(zhe)種(zhong)技(ji)術很早就出現了。鑲(xiang)嵌(qian)的材料,第(di)一種(zhong)是(shi)(shi)綠松(song)石,這(zhe)(zhe)種(zhong)綠色的寶石,至今(jin)仍應用(yong)在首飾上(shang)。第(di)二種(zhong)是(shi)(shi)玉,有玉援戈,玉葉的矛,玉刃(ren)(ren)(ren)的斧(fu)鉞等。第(di)三(san)種(zhong)隕鐵(tie)(tie),如(ru)鐵(tie)(tie)刃(ren)(ren)(ren)銅鉞,鐵(tie)(tie)援銅刃(ren)(ren)(ren),經鑒定,鐵(tie)(tie)刃(ren)(ren)(ren)均為(wei)碩鐵(tie)(tie)。第(di)四種(zhong)是(shi)(shi)嵌(qian)紅銅,用(yong)紅銅來(lai)(lai)組成(cheng)獸形花紋。春秋戰國時也(ye)有用(yong)金、銀來(lai)(lai)鑲(xiang)嵌(qian)裝飾的青(qing)銅器(qi)。
東周時代,冶(ye)鑄(zhu)技術發展較高(gao),出現了(le)制造青銅(tong)器的(de)(de)(de)(de)技術總結性文(wen)獻《考工記》。書中對制作鐘鼎(ding)、斧斤、弋(yi)戟等(deng)各種器物所用(yong)青銅(tong)中銅(tong)錫的(de)(de)(de)(de)比例做了(le)詳細(xi)的(de)(de)(de)(de)規(gui)定。由(you)于戰爭頻(pin)繁,兵(bing)器鑄(zhu)造得到了(le)迅速(su)發展。特別是吳、越的(de)(de)(de)(de)寶劍(jian),異常鋒利,名聞天下,出現了(le)一(yi)些著名的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)劍(jian)的(de)(de)(de)(de)匠(jiang)師,如(ru)干將,歐冶(ye)子等(deng)人。有(you)的(de)(de)(de)(de)寶劍(jian)雖已(yi)在(zai)地下埋藏兩千多(duo)年,但仍然可(ke)以(yi)切開成疊(die)的(de)(de)(de)(de)紙(zhi)張。越王勾踐劍(jian)等(deng)一(yi)些劍(jian),其表面經過一(yi)定的(de)(de)(de)(de)化學處理(li),形(xing)成防銹的(de)(de)(de)(de)菱形(xing)、鱗片形(xing)或火焰形(xing)的(de)(de)(de)(de)花(hua)紋,異常華麗。
轉(zhuan)變(bian)(bian)時(shi)期一般指戰(zhan)國末(mo)年(nian)至秦漢末(mo)年(nian)這一時(shi)期。經(jing)過幾百年(nian)的兼并戰(zhan)爭及以富國、強兵為(wei)目的的政(zheng)治、經(jing)濟、文化改革,以郡(jun)縣(xian)制取代分封制,具有中央集(ji)權性質的封建(jian)社(she)會最終建(jian)立,傳統的禮儀(yi)制度已徹底瓦解,鐵制品(pin)已廣泛使用。社(she)會各(ge)領域均發生了翻天覆地(di)的變(bian)(bian)化。
青銅器(qi)在社會生活中的地位逐(zhu)漸(jian)下降,器(qi)物大多日用化,但是(shi)具體到某些青銅器(qi),精(jing)美的作品還(huan)是(shi)不(bu)少的。如在陜(shan)西臨(lin)潼秦始(shi)皇陵掘獲的兩乘(cheng)銅車(che)馬。第(di)一乘(cheng)駕四馬,車(che)上(shang)有(you)棚,御者為(wei)坐狀。這兩乘(cheng)車(che)馬均(jun)為(wei)青銅器(qi)鑄件構(gou)成,大小(xiao)與實際合(he)乎比例,極其精(jing)巧。車(che)馬上(shang)還(huan)有(you)不(bu)少金(jin)銀(yin)飾(shi)件,通體施以彩繪(hui)。第(di)二乘(cheng)馬,長(chang)3.17、高1.06米,可(ke)以說是(shi)迄今發掘到的形制巨大、結構(gou)又最復雜的青銅器(qi)。
到了(le)東漢末年(nian),陶瓷器(qi)(qi)得到較大發展,在社會(hui)生(sheng)活中(zhong)的(de)作(zuo)用日(ri)益重要(yao),從(cong)而把日(ri)用青銅(tong)器(qi)(qi)皿進一(yi)步從(cong)生(sheng)活中(zhong)排擠出去。至于兵(bing)器(qi)(qi),工具等方(fang)面,這時鐵器(qi)(qi)早已占了(le)主(zhu)導地位。隋唐時期的(de)銅(tong)器(qi)(qi)主(zhu)要(yao)是(shi)各類精美的(de)銅(tong)鏡(jing)(jing),一(yi)般均(jun)有各種銘文。自此以后,青銅(tong)器(qi)(qi)除了(le)銅(tong)鏡(jing)(jing)外,可以說不再有什么發展了(le)。
外(wai)觀 銅呈(cheng)紫(zi)紅色光澤的金屬
密度 8.92克/立方厘米
熔點(dian) 1083.4℃
沸點 2567℃
延展性 很好
導(dao)熱和導(dao)電性能(neng) 較好(hao)
磁性 抗磁性
晶(jing)體類型(xing) 面心立方結構(gou)
電阻率 1.75×10-8Ω·m
聲速(室溫(wen)) 3810(m/s)
楊氏模量(liang) 110-128GPa
剪切(qie)模量 48GPa
泊松比 0.34
莫氏硬度 3
維氏(shi)硬度 343–369MPa
布(bu)氏硬度 235–878MPa
固態密度 8.960g/cm3
熔融(rong)液態(tai)密度(du) 8.920g/cm3
比熱容 24.440J/(mol·K)
汽化熱 300.4kJ/mol
融化(hua)熱(re) 13.26kJ/mol
熱導(dao)率 401W/(m.K)
膨脹系數 (25°C)16.5μm/(m·K)
化合價 通(tong)常為+2,也有+1(3價銅僅在少(shao)數不穩(wen)定的化合物中出現,例如(ru)銅酸鉀KCuO2)
在地(di)殼中的含量(liang)(ppm) 50
在(zai)太陽中的含量(ppm) 0.7
電離(li)能 7.726電子(zi)伏特(te)
焰色為 綠色
原子大小與結構
電(dian)子(zi)層 K-L-M-N
電(dian)子(zi)層(ceng)分布 2-8-18-1
電子排(pai)布(bu)式 1s22s22p63s23p63d104s1
原(yuan)子半徑(jing) 128pm
范德華半(ban)徑 140pm
與氧氣的反應
銅是不(bu)太活潑的重金(jin)屬,在常溫下不(bu)與干燥空氣中的氧氣化(hua)合,加熱時能產生黑(hei)色的氧化(hua)銅:
如(ru)果繼(ji)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)
在潮濕的空(kong)氣中(zhong)放久(jiu)后,銅表(biao)面會慢(man)(man)慢(man)(man)生(sheng)成(cheng)一(yi)層(ceng)銅綠(堿式(shi)碳酸銅),銅綠可(ke)(ke)防止金屬進(jin)一(yi)步(bu)腐蝕,其(qi)組成(cheng)是可(ke)(ke)變的。
或:
與鹵素的反應
銅可與氯氣在點(dian)燃條件下化合。
與硫的反應
加熱(re)時(shi),銅與硫直接化合生成硫化亞(ya)銅(Cu2S):
與氯化鐵溶液反應
在電(dian)子工業中(zhong),常用(yong)FeCl3溶(rong)液來刻(ke)蝕(shi)銅,以制造印刷線路。
與空氣和稀酸反應
在電位序(金屬活動性順(shun)序)中(zhong),銅(tong)(tong)族元素都在氫(qing)(qing)以(yi)后,所以(yi)不(bu)能置換稀(xi)酸中(zhong)的氫(qing)(qing)。但(dan)當有空氣(qi)存(cun)在時,銅(tong)(tong)可先被氧化(hua)成(cheng)氧化(hua)銅(tong)(tong),然后再(zai)與酸作用然后緩慢溶(rong)于這些稀(xi)酸中(zhong)。方程式見下:
與濃鹽酸反應
該反應符合置換反應。
與氧化性酸反應
銅會被硝(xiao)酸(suan)、濃硫(liu)酸(suan)(需加熱(re))等氧(yang)化性酸(suan)氧(yang)化而(er)溶解(jie):
催化劑
銅(tong)能充當(dang)一些有機反(fan)應的催化(hua)劑,如酒(jiu)精的催化(hua)氧化(hua):
銅有29個同位素。Cu-63和(he)Cu-65很穩定,它們的自旋量(liang)子數都為3/2。
同位素 豐度 半衰期 方式 能量(liang)(MeV) 產物(wu)
63Cu 69.15% 穩定,帶34個中(zhong)子
64Cu 人造 12.700小(xiao)時(shi) ε - Ni
β - Zn
65Cu 30.85% 穩定(ding),帶(dai)36個中(zhong)子
67Cu 人造 61.83小時 β - Zn
實驗室常用還原劑(ji)(如氫氣)還原氧化(hua)銅制得金屬(shu)銅。如:
銅常見(jian)的價(jia)態是+1和+2。
銅(I)
銅(tong)(I)通常稱(cheng)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)都是常見的一價銅(tong)化(hua)(hua)合物(wu)。[Cu(NH3)2]2-是亞(ya)銅(tong)和氨的配(pei)離子,無色(se),易被(bei)氧(yang)化(hua)(hua),在酸性(xing)溶液中自行歧化(hua)(hua),生(sheng)成Cu(II)和Cu。
銅(II)
銅(tong)(II)是(shi)銅(tong)最常見的價(jia)態,它可以和絕大部(bu)分常見的陰離(li)子形(xing)成(cheng)鹽,如眾所周(zhou)知的硫酸(suan)銅(tong),存(cun)在白色(se)的無水物(wu)和藍色(se)的五(wu)水合物(wu)。堿式(shi)碳酸(suan)銅(tong),又稱銅(tong)綠,有好幾種組成(cheng)形(xing)式(shi)。氯化銅(tong)和硝酸(suan)銅(tong)也是(shi)重(zhong)要的銅(tong)鹽。
銅(II)可以形成一系列的配離子,如Cu(H2O)4(藍(lan)(lan)色(se))、CuCl4(黃綠)、Cu(NH3)4(深藍(lan)(lan))等,它們的顏色(se)也(ye)不盡相同。
常見銅化合物
硫酸(suan)銅(tong)(tong)(CuSO4)、醋酸(suan)銅(tong)(tong)((CH3COO)2Cu)、氧(yang)化銅(tong)(tong)(CuO)和氧(yang)化亞銅(tong)(tong)(Cu2O)、氯化銅(tong)(tong)(CuCl2)和氯化亞銅(tong)(tong)(CuCl)、硝酸(suan)銅(tong)(tong)(Cu(NO3)2)、氰化銅(tong)(tong)(Cu(CN)2)、脂(zhi)肪酸(suan)銅(tong)(tong)、環(huan)烷酸(suan)銅(tong)(tong)(C22H14CuO4)等。
銅是(shi)(shi)與人類關系非常(chang)密(mi)切(qie)的有(you)色金(jin)屬(shu),被廣(guang)泛地(di)(di)應(ying)用(yong)于(yu)(yu)電(dian)氣、輕工(gong)、機械制(zhi)造(zao)、建筑工(gong)業、國(guo)防工(gong)業等領域(yu),在中國(guo)有(you)色金(jin)屬(shu)材(cai)料的消費中僅(jin)次(ci)于(yu)(yu)鋁。銅是(shi)(shi)一種紅色金(jin)屬(shu),同時也是(shi)(shi)一種綠色金(jin)屬(shu)。說它(ta)是(shi)(shi)綠色金(jin)屬(shu),主要是(shi)(shi)因為它(ta)熔(rong)點較(jiao)低(di),容易再熔(rong)化、再冶煉(lian),因而回收利用(yong)相當地(di)(di)便宜。古代主要用(yong)于(yu)(yu)器皿、藝術品(pin)及(ji)武器鑄造(zao),比較(jiao)有(you)名的器皿及(ji)藝術品(pin)如后母戊鼎、四(si)羊(yang)方尊(zun)。
電(dian)(dian)器和(he)電(dian)(dian)子(zi)(zi)市場(chang)約(yue)占總數的(de)(de)28%。1997年,這兩個市場(chang)成(cheng)為銅(tong)(tong)消耗(hao)的(de)(de)第(di)二(er)大終端(duan)用戶,擁有(you)(you)25%的(de)(de)市場(chang)份額(e)。在許(xu)多(duo)電(dian)(dian)器產品(例如(ru)(ru):電(dian)(dian)線(xian)(xian)、母線(xian)(xian)、變壓(ya)器繞組、重型(xing)馬達、電(dian)(dian)話線(xian)(xian)和(he)電(dian)(dian)話電(dian)(dian)纜),銅(tong)(tong)的(de)(de)使用壽(shou)命都相當地長,只(zhi)有(you)(you)經過20到(dao)50年以后(hou),里面的(de)(de)銅(tong)(tong)才可以進(jin)行回收利用。其(qi)他含銅(tong)(tong)的(de)(de)電(dian)(dian)器和(he)電(dian)(dian)子(zi)(zi)產品(比(bi)如(ru)(ru):小型(xing)電(dian)(dian)器和(he)消費(fei)電(dian)(dian)子(zi)(zi)產品)使用壽(shou)命則比(bi)較短,一般是5~10年。商業性電(dian)(dian)子(zi)(zi)產品和(he)大型(xing)電(dian)(dian)器產品通常要(yao)回收的(de)(de),因(yin)為它們(men)除含有(you)(you)銅(tong)(tong)以外,還有(you)(you)其(qi)他珍(zhen)貴的(de)(de)金屬(shu)。盡(jin)管如(ru)(ru)此,小型(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)消費(fei)產品的(de)(de)回收率(lv)還是相當低的(de)(de),因(yin)為它們(men)里面幾乎沒(mei)有(you)(you)多(duo)少銅(tong)(tong)元素。
隨著電(dian)子領域科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)(de)快(kuai)速(su)發展,一些陳舊的(de)(de)含銅產(chan)品(pin)越(yue)來(lai)越(yue)過時了(le)。比如,在(zai)二(er)十世(shi)紀80年代,電(dian)話轉換站和(he)(he)中(zhong)央營業(ye)所是銅和(he)(he)銅合金碎(sui)屑的(de)(de)主要來(lai)源,但(dan)是數(shu)字(zi)轉換的(de)(de)出(chu)現(xian)使得這(zhe)些笨(ben)重的(de)(de)、金屬密(mi)集的(de)(de)東西變得越(yue)來(lai)越(yue)過時了(le)。
交通(tong)設備是銅(tong)(tong)的(de)(de)第三大市場,約(yue)占總數的(de)(de)13%,與二十世紀60年代基本相同。盡管交通(tong)的(de)(de)重要性(xing)沒(mei)有改變,但是銅(tong)(tong)的(de)(de)使用形式卻(que)發生了很(hen)大的(de)(de)變化。許多年來,自動散熱器(qi)(qi)是這方(fang)面最重要的(de)(de)終端用戶;然而(er),銅(tong)(tong)在自動電器(qi)(qi)和(he)電子產品中(zhong)的(de)(de)使用飛速增長(chang),而(er)在熱交換器(qi)(qi)市場中(zhong)的(de)(de)使用則有所(suo)下降。小(xiao)轎車的(de)(de)平(ping)均使用壽命是10-15年,幾乎所(suo)有的(de)(de)銅(tong)(tong)(包括(kuo)散熱器(qi)(qi)和(he)配線(xian))都(dou)是在它的(de)(de)整(zheng)體拆卸和(he)回收前來進行(xing)回收的(de)(de)。
工業(ye)機(ji)器(qi)和(he)(he)設(she)備是(shi)另外(wai)一個主要(yao)的應用(yong)市場(chang),在當中銅往往有(you)比較長的使用(yong)壽命(ming)。硬(ying)幣和(he)(he)軍火(huo)是(shi)這方(fang)面主要(yao)的終端用(yong)戶。子彈(dan)很少回收,一些硬(ying)幣可(ke)(ke)以熔(rong)化,而還有(you)許多則(ze)由收藏者或儲蓄者保存,不可(ke)(ke)以進行回收。在機(ji)械和(he)(he)運輸車輛(liang)制造(zao)中,用(yong)于制造(zao)工業(ye)閥(fa)門和(he)(he)配件(jian)、儀表、滑動軸承(cheng)、模(mo)具、熱交換器(qi)和(he)(he)泵(beng)等(deng)。
在化(hua)學工(gong)業中廣泛應用于(yu)制造(zao)真空(kong)器、蒸(zheng)餾鍋(guo)、釀造(zao)鍋(guo)等。
在國防工業中用以制造(zao)子彈、炮(pao)彈、槍炮(pao)零件等,每生產300萬發子彈,需用銅13~14噸。
在建筑工業中,用(yong)作各(ge)種管道(dao)(dao)、管道(dao)(dao)配件、裝(zhuang)飾器件等(deng)。
醫學中,銅(tong)(tong)(tong)的(de)殺菌作(zuo)用很早就被認知。自20世(shi)紀50年代以來,人(ren)們還發(fa)現銅(tong)(tong)(tong)有(you)(you)非常好的(de)醫學用途。后來,墨西哥科學家(jia)也發(fa)現銅(tong)(tong)(tong)有(you)(you)抗癌(ai)功能。新世(shi)紀,英國研(yan)究(jiu)人(ren)員又(you)發(fa)現,銅(tong)(tong)(tong)元(yuan)素有(you)(you)很強的(de)殺菌作(zuo)用。相(xiang)信(xin)不久的(de)將來,銅(tong)(tong)(tong)元(yuan)素將為提高人(ren)類健康水(shui)平做出巨大貢獻(xian)。
有(you)(you)機化學中,有(you)(you)機銅鋰化合物(wu)是一類(lei)重要的金屬有(you)(you)機化合物(wu)。
銅的重要合金
黃(huang)(huang)(huang)(huang)銅 黃(huang)(huang)(huang)(huang)銅是銅與(yu)鋅的(de)(de)合金,因色黃(huang)(huang)(huang)(huang)而得名。黃(huang)(huang)(huang)(huang)銅的(de)(de)機械性能和(he)耐磨(mo)性能都(dou)(dou)很好,可用于制造(zao)精(jing)密儀器(qi)、船舶的(de)(de)零件、槍炮的(de)(de)彈殼等(deng)。黃(huang)(huang)(huang)(huang)銅敲起來(lai)聲音好聽,因此鑼(luo)、鈸(ba)、鈴、號等(deng)樂器(qi)都(dou)(dou)是用黃(huang)(huang)(huang)(huang)銅制作(zuo)的(de)(de)。
航海(hai)黃銅 銅與鋅、錫的合金,抗海(hai)水侵(qin)蝕,可用來制作船的零件、平衡器。
青銅(tong)(tong) 銅(tong)(tong)與(yu)錫的(de)合金叫(jiao)青銅(tong)(tong),因色青而得名。在古代為(wei)常用合金(如中國的(de)青銅(tong)(tong)時(shi)代)。青銅(tong)(tong)一般具有(you)較好的(de)耐腐蝕性(xing)、耐磨性(xing)、鑄造性(xing)和(he)優良的(de)機械(xie)性(xing)能。用于制造精密(mi)軸承、高壓軸承、船舶上抗海水(shui)腐蝕的(de)機械(xie)零(ling)件(jian)以(yi)及各種板材(cai)、管材(cai)、棒(bang)材(cai)等。青銅(tong)(tong)還有(you)一個反(fan)常的(de)特(te)性(xing)——“熱縮冷脹(zhang)”,用來鑄造塑像,冷卻后膨脹(zhang),可以(yi)使眉目更清(qing)楚。
磷青(qing)銅(tong)(tong) 銅(tong)(tong)與(yu)錫(xi)、磷的合金(jin),堅硬,可制(zhi)彈簧(huang)。
白銅(tong) 白銅(tong)是銅(tong)與鎳(nie)的合(he)金,其(qi)色澤和(he)銀一(yi)樣(yang),銀光閃閃,不易生銹。常(chang)用于制造(zao)硬(ying)幣、電器、儀(yi)表和(he)裝飾品。
18K金(jin)(玫瑰金(jin)) 6/24的銅與18/24的金(jin)的合金(jin)。紅黃色(se),硬度大,可(ke)用(yong)來制作首(shou)飾(shi)、裝飾(shi)品。
從銅礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)開(kai)采出來的銅礦(kuang)(kuang)(kuang)石,經(jing)過選礦(kuang)(kuang)(kuang)成為含(han)銅品位(wei)較高的銅精礦(kuang)(kuang)(kuang)或者說是(shi)銅礦(kuang)(kuang)(kuang)砂,銅精礦(kuang)(kuang)(kuang)需要經(jing)過冶煉提成,才(cai)能成為精銅及銅制(zhi)品。最早的銅礦(kuang)(kuang)(kuang)石來源是(shi)孔雀(que)石。
銅(tong)礦(kuang)石(shi)的分類及屬性:
煉銅(tong)的(de)原料(liao)是(shi)銅(tong)礦石(shi)。銅(tong)礦石(shi)可分為三類:
分類 示例
硫化礦(kuang)(kuang) 如黃(huang)銅礦(kuang)(kuang)(CuFeS2)、斑銅礦(kuang)(kuang)(Cu5FeS4)和輝(hui)銅礦(kuang)(kuang)(Cu2S)等。
氧化礦 如赤銅(tong)礦(Cu2O)、孔雀石(shi)(shi)[Cu?(OH)?CO?]、藍銅(tong)礦[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(shi)(shi)(CuSiO3·2H2O)等。
自然銅 銅礦(kuang)石中銅的(de)(de)含(han)量在1%左右(you)(0.5%~3%)的(de)(de)便有開采(cai)價值,因為采(cai)用浮選法可以把礦(kuang)石中一部分脈石等雜質除(chu)去,而(er)得到含(han)銅量較(jiao)高(8%~35%)的(de)(de)精礦(kuang)砂。
通(tong)過(guo)(guo)熔(rong)(rong)融冶煉和電(dian)解精(jing)火煉生產(chan)(chan)出(chu)陰極銅,也即電(dian)解銅,一(yi)般適于高品(pin)位(wei)的硫(liu)化銅礦(kuang)。火法(fa)冶煉一(yi)般是先將(jiang)含銅百分之幾(ji)或千分之幾(ji)的原礦(kuang)石,通(tong)過(guo)(guo)選礦(kuang)提高到20%~30%,作(zuo)為銅精(jing)礦(kuang),在(zai)密閉(bi)鼓風爐(lu)(lu)(lu)、反射爐(lu)(lu)(lu)、電(dian)爐(lu)(lu)(lu)或閃(shan)速爐(lu)(lu)(lu)進(jin)行(xing)(xing)造锍熔(rong)(rong)煉,產(chan)(chan)出(chu)的熔(rong)(rong)锍(冰銅)接(jie)著送入轉爐(lu)(lu)(lu)進(jin)行(xing)(xing)吹煉成(cheng)粗(cu)銅,再在(zai)另(ling)一(yi)種(zhong)反射爐(lu)(lu)(lu)內經過(guo)(guo)氧(yang)化精(jing)煉脫雜,或鑄(zhu)成(cheng)陽極板進(jin)行(xing)(xing)電(dian)解,獲得品(pin)位(wei)高達99.9%的電(dian)解銅。該流(liu)程簡短、適應性強,銅的回收(shou)率可達95%,但因礦(kuang)石中(zhong)的硫(liu)在(zai)造锍和吹煉兩階段作(zuo)為二氧(yang)化硫(liu)廢(fei)氣排出(chu),不(bu)易(yi)回收(shou),易(yi)造成(cheng)污(wu)染。90年(nian)代出(chu)現如白(bai)銀法(fa)、諾蘭達法(fa)等熔(rong)(rong)池熔(rong)(rong)煉以及(ji)日本的三菱法(fa)等、火法(fa)冶煉逐(zhu)漸向連續化、自動化發(fa)展。
從銅(tong)(tong)礦石(shi)冶煉銅(tong)(tong):以黃(huang)銅(tong)(tong)礦為例,首(shou)先把精礦砂(sha)(sha)、熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)(石(shi)灰石(shi)、砂(sha)(sha)等)和燃(ran)(ran)料(liao)(焦炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)或無煙(yan)煤)混合(he),投(tou)入“密閉”鼓風(feng)爐(lu)中(zhong),在1000℃左右進(jin)(jin)行(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。于是礦石(shi)中(zhong)一(yi)部(bu)分(fen)硫(liu)成為SO?(用于制(zhi)硫(liu)酸(suan)),大(da)部(bu)分(fen)的(de)砷、銻(ti)等雜(za)(za)質(zhi)(zhi)成為As?O?、Sb?O?等揮發性(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)而(er)(er)被(bei)除(chu)去:2CuFeS?+O?=Cu?S+2FeS+SO?↑。一(yi)部(bu)分(fen)鐵的(de)硫(liu)化物(wu)(wu)轉變(bian)(bian)為氧(yang)化物(wu)(wu):2FeS+3O?=2FeO+2SO?↑。Cu?S跟(gen)剩(sheng)余的(de)FeS等便(bian)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)在一(yi)起而(er)(er)形(xing)(xing)成“冰(bing)(bing)銅(tong)(tong)”(主要(yao)由Cu?S和FeS互相溶解形(xing)(xing)成的(de),它的(de)含(han)(han)銅(tong)(tong)率(lv)在20%~50%之間,含(han)(han)硫(liu)率(lv)在23%~27%之間),FeO跟(gen)SiO?形(xing)(xing)成熔(rong)(rong)(rong)渣(zha):FeO+SiO?=FeSiO?。熔(rong)(rong)(rong)渣(zha)浮在熔(rong)(rong)(rong)融(rong)冰(bing)(bing)銅(tong)(tong)的(de)上面,容易分(fen)離,借以除(chu)去一(yi)部(bu)分(fen)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)。然后(hou)把冰(bing)(bing)銅(tong)(tong)移入轉爐(lu)中(zhong),加入熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)(石(shi)英(ying)(ying)砂(sha)(sha))后(hou)鼓入空(kong)(kong)氣(qi)進(jin)(jin)行(xing)吹煉(1100~1300℃)。由于鐵比銅(tong)(tong)對(dui)氧(yang)有(you)較大(da)的(de)親和力(li),而(er)(er)銅(tong)(tong)比鐵對(dui)硫(liu)有(you)較大(da)的(de)親和力(li),因此冰(bing)(bing)銅(tong)(tong)中(zhong)的(de)FeS先轉變(bian)(bian)為FeO,跟(gen)熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)結合(he)成渣(zha),而(er)(er)后(hou)Cu?S才轉變(bian)(bian)為Cu?O,Cu?O跟(gen)Cu?S反(fan)(fan)應生(sheng)成粗銅(tong)(tong)(含(han)(han)銅(tong)(tong)量約為98.5%)。2Cu?S+3O?=2Cu?O+2SO?↑,2Cu?O+Cu?S=6Cu+SO?↑,再把粗銅(tong)(tong)移入反(fan)(fan)射爐(lu),加入熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)(石(shi)英(ying)(ying)砂(sha)(sha)),通(tong)入空(kong)(kong)氣(qi),使粗銅(tong)(tong)中(zhong)的(de)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)氧(yang)化,跟(gen)熔(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)形(xing)(xing)成爐(lu)渣(zha)而(er)(er)除(chu)去。在雜(za)(za)質(zhi)(zhi)除(chu)到一(yi)定程(cheng)度(du)后(hou),再噴(pen)入重油,由重油燃(ran)(ran)燒產生(sheng)的(de)一(yi)氧(yang)化碳等還原(yuan)性(xing)氣(qi)體使氧(yang)化亞銅(tong)(tong)在高溫下還原(yuan)為銅(tong)(tong)。得到的(de)精銅(tong)(tong)約含(han)(han)銅(tong)(tong)99.7%。
除了(le)銅(tong)(tong)(tong)精(jing)礦之(zhi)外,廢(fei)銅(tong)(tong)(tong)作為(wei)精(jing)煉銅(tong)(tong)(tong)的(de)主要原料之(zhi)一,包括舊(jiu)廢(fei)銅(tong)(tong)(tong)和新廢(fei)銅(tong)(tong)(tong),舊(jiu)廢(fei)銅(tong)(tong)(tong)來自舊(jiu)設備和舊(jiu)機器,廢(fei)棄(qi)的(de)樓房(fang)和地(di)下管道;新廢(fei)銅(tong)(tong)(tong)來自加工廠(chang)棄(qi)掉的(de)銅(tong)(tong)(tong)屑(銅(tong)(tong)(tong)材(cai)的(de)產(chan)出比為(wei)50%左右(you)),一般廢(fei)銅(tong)(tong)(tong)供應較(jiao)穩定,廢(fei)銅(tong)(tong)(tong)可以分為(wei):裸雜銅(tong)(tong)(tong):品位在90%以上;黃雜銅(tong)(tong)(tong)(電線):含(han)銅(tong)(tong)(tong)物料(舊(jiu)馬(ma)達、電路(lu)板);由廢(fei)銅(tong)(tong)(tong)和其(qi)他類似(si)材(cai)料生產(chan)出的(de)銅(tong)(tong)(tong),也稱為(wei)再生銅(tong)(tong)(tong)。
一(yi)船適于低品(pin)位(wei)的氧化銅(tong)(tong)(tong)(tong),生產出(chu)(chu)的精銅(tong)(tong)(tong)(tong)稱為電(dian)積銅(tong)(tong)(tong)(tong)。現(xian)代濕法(fa)冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)有硫酸化焙燒—浸出(chu)(chu)—電(dian)積,浸出(chu)(chu)—萃(cui)取—電(dian)積,細菌浸出(chu)(chu)等法(fa),適于低品(pin)位(wei)復雜礦(kuang)、氧化銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)、含銅(tong)(tong)(tong)(tong)廢礦(kuang)石的堆浸、槽浸選用或就地浸出(chu)(chu)。濕法(fa)冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)技(ji)術正(zheng)在逐步推廣,預計本世紀(ji)末(mo)可達總產量的20%,濕法(fa)冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)的推出(chu)(chu)使銅(tong)(tong)(tong)(tong)的冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)成本大(da)大(da)降低。
銅(tong)冶煉行(xing)(xing)業(ye)是國民經濟(ji)中的(de)(de)基(ji)礎(chu)性行(xing)(xing)業(ye),特別是我國正處于工業(ye)化階段(duan),對銅(tong)的(de)(de)需求(qiu)保持高(gao)速增長,銅(tong)冶煉行(xing)(xing)業(ye)在國民經濟(ji)中的(de)(de)地(di)位將不斷提高(gao)。
世(shi)界銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)資源比較豐(feng)富。銅(tong)(tong)(tong)不難從它的(de)(de)礦(kuang)石中(zhong)提(ti)取(qu),但可開采(cai)的(de)(de)礦(kuang)藏相對稀少。有(you)些,如在(zai)瑞典(dian)法倫的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang),從13世(shi)紀開始,曾是巨大財富的(de)(de)來源。一(yi)種提(ti)取(qu)這(zhe)種金屬的(de)(de)方法是烘烤硫(liu)(liu)化礦(kuang)石,然(ran)后用水(shui)分(fen)離(li)出(chu)其形(xing)成的(de)(de)硫(liu)(liu)酸銅(tong)(tong)(tong)。之后流淌過鐵屑(xie)表面銅(tong)(tong)(tong)就(jiu)會沉淀,形(xing)成的(de)(de)薄層很容(rong)易分(fen)離(li)。世(shi)界上已探明的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)約為3.5~5.7億噸,其中(zhong)斑(ban)巖銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)約占全(quan)部總量的(de)(de)76%。從地區(qu)分(fen)布看,全(quan)球銅(tong)(tong)(tong)蘊藏量最豐(feng)富的(de)(de)地區(qu)共有(you)五個:
非洲:剛果(guo)盧(lu)(lu)伊盧(lu)(lu)(科(ke)盧(lu)(lu)韋(wei)齊)、希(xi)圖魯、贊比亞(ya)盧(lu)(lu)安(an)夏和(he)巴利(li)巴、穆富利(li)拉、恩昌加TLP、恩卡納(羅卡納)。
亞洲:中國白銀(yin)(金川(chuan))/甘(gan)肅(su)、山東(dong)/陽谷(gu)祥光銅業大(da)冶(ye)(ye)、貴溪、葫蘆島、金昌、上(shang)海、天津、云南、印度伯爾拉銅(代海伊)、杜(du)蒂戈林、伊朗薩(sa)爾切(qie)什梅、日本別(bie)子(zi)/愛媛(東(dong)予冶(ye)(ye)煉(lian)廠(chang)(chang))、小坂(秋(qiu)田)直島(香川(chuan))、小名濱(bin)(福島)、佐賀關(guan)(大(da)分)、玉(yu)野(岡山)、哈(ha)薩(sa)克(ke)斯坦巴爾卡什米斯、杰茲(zi)卡茲(zi)甘(gan)冶(ye)(ye)煉(lian)廠(chang)(chang)、韓國溫(wen)山冶(ye)(ye)煉(lian)廠(chang)(chang)Ⅰ、溫(wen)山冶(ye)(ye)煉(lian)廠(chang)(chang)Ⅱ、菲律(lv)賓(bin)伊莎貝爾/萊特(菲律(lv)賓(bin)熔煉(lian)與精煉(lian)協會)、烏茲(zi)別(bie)克(ke)斯坦阿(a)爾馬雷克(ke)冶(ye)(ye)煉(lian)廠(chang)(chang)。
歐洲(zhou):奧地利(li)(li)布里(li)克(ke)斯(si)(si)萊(lai)格比利(li)(li)時貝爾(er)(er)(er)瑟;霍博肯、UM皮爾(er)(er)(er)多普芬蘭哈爾(er)(er)(er)亞瓦爾(er)(er)(er)塔(ta)德國漢堡(bao)、黑(hei)特(te)施泰、呂嫩(nen)Lunen170、意(yi)大利(li)(li)波代馬格拉、波蘭格沃古(gu)夫(fu)Ⅰ、格沃古(gu)夫(fu)Ⅱ、萊(lai)格尼(ni)察冶煉(lian)(lian)廠、羅(luo)馬尼(ni)亞茲拉特(te)納(na)冶煉(lian)(lian)廠、俄羅(luo)斯(si)(si)基(ji)洛夫(fu)格拉德(卡(ka)拉塔(ta))、克(ke)拉斯(si)(si)諾(nuo)(nuo)烏拉爾(er)(er)(er)斯(si)(si)克(ke)冶煉(lian)(lian)廠、納(na)杰(jie)日金斯(si)(si)基(ji)、諾(nuo)(nuo)里(li)爾(er)(er)(er)斯(si)(si)克(ke)冶煉(lian)(lian)廠、中烏拉爾(er)(er)(er)斯(si)(si)克(ke)冶煉(lian)(lian)廠、西班牙韋(wei)爾(er)(er)(er)瓦、瑞典倫島、英國沃爾(er)(er)(er)索(suo)爾(er)(er)(er)、南斯(si)(si)拉夫(fu)博爾(er)(er)(er)。
單位:千噸
美(mei)國 1986.6 1664.2 1276.7 2057.8
日本 1127.1 1243 1276.6 1613.2
德國(guo) 894.9 847.8 970.1 994.8
前蘇聯 1290 1320 1270 880
中國 346 398 470 590
法(fa)國 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
十大(da)國(guo)消費(fei)量 7157.5 6998.4 7810.9 8072.3
全球消費(fei)量 9059.9 9033.1 10413.6 10714
年產量(千噸)
國名 1977 1982 1987 1992
智利 1056.5 1242.2 1412.9 1940
美(mei)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 5666.1 5286.2 5882.1 7085.8
全球總(zong)計(ji) 7716.4 7622.3 8306.3 9289.6
銅的(de)離子(銅質)對生物(wu)而言,不論(lun)是動物(wu)或植物(wu),是必需的(de)元素。人體缺(que)乏(fa)銅會引起貧血,毛發異(yi)常,骨和動脈異(yi)常,以至腦(nao)障(zhang)(zhang)礙。但如過剩,會引起肝(gan)(gan)硬化(hua)、腹瀉、嘔吐、運(yun)動障(zhang)(zhang)礙和知覺神經(jing)障(zhang)(zhang)礙。一般來說(shuo),牛肉(rou)、葵花(hua)籽、可可、黑椒(jiao)、羊肝(gan)(gan)等等都有(you)豐富的(de)銅質。
銅(tong)是人(ren)體必(bi)需的微量礦(kuang)物質(zhi)(zhi),在攝入后(hou)15分鐘即可進入血(xue)液中(zhong),同時存在于紅血(xue)球內外(wai),可幫助鐵質(zhi)(zhi)傳遞蛋白(bai),在血(xue)紅素形成(cheng)過程(cheng)中(zhong)扮演催化的重要角色(se)。而且(qie)在食物烹飪過程(cheng)中(zhong),銅(tong)元素不(bu)易(yi)被破壞掉。
銅廣泛分布于生(sheng)物組織中,大部分以(yi)有機復合物存在,很多(duo)(duo)是(shi)金(jin)屬蛋(dan)白,以(yi)酶(mei)(mei)的(de)(de)形式起(qi)著功(gong)能作(zuo)用。每個(ge)含(han)(han)銅蛋(dan)白的(de)(de)酶(mei)(mei)都有它清(qing)楚(chu)的(de)(de)生(sheng)理生(sheng)化作(zuo)用,生(sheng)物系統中許(xu)多(duo)(duo)涉及氧的(de)(de)電子傳遞和(he)氧化還原(yuan)反應都是(shi)由含(han)(han)銅酶(mei)(mei)催化的(de)(de),這些酶(mei)(mei)對生(sheng)命過程都是(shi)至關重要的(de)(de)。
當然,銅作為重(zhong)金屬(shu),攝(she)入過量也(ye)會有危害。銅離子(zi)會使蛋(dan)白(bai)質變(bian)性(xing)(xing)。如硫(liu)酸(suan)銅對胃(wei)腸道有刺(ci)(ci)激作用(yong),誤(wu)服引起惡心、嘔(ou)吐、口內有銅性(xing)(xing)味、胃(wei)燒灼感(gan)。嚴(yan)重(zhong)者(zhe)有腹絞痛、嘔(ou)血(xue)、黑便。可造(zao)成嚴(yan)重(zhong)腎(shen)損害和(he)溶血(xue),出(chu)現黃疸、貧血(xue)、肝大、血(xue)紅蛋(dan)白(bai)尿、急(ji)性(xing)(xing)腎(shen)功能衰竭和(he)尿毒癥。對眼和(he)皮膚有刺(ci)(ci)激性(xing)(xing)。長(chang)期接(jie)觸可發生接(jie)觸性(xing)(xing)皮炎和(he)鼻、眼黏膜刺(ci)(ci)激并出(chu)現胃(wei)腸道癥狀(zhuang)。
成年人每天需要(yao)(yao)銅(tong)(tong)(tong)0.05~2毫克,孕(yun)、產(chan)婦和青、少(shao)年(少(shao)年食品)的(de)(de)(de)(de)需要(yao)(yao)量(liang)還要(yao)(yao)多些。足(zu)月(yue)生下的(de)(de)(de)(de)嬰(ying)兒(er)體(ti)(ti)內(nei)(nei)含銅(tong)(tong)(tong)量(liang)約(yue)為16毫克,按(an)單位體(ti)(ti)重比(bi)成年人要(yao)(yao)高得多,其(qi)中約(yue)70%集中在(zai)肝(gan)中,由此可見,胎(tai)兒(er)的(de)(de)(de)(de)肝(gan)是(shi)含銅(tong)(tong)(tong)量(liang)極高的(de)(de)(de)(de)器官。從妊(ren)(ren)娠(shen)開(kai)始,胎(tai)兒(er)體(ti)(ti)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)含銅(tong)(tong)(tong)量(liang)就急(ji)劇增(zeng)(zeng)加,約(yue)從妊(ren)(ren)娠(shen)的(de)(de)(de)(de)第200天到出生,銅(tong)(tong)(tong)含量(liang)約(yue)增(zeng)(zeng)加4倍。因此,妊(ren)(ren)娠(shen)后期是(shi)胎(tai)兒(er)吸收銅(tong)(tong)(tong)最多的(de)(de)(de)(de)時期,早產(chan)兒(er)易患缺銅(tong)(tong)(tong)癥就是(shi)這(zhe)個原因。孕(yun)婦體(ti)(ti)內(nei)(nei)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)濃度(du)在(zai)妊(ren)(ren)娠(shen)過程中逐漸上(shang)升,這(zhe)可能與胎(tai)兒(er)長大(da)體(ti)(ti)內(nei)(nei)雌激素水平增(zeng)(zeng)加有關。正常情況下,孕(yun)婦不(bu)需要(yao)(yao)額外補(bu)充(chong)銅(tong)(tong)(tong)劑,銅(tong)(tong)(tong)過量(liang)可產(chan)生致畸作用。
中國(guo)營養學會(hui)沒有制定每(mei)(mei)(mei)日(ri)膳食(shi)中銅(tong)的(de)需(xu)要量,但制定了每(mei)(mei)(mei)日(ri)銅(tong)的(de)“安全和適(shi)宜的(de)攝入量”,半(ban)歲(sui)(sui)(sui)前嬰兒(er)每(mei)(mei)(mei)天(tian)(tian)需(xu)0.5~0.7毫(hao)(hao)(hao)克(ke)(ke),半(ban)歲(sui)(sui)(sui)至1歲(sui)(sui)(sui)每(mei)(mei)(mei)天(tian)(tian)0.7~1.0毫(hao)(hao)(hao)克(ke)(ke),1歲(sui)(sui)(sui)以(yi)上(shang)每(mei)(mei)(mei)天(tian)(tian)1.0~1.5毫(hao)(hao)(hao)克(ke)(ke),4歲(sui)(sui)(sui)以(yi)上(shang)每(mei)(mei)(mei)天(tian)(tian)1.5~2.0毫(hao)(hao)(hao)克(ke)(ke),7歲(sui)(sui)(sui)以(yi)上(shang)每(mei)(mei)(mei)天(tian)(tian)2.0~2.5毫(hao)(hao)(hao)克(ke)(ke),11歲(sui)(sui)(sui)以(yi)上(shang)至青年(nian)、成年(nian),均為(wei)每(mei)(mei)(mei)天(tian)(tian)2.0~3.0毫(hao)(hao)(hao)克(ke)(ke)。這個攝入量與美(mei)國(guo)科學研究委員會(hui)制定的(de)“估(gu)計每(mei)(mei)(mei)日(ri)飲食(shi)中安全充足的(de)銅(tong)攝取量”相當。
銅(tong)(tong)(tong)與(yu)人(ren)體(ti)健(jian)康(kang)關系(xi)密(mi)切。人(ren)體(ti)每(mei)天都要(yao)攝入(ru)各種微(wei)量(liang)(liang)元(yuan)素,銅(tong)(tong)(tong)是(shi)人(ren)體(ti)不(bu)能缺(que)少的(de)(de)(de)金屬元(yuan)素之一(yi)。成(cheng)年(nian)人(ren)體(ti)內,1千克體(ti)重(zhong)中(zhong)(zhong),銅(tong)(tong)(tong)含(han)量(liang)(liang)大約為1.4mg~2.1mg;血(xue)液(ye)中(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)約為1.0mg~1.5mg。這一(yi)數(shu)量(liang)(liang)雖小,但它對(dui)于維持身(shen)體(ti)健(jian)康(kang)和器官的(de)(de)(de)正常(chang)運行卻不(bu)可缺(que)少。這是(shi)因(yin)為銅(tong)(tong)(tong)元(yuan)素在機(ji)體(ti)運行中(zhong)(zhong)具(ju)有特殊的(de)(de)(de)作用(yong)。銅(tong)(tong)(tong)是(shi)機(ji)體(ti)內蛋(dan)白(bai)質(zhi)和酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)組成(cheng)部(bu)分,許多(duo)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)酶(mei)(mei)需要(yao)微(wei)量(liang)(liang)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)參與(yu)和活(huo)化(hua)。例如(ru),銅(tong)(tong)(tong)可以催化(hua)血(xue)紅(hong)蛋(dan)白(bai)的(de)(de)(de)合成(cheng)。研究表明,缺(que)銅(tong)(tong)(tong)會導致血(xue)漿膽(dan)固醇升高,增(zeng)加動脈粥樣硬(ying)化(hua)的(de)(de)(de)危險,因(yin)而是(shi)引發(fa)冠狀動脈心(xin)臟病的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素。科(ke)學家還發(fa)現,營養性貧血(xue)、白(bai)癜(dian)風、骨質(zhi)疏松癥、胃(wei)癌(ai)及(ji)食道癌(ai)等(deng)疾病的(de)(de)(de)產生也都與(yu)人(ren)體(ti)缺(que)銅(tong)(tong)(tong)有關。嚴重(zhong)缺(que)銅(tong)(tong)(tong)和長期邊緣(yuan)性缺(que)銅(tong)(tong)(tong),還會引發(fa)小兒發(fa)育不(bu)良和一(yi)些地方病。
吸(xi)收(shou)(shou)率30%~40%。胃、十二指腸和小(xiao)腸上部是銅的主(zhu)要吸(xi)收(shou)(shou)部位,其(qi)腸吸(xi)收(shou)(shou)是主(zhu)動(dong)吸(xi)收(shou)(shou)過(guo)程。膜內外銅離(li)子的轉(zhuan)運體(ti)為ATP酶,依(yi)靠天冬氨酸(suan)殘基(ji)磷酸(suan)化供(gong)能(neng),能(neng)將主(zhu)動(dong)吸(xi)收(shou)(shou)的銅與(yu)門(men)靜(jing)脈側支(zhi)循環中的白蛋白結合(he),運至(zhi)肝臟進一(yi)步(bu)參與(yu)代謝。
銅(tong)(tong)(tong)(tong)主要通(tong)過膽汁(zhi)(zhi)排泄(xie),膽汁(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)含有(you)低分子(zi)和(he)高分子(zi)量的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)結(jie)(jie)合(he)(he)化(hua)合(he)(he)物,前者(zhe)多(duo)存(cun)在(zai)肝(gan)膽汁(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong),后(hou)者(zhe)則多(duo)在(zai)膽囊(nang)膽汁(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)。銅(tong)(tong)(tong)(tong)可以通(tong)過溶酶(mei)體的(de)(de)胞吐(tu)作用(yong)(yong)或(huo)ATP酶(mei)的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)轉(zhuan)移作用(yong)(yong)而進入膽汁(zhi)(zhi)內,膽汁(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)也可以是(shi)肝(gan)細胞溶酶(mei)體對存(cun)在(zai)于膽汁(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)(tong)(tong)結(jie)(jie)合(he)(he)蛋白分解的(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)。血漿中(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)(tong)(tong)大多(duo)與(yu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)藍蛋白結(jie)(jie)合(he)(he)或(huo)存(cun)在(zai)于腎(shen)細胞內,很少濾過腎(shen)小(xiao)球,正常情(qing)況(kuang)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)排泄(xie)、存(cun)儲和(he)銅(tong)(tong)(tong)(tong)藍蛋白合(he)(he)成失衡時會出現銅(tong)(tong)(tong)(tong)尿(niao)。
銅是人(ren)體(ti)健(jian)(jian)康不可(ke)缺(que)少的(de)(de)微量營養素,對于血液、中(zhong)樞神經和(he)(he)(he)免疫系(xi)統,頭(tou)發(fa)、皮(pi)膚和(he)(he)(he)骨骼(ge)組織以(yi)(yi)及腦子和(he)(he)(he)肝、心等內臟的(de)(de)發(fa)育和(he)(he)(he)功能有重要影響。銅主要從日(ri)常飲食(shi)中(zhong)攝入。世界(jie)衛生(sheng)組織建議,為了維持健(jian)(jian)康,成(cheng)人(ren)每公斤(jin)體(ti)重每天(tian)應攝入0.03毫克銅。孕婦(fu)和(he)(he)(he)嬰幼兒應加倍。缺(que)銅會引起各種疾病,可(ke)以(yi)(yi)服用含銅補(bu)劑和(he)(he)(he)藥丸來加以(yi)(yi)補(bu)充。
銅在人(ren)體(ti)內含量(liang)約100~150mg,血清銅正常(chang)值100~120μg/dl,是人(ren)體(ti)中含量(liang)位居第二的(de)必需微量(liang)元素(su)。含銅的(de)酶(mei)有(you)酪氨酸酶(mei)、單胺氧化(hua)酶(mei)、超氧化(hua)酶(mei)、超氧化(hua)物歧化(hua)酶(mei)、血銅藍蛋白等(deng)。銅對血紅蛋白的(de)形成起活(huo)化(hua)作用(yong),促進鐵(tie)的(de)吸收和利用(yong),在傳(chuan)遞電(dian)子、彈性蛋白的(de)合成、結締組織的(de)代謝、嘌呤代謝、磷脂(zhi)及神經組織形成方面(mian)有(you)重要意義。
銅缺乏可引起如下(xia)疾病:
1.貧血
一般最常(chang)見(jian)的(de)臨床表現為(wei)頭暈、乏力、易倦、耳鳴、眼花。皮膚(fu)黏膜及(ji)指(zhi)甲等顏色蒼白,體力活動后感覺氣促、心(xin)悸。嚴(yan)重貧血時,即(ji)使在休息(xi)時也出現氣短和(he)心(xin)悸,在心(xin)尖和(he)心(xin)底部可聽(ting)到(dao)柔和(he)的(de)收縮期(qi)雜音。
2.骨骼改變。
臨床(chuang)表(biao)現為骨質疏松,易發(fa)生骨折。
3.銅與冠心病。
4.銅與白癜風病(bing)。
5.女性(xing)不孕癥。
1.
缺銅會使神(shen)經系統的抑制(zhi)過(guo)程失調,使神(shen)經系統處于興奮狀態而導致失眠,久(jiu)(jiu)而久(jiu)(jiu)之可發(fa)生神(shen)經衰(shuai)弱。
人體缺銅可(ke)(ke)適量增加攝入含(han)銅較高的(de)食物,如口蘑、海米(mi)、紅(hong)茶(cha)、花茶(cha)、磚茶(cha)、榛(zhen)子(zi)、葵花子(zi)、芝麻醬、西(xi)瓜子(zi)、綠(lv)茶(cha)、核桃、黑胡椒、可(ke)(ke)可(ke)(ke)、肝、豆制品等(deng)。
銅離(li)子可(ke)以消毒殺菌(jun)、衛生防疫。例如(ru):可(ke)以殺滅(mie)易于在水中滋生的(de)大腸桿菌(jun)和痢疾等(deng)病(bing)菌(jun),清除水中傳播(bo)血吸蟲病(bing)的(de)蛞(kuo)蝓和螺等(deng)軟體動物,以及傳播(bo)瘧疾的(de)蚊子幼蟲等(deng)疾病(bing)攜帶體。它(ta)還可(ke)以應(ying)用在游(you)泳池內,防止(zhi)綠藻(zao)污染和通(tong)過(guo)地(di)板傳染足(zu)癬(xian)等(deng)等(deng)。
銅(tong)是人體(ti)內一種必需的微量元素(su),在(zai)人體(ti)的新陳代謝(xie)過程中起著重要的作用(yong)。
1.大(da)腦(nao)的(de)(de)(de)“益友”銅(tong)(tong)與鋅、鐵(tie)等一樣都(dou)是大(da)腦(nao)神經(jing)遞質的(de)(de)(de)重要成分。如果攝(she)取不(bu)足(zu)可致神經(jing)系統失調(diao),大(da)腦(nao)功能會發生障礙。銅(tong)(tong)缺乏(fa)將使(shi)腦(nao)細胞(bao)中的(de)(de)(de)色素氧化酶減(jian)少,活力(li)下降(jiang),從(cong)而(er)使(shi)記憶衰退、思維(wei)紊亂、反應遲(chi)鈍,甚(shen)至步態不(bu)穩、運(yun)動失常等。要有一副健康靈活的(de)(de)(de)大(da)腦(nao),是離不(bu)開銅(tong)(tong)元素這個益友的(de)(de)(de)。
2.心(xin)(xin)(xin)臟的“衛士 當人們將(jiang)心(xin)(xin)(xin)臟病(bing)的原(yuan)因單純歸咎于(yu)脂肪、高膽固醇飲食時,美國(guo)科學(xue)家提醒人們:絕對不(bu)可(ke)忽視(shi)銅(tong)元素(su)(su)的缺乏(fa)。銅(tong)元素(su)(su)在(zai)人體內參與多種(zhong)金(jin)屬酶的合成,其中(zhong)的氧化酶是構成心(xin)(xin)(xin)臟血管的基質膠(jiao)原(yuan)和彈性(xing)蛋(dan)白(bai)形成過程中(zhong)必(bi)不(bu)可(ke)少的物(wu)質,而膠(jiao)原(yuan)又(you)是將(jiang)心(xin)(xin)(xin)血管的肌細胞牢固地(di)連接起來的纖維成分,彈性(xing)蛋(dan)白(bai)則(ze)具有促使心(xin)(xin)(xin)臟和血管壁保持彈性(xing)之功能。因此,銅(tong)元素(su)(su)一旦缺乏(fa),此類酶的合成減少,心(xin)(xin)(xin)血管就無(wu)法維持正常的形態和功能,從(cong)而給冠心(xin)(xin)(xin)病(bing)入侵以可(ke)乘之機。
3.造血(xue)的(de)(de)“助手”眾所(suo)周知,鐵(tie)是人體造血(xue)的(de)(de)重要原(yuan)料(liao),但(dan)鐵(tie)元素(su)要成為(wei)紅血(xue)球(qiu)中(zhong)的(de)(de)一部分(fen),必須依靠銅(tong)(tong)元素(su)的(de)(de)幫忙。奧妙在于(yu)血(xue)紅蛋白中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)是三(san)價鐵(tie)離子(zi),而來源于(yu)食物中(zhong)的(de)(de)乃(nai)是二價鐵(tie)離子(zi),二價鐵(tie)離子(zi)要轉化成三(san)價鐵(tie)離子(zi),有賴于(yu)含銅(tong)(tong)的(de)(de)活性(xing)物質——血(xue)漿銅(tong)(tong)藍蛋白的(de)(de)氧化作(zuo)用。如果體內缺銅(tong)(tong),血(xue)漿銅(tong)(tong)藍蛋白的(de)(de)濃度勢必降低,從(cong)而導(dao)致鐵(tie)難以轉化而誘(you)發貧(pin)血(xue)癥。
4.助孕(yun)的(de)“新星”育齡(ling)女性要懷孕(yun)也(ye)(ye)離不開銅(tong)。據產(chan)科醫(yi)生研究,婦女缺(que)銅(tong)就難以受孕(yun),即(ji)使(shi)受孕(yun)也(ye)(ye)會因(yin)缺(que)銅(tong)而削弱羊膜(mo)的(de)厚度和韌性,導致羊膜(mo)早(zao)破,引起(qi)流產(chan)或胎兒(er)感染。故女性要想出一個(ge)健康聰明的(de)小(xiao)寶貝,也(ye)(ye)須借助銅(tong)元素的(de)一臂之力(li)。
5.抗衰老(lao)(lao)(lao)的(de)(de)(de)(de)“能手”人體的(de)(de)(de)(de)衰老(lao)(lao)(lao)是因為體內的(de)(de)(de)(de)自由基的(de)(de)(de)(de)代謝(xie)廢(fei)物(wu)起著相(xiang)當大的(de)(de)(de)(de)作用,又是多種(zhong)老(lao)(lao)(lao)年疾病的(de)(de)(de)(de)禍根(gen)。其(qi)中的(de)(de)(de)(de)羥自由基,毒性(xing)最(zui)強,不但會通過脂質(zhi)過氧化反(fan)應損害(hai)細(xi)胞膜,而且會破壞細(xi)胞核的(de)(de)(de)(de)遺傳物(wu)質(zhi),導致細(xi)胞死亡。此(ci)外,還可使許多重要(yao)酶的(de)(de)(de)(de)活性(xing)降(jiang)低甚至消失。研(yan)究表明,含銅(tong)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬硫蛋白、超氧化物(wu)歧化酶等具(ju)有(you)(you)較強的(de)(de)(de)(de)清掃此(ci)種(zhong)代謝(xie)廢(fei)物(wu)的(de)(de)(de)(de)功能,保(bao)護人體細(xi)胞不受(shou)其(qi)害(hai),可見銅(tong)元(yuan)素在抗衰老(lao)(lao)(lao)中有(you)(you)舉足輕重的(de)(de)(de)(de)地位(wei)。
即可(ke)收到良好(hao)的(de)效果(guo)。實驗證明,人體(ti)攝(she)入足夠的(de)銅,可(ke)在侵入人體(ti)的(de)流(liu)感(gan)病(bing)毒(du)(du)(du)(du)表面聚集(ji)較(jiao)多的(de)銅離子,從而(er)為(wei)維(wei)(wei)生(sheng)素(su)攻擊流(liu)感(gan)病(bing)毒(du)(du)(du)(du)提供有效的(de)“靶子”。維(wei)(wei)生(sheng)素(su)C與病(bing)毒(du)(du)(du)(du)表面的(de)銅離子發(fa)生(sheng)作用,構成一種可(ke)以分離的(de)含(han)有活性氧離子的(de)不穩定(ding)化(hua)合物,促使(shi)含(han)有蛋白質的(de)病(bing)毒(du)(du)(du)(du)表面發(fa)生(sheng)破裂,進而(er)置病(bing)毒(du)(du)(du)(du)于死地。為(wei)此,專家將維(wei)(wei)生(sheng)素(su)C與銅元素(su)稱(cheng)為(wei)一對防治流(liu)感(gan)的(de)最佳“搭檔”。
6.防治白發(fa)(fa)的“靈(ling)丹”人的頭發(fa)(fa)為(wei)何(he)早白?體內(nei)缺(que)銅是一個(ge)重(zhong)要原(yuan)因。缺(que)銅可使人體內(nei)的酪氨酸酶的形成(cheng)困難,導致酪氨酸轉(zhuan)變(bian)成(cheng)多(duo)(duo)巴(ba)的過程受阻。多(duo)(duo)巴(ba)為(wei)多(duo)(duo)巴(ba)胺的前(qian)體,而多(duo)(duo)巴(ba)胺又是黑色素(su)(su)的中間產物(wu),最終妨礙黑色素(su)(su)的合成(cheng),遂引起頭發(fa)(fa)變(bian)白。欲求黑發(fa)(fa)不衰,補足銅元素(su)(su)是有效的一招。
如何補銅呢(ni)?增加富含(han)銅元(yuan)素的(de)食物,如動物肝臟、蝦、豆類、鮮肉、果仁等(deng)。
銅(tong)(tong)是人體(ti)不(bu)(bu)可缺少的(de)微量(liang)元素。成人體(ti)內(nei)一般(ban)含銅(tong)(tong)70~100mg,平均每千克體(ti)重(zhong)含銅(tong)(tong)1.9~2.1mg。銅(tong)(tong)存在(zai)于人們的(de)所(suo)有(you)器官(guan)和(he)(he)組(zu)織中,通(tong)常與蛋白質或其他有(you)機物結合,而不(bu)(bu)以自(zi)由銅(tong)(tong)離子的(de)形式存在(zai)。肝臟是儲存銅(tong)(tong)的(de)倉(cang)庫,含銅(tong)(tong)量(liang)最(zui)高。腦和(he)(he)心臟也含有(you)較多的(de)銅(tong)(tong)。健康(kang)人血(xue)液中的(de)銅(tong)(tong)含量(liang)1.1~1.5mg/L,它隨著(zhu)年齡、運動和(he)(he)健康(kang)而發(fa)生(sheng)變化。
銅(tong)是(shi)機(ji)(ji)體(ti)內蛋白質和(he)酶的(de)重(zhong)要(yao)(yao)組(zu)分(fen),如(ru)銅(tong)藍蛋白、細胞色素、C氧化(hua)酶等。許多關(guan)鍵(jian)的(de)酶,需要(yao)(yao)鋼的(de)參(can)與和(he)活化(hua),對(dui)機(ji)(ji)體(ti)的(de)代(dai)謝(xie)(xie)過程產生(sheng)作用(yong),促進人體(ti)的(de)許多功能(neng)。這就是(shi)為什么(me)這么(me)微量的(de)銅(tong),會(hui)對(dui)生(sheng)命產生(sheng)至關(guan)重(zhong)要(yao)(yao)作用(yong)的(de)主要(yao)(yao)原(yuan)因。例如(ru):它有助(zhu)于提供機(ji)(ji)體(ti)生(sheng)物化(hua)學過程所需的(de)能(neng)量;幫助(zhu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)血(xue)液中的(de)血(xue)紅素,影(ying)響皮膚(fu)色素的(de)形(xing)(xing)(xing)成(cheng);促進在(zai)骨膠(jiao)原(yuan)及彈(dan)性蛋白中形(xing)(xing)(xing)成(cheng)交聯,保持(chi)和(he)恢復結締組(zu)織(zhi);參(can)與葡萄糖和(he)膽固醇的(de)代(dai)謝(xie)(xie)過程;影(ying)響頭發(fa)(fa)、皮膚(fu)、骨骼、大腦的(de)發(fa)(fa)育,以及心(xin)臟(zang)(zang)、肝臟(zang)(zang)、中樞神經和(he)免疫(yi)系統的(de)功能(neng)等。
此(ci)外,某些(xie)含銅(tong)(tong)的(de)藥劑(ji)有消(xiao)炎(yan)和治療(liao)關節(jie)炎(yan)的(de)作用(yong)(yong),并已在一些(xie)國家(jia)得到應(ying)用(yong)(yong)。長期以來人(ren)們得出這樣(yang)的(de)經驗,配戴銅(tong)(tong)具有治療(liao)關節(jie)炎(yan)的(de)作用(yong)(yong)。這可能(neng)是(shi)由于汗水溶(rong)解的(de)微量鋼經皮膚而被人(ren)體吸(xi)收的(de)結果。銅(tong)(tong)在放(fang)射科和治療(liao)痙攣、癲癇和痛風上的(de)應(ying)用(yong)(yong)也正在研究中。
缺銅(tong)有礙人體(ti)健康,長時間邊緣性缺銅(tong)的影響是(shi)潛(qian)移(yi)默化的。它會引起嬰幼(you)兒(er)發育不良(liang)。此外(wai),在我(wo)國以(yi)及印度、坦桑尼(ni)亞、南非等地發現(xian)了膝(xi)(xi)蓋彎曲(qu)的“膝(xi)(xi)外(wai)翻(fan)癥”,這是(shi)缺銅(tong)的一種(zhong)典型(xing)癥狀(zhuang)。分(fen)析表明(ming)畸(ji)形骨骼中的銅(tong)含量顯著(zhu)低于正常值。
值(zhi)得注意的(de)(de)(de)(de)是,最近(jin)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究發(fa)現,缺(que)(que)銅(tong)(tong)是增加(jia)冠心(xin)(xin)病(bing)發(fa)病(bing)率的(de)(de)(de)(de)一(yi)個因素!冠心(xin)(xin)病(bing)是由于(yu)血液中(zhong)過高的(de)(de)(de)(de)冠狀動(dong)脈管壁上沉積,造(zao)成堵塞(動(dong)脈粥樣(yang)硬化),從(cong)而引起(qi)心(xin)(xin)臟(zang)供血不足(zu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)種常(chang)見的(de)(de)(de)(de)心(xin)(xin)臟(zang)病(bing)。脂肪的(de)(de)(de)(de)代謝(xie)過程對銅(tong)(tong)很(hen)敏(min)感(gan)。對大鼠的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)表明,缺(que)(que)銅(tong)(tong)會(hui)顯著升高血漿膽(dan)固醇,改(gai)變膽(dan)固醇與脂蛋白(bai)的(de)(de)(de)(de)結合形式(shi),增加(jia)動(dong)脈粥樣(yang)硬化的(de)(de)(de)(de)危險。還(huan)發(fa)現缺(que)(que)銅(tong)(tong)會(hui)引起(qi)大鼠的(de)(de)(de)(de)心(xin)(xin)臟(zang)生理發(fa)生異常(chang),它與人類(lei)冠心(xin)(xin)病(bing)的(de)(de)(de)(de)某些病(bing)癥相似,這就更證(zheng)實了(le)缺(que)(que)銅(tong)(tong)與冠心(xin)(xin)病(bing)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)聯系(xi)。
銅對(dui)人體(ti)的潛在毒性很(hen)輕(qing),只(zhi)有(you)當攝(she)入量大大超過(guo)了(le)正常值時,方會引起胃腸紊亂(luan)等不良(liang)反應(ying)。研(yan)究結果表明(ming),當成年男子(zi)(zi)和女子(zi)(zi)每天攝(she)入量分別超過(guo)12mg和10mg時,會對(dui)人體(ti)生(sheng)物化學(xue)過(guo)程產(chan)生(sheng)輕(qing)微的影響。
鑒于銅(tong)的(de)(de)(de)潛在(zai)毒性較低,相(xiang)反(fan)地(di)它卻是人體健(jian)康不可缺(que)少的(de)(de)(de)元素(su),世界衛生組織的(de)(de)(de)專家(jia)組已作出結論,缺(que)銅(tong)的(de)(de)(de)危害遠比銅(tong)的(de)(de)(de)毒性大得多(duo)。除了某些(xie)罕見(jian)的(de)(de)(de)遺傳外,人們主要防止(zhi)的(de)(de)(de)是缺(que)銅(tong)。要充分保證膳食(shi)中有足夠的(de)(de)(de)銅(tong),以滿足身體的(de)(de)(de)需要。對(dui)歐美發達國家(jia)膳食(shi)結構中含銅(tong)量的(de)(de)(de)調(diao)查結果,已為防止(zhi)缺(que)銅(tong)敲起了警(jing)鐘。實際上(shang),許多(duo)人已在(zai)服用含銅(tong)片劑來補充營養。
哪些人應特別注(zhu)意對(dui)銅的攝(she)入:
①孕(yun)婦、嬰(ying)兒和兒童
他(她(ta))們需要攝(she)入(ru)較多的(de)銅。保持(chi)體內(nei)鋼的(de)平衡是決(jue)定胎兒和嬰(ying)兒成長快慢的(de)一個主(zhu)要因素(su),應特別(bie)關注(zhu)。
②膳食不正(zheng)常(chang)的(de)人群(qun)
貧困(kun)地區(qu)營養不(bu)良的居(ju)民,生活難以自理(主要是老年(nian)人(ren)(ren)和(he)殘疾人(ren)(ren))或有偏(pian)食(shi)習慣的人(ren)(ren)群,他們的膳食(shi)結(jie)構(gou)往往不(bu)合(he)理容易(yi)由于缺銅而(er)影(ying)響(xiang)健康。
③某些病人
慢性(xing)肝炎的(de)患者(zhe),定(ding)期接受血液透析以及長期依賴輸液代替(ti)或補(bu)充進食(shi)的(de)病(bing)人,應對他們的(de)銅(tong)攝(she)入量(liang)進行監(jian)測。此外(wai),某些(xie)患有(you)代謝(xie)異常(chang)的(de)病(bing)人也應該注意缺銅(tong)的(de)潛在影響。
④嚴重(zhong)銅代(dai)謝(xie)異(yi)常(chang)的(de)遺傳病(bing)人
在人的(de)血(xue)(xue)液中(zhong),銅(tong)是鐵的(de)“助(zhu)手”。銅(tong)的(de)吸收(shou)部(bu)(bu)位主(zhu)要是胃和小(xiao)腸上部(bu)(bu)。銅(tong)在腸中(zhong)被吸收(shou)后進人血(xue)(xue)液中(zhong),80%的(de)結(jie)合成(cheng)血(xue)(xue)漿銅(tong)藍蛋(dan)白(bai)。銅(tong)在血(xue)(xue)紅蛋(dan)白(bai)形成(cheng)中(zhong)的(de)作用(yong),一般認為是促進對腸道鐵(鐵食品(pin))的(de)吸收(shou)和從肝及網狀內(nei)皮(pi)系統的(de)貯藏中(zhong)使它釋放出(chu)來,故銅(tong)對于血(xue)(xue)紅蛋(dan)白(bai)的(de)形成(cheng)起著重要作用(yong)。
從食(shi)品(pin)(pin)(pin)商品(pin)(pin)(pin)化(hua)的角度來(lai)看(kan),少量(liang)的銅對產品(pin)(pin)(pin)質量(liang)的影響主要是在食(shi)油(you)(油(you)食(shi)品(pin)(pin)(pin))及含不(bu)(bu)飽和(he)脂肪(fang)的食(shi)品(pin)(pin)(pin)中,銅離(li)子實際上起(qi)(qi)著催化(hua)劑的作用,造成食(shi)品(pin)(pin)(pin)酸敗、變色和(he)其(qi)他一些(xie)反應(ying)。這些(xie)影響盡(jin)管(guan)使產品(pin)(pin)(pin)在外觀(guan)上不(bu)(bu)受人歡迎,但(dan)通常并不(bu)(bu)會引起(qi)(qi)中毒和(he)降低食(shi)品(pin)(pin)(pin)的營養價值。
食物中銅的豐富來源有口蘑、海(hai)米(mi)、紅(hong)茶(cha)(cha)、花(hua)茶(cha)(cha)、磚茶(cha)(cha)、榛子(zi)(zi)(zi)、葵(kui)花(hua)子(zi)(zi)(zi)、芝(zhi)麻醬、西瓜(gua)子(zi)(zi)(zi)、綠茶(cha)(cha)、核桃、黑胡椒(jiao)、可可、肝(gan)等。
良好來源有蟹(xie)肉、蠶豆(dou)(dou)、蘑菇(gu)(gu)(鮮)、青豆(dou)(dou)、小茴香、黑芝麻、大(da)豆(dou)(dou)制品(pin)、松子、龍蝦、綠(lv)豆(dou)(dou)、花生米、黃豆(dou)(dou)、土豆(dou)(dou)粉(fen)、紫菜(cai)、蓮子、蕓豆(dou)(dou)、香菇(gu)(gu)(香菇(gu)(gu)食品(pin))、毛豆(dou)(dou)、面筋、果丹皮、茴香、豌豆(dou)(dou)、黃醬、金鐵菜(cai)、燕麥片、栗子、堅果、黃豆(dou)(dou)粉(fen)和(he)小麥胚芽。