銅(Cuprum)是(shi)(shi)一種(zhong)金(jin)(jin)屬元素,也(ye)是(shi)(shi)一種(zhong)過(guo)渡元素,化(hua)學(xue)符(fu)號(hao)Cu,英(ying)文copper,原子序數(shu)(shu)29。純銅是(shi)(shi)柔軟(ruan)的(de)金(jin)(jin)屬,表面剛(gang)切開時為紅橙色帶(dai)金(jin)(jin)屬光(guang)澤,單質呈(cheng)紫(zi)紅色。延展性好,導熱性和(he)導電(dian)性高(gao),因(yin)此(ci)(ci)在電(dian)纜和(he)電(dian)氣、電(dian)子元件是(shi)(shi)最(zui)常用的(de)材(cai)料,也(ye)可用作建筑(zhu)材(cai)料,可以組成眾(zhong)多種(zhong)合(he)金(jin)(jin)。銅合(he)金(jin)(jin)機(ji)械(xie)性能優異,電(dian)阻率(lv)很低,其中最(zui)重要的(de)數(shu)(shu)青(qing)銅和(he)黃(huang)銅。此(ci)(ci)外,銅也(ye)是(shi)(shi)耐用的(de)金(jin)(jin)屬,可以多次回收而無損其機(ji)械(xie)性能。
二價銅(tong)(tong)鹽是(shi)最常見(jian)的銅(tong)(tong)化合物,其水合離子常呈(cheng)藍色(se)(se),而氯做配體則顯綠色(se)(se),是(shi)藍銅(tong)(tong)礦(kuang)和綠松石等礦(kuang)物顏色(se)(se)的來源(yuan),歷史(shi)上曾廣泛(fan)用作顏料(liao)。銅(tong)(tong)質建筑結(jie)構受腐蝕后會產(chan)生銅(tong)(tong)綠(堿式碳酸銅(tong)(tong))。裝飾藝術主(zhu)要使用金屬銅(tong)(tong)和含銅(tong)(tong)的顏料(liao)。
銅(tong)(tong)是(shi)人類最早(zao)(zao)使用(yong)的(de)金(jin)屬之一(yi)。早(zao)(zao)在(zai)(zai)史前時代,人們就(jiu)開始采掘露天銅(tong)(tong)礦(kuang),并(bing)用(yong)獲取(qu)的(de)銅(tong)(tong)制(zhi)造武器(qi)、工具和其他(ta)器(qi)皿,銅(tong)(tong)的(de)使用(yong)對早(zao)(zao)期(qi)人類文明的(de)進(jin)步(bu)影響深遠。銅(tong)(tong)是(shi)一(yi)種(zhong)存在(zai)(zai)于地(di)(di)殼和海(hai)洋中的(de)金(jin)屬。銅(tong)(tong)在(zai)(zai)地(di)(di)殼中的(de)含(han)量約為0.01%,在(zai)(zai)個別(bie)銅(tong)(tong)礦(kuang)床中,銅(tong)(tong)的(de)含(han)量可以(yi)達到3%~5%。自然界中的(de)銅(tong)(tong),多(duo)數以(yi)化合(he)物即銅(tong)(tong)礦(kuang)石存在(zai)(zai)。
銅的活動(dong)性(xing)較弱(ruo),鐵單(dan)(dan)質(zhi)與硫酸(suan)銅反(fan)應(ying)可以(yi)置(zhi)換出(chu)銅單(dan)(dan)質(zhi)。銅單(dan)(dan)質(zhi)不溶于非氧化性(xing)酸(suan)。
人類使用銅(tong)及(ji)其合金(jin)已(yi)有數(shu)千年歷史。古羅(luo)馬(ma)時期(qi)銅(tong)的(de)主要開采地(di)是(shi)塞(sai)浦路斯,因(yin)此最初(chu)得名cyprium(意為塞(sai)浦路斯的(de)金(jin)屬),后來(lai)變為cuprum,這是(shi)其英語(copper)、法(fa)語(cuivre)和德語(Kupfer)的(de)來(lai)源。
銅(tong)是人類(lei)最(zui)早使用的(de)金屬之(zhi)一。早在史前時代,人們(men)就開(kai)始(shi)采掘露天銅(tong)礦(kuang),并用獲取(qu)的(de)銅(tong)制造武器、式(shi)具(ju)和其他器皿,銅(tong)的(de)使用對(dui)早期人類(lei)文明的(de)進步影(ying)響(xiang)深遠。
中(zhong)(zhong)國使用(yong)銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)歷史(shi)年(nian)(nian)代(dai)久遠。大約(yue)在(zai)(zai)六七千年(nian)(nian)以前中(zhong)(zhong)國人的(de)(de)(de)祖(zu)先就發現(xian)并(bing)開(kai)始使用(yong)銅(tong)(tong)。1973年(nian)(nian)陜西臨潼姜(jiang)寨遺(yi)址曾(ceng)出土一(yi)件半圓形殘銅(tong)(tong)片,經鑒定為黃(huang)銅(tong)(tong)。1975年(nian)(nian)甘(gan)肅東鄉林家馬家窯文化遺(yi)址(約(yue)公元前3000左(zuo)右(you))出土一(yi)件青(qing)銅(tong)(tong)刀,這是目前在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)國發現(xian)的(de)(de)(de)最早的(de)(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)(qi),是中(zhong)(zhong)國進入青(qing)銅(tong)(tong)時(shi)代(dai)的(de)(de)(de)證(zheng)明。相(xiang)對西亞、南亞及北非于距今約(yue)6500年(nian)(nian)前先后(hou)進入青(qing)銅(tong)(tong)時(shi)代(dai)而(er)言,中(zhong)(zhong)國青(qing)銅(tong)(tong)時(shi)代(dai)的(de)(de)(de)到(dao)來較晚。中(zhong)(zhong)國存(cun)在(zai)(zai)一(yi)個(ge)銅(tong)(tong)器(qi)(qi)與石器(qi)(qi)并(bing)用(yong)時(shi)代(dai),年(nian)(nian)代(dai)距今約(yue)為5500~4500年(nian)(nian)。中(zhong)(zhong)國在(zai)(zai)此基礎上發明青(qing)銅(tong)(tong)合金(jin),與世界(jie)青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)(qi)發展模式相(xiang)同。
“國(guo)之(zhi)大(da)事(shi),在祀(si)及(ji)戎。”對于(yu)中國(guo)先秦中原各國(guo)而言,最大(da)的(de)事(shi)情莫(mo)過于(yu)祭(ji)祀(si)和(he)對外戰爭。作為代(dai)表當時最先進的(de)金屬冶煉、鑄造技(ji)術的(de)青銅(tong),也主要用(yong)(yong)在祭(ji)祀(si)禮儀和(he)戰爭上(shang)。夏、商、周三(san)代(dai)所發(fa)現(xian)的(de)青銅(tong)器(qi)(qi),其功(gong)能(用(yong)(yong))均為禮儀用(yong)(yong)具(ju)和(he)武(wu)器(qi)(qi)以及(ji)圍繞二(er)者的(de)附屬用(yong)(yong)具(ju),這一(yi)點與世界各國(guo)青銅(tong)器(qi)(qi)有(you)區別,形成了(le)具(ju)有(you)中國(guo)傳統特色的(de)青銅(tong)器(qi)(qi)文化體系(xi)。
一般把中國(guo)(guo)青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)文化(hua)的(de)發展劃分(fen)為(wei)三大階段,即形成(cheng)期(qi)(qi)(qi)(qi)、鼎盛時(shi)(shi)(shi)(shi)期(qi)(qi)(qi)(qi)和轉變期(qi)(qi)(qi)(qi)。形成(cheng)期(qi)(qi)(qi)(qi)是指龍山時(shi)(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai),距今4500~4000年(nian);鼎盛期(qi)(qi)(qi)(qi)即中國(guo)(guo)青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)時(shi)(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai),時(shi)(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)包括夏、商、西周、春秋及戰(zhan)國(guo)(guo)早期(qi)(qi)(qi)(qi),延續時(shi)(shi)(shi)(shi)間約一千(qian)六百余年(nian),也(ye)就是中國(guo)(guo)傳統體(ti)系的(de)青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)文化(hua)時(shi)(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai);轉變時(shi)(shi)(shi)(shi)期(qi)(qi)(qi)(qi)指戰(zhan)國(guo)(guo)末期(qi)(qi)(qi)(qi)~秦漢時(shi)(shi)(shi)(shi)期(qi)(qi)(qi)(qi),青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)已逐(zhu)步被鐵(tie)器(qi)(qi)(qi)(qi)取代(dai)(dai),不僅(jin)數量上大減(jian),而且也(ye)由原來禮(li)樂兵器(qi)(qi)(qi)(qi)及使用(yong)(yong)在禮(li)儀祭祀,戰(zhan)爭活動等(deng)(deng)等(deng)(deng)重要場合(he)變成(cheng)日常用(yong)(yong)具,其相應(ying)的(de)器(qi)(qi)(qi)(qi)別種類、構造特征、裝飾藝術也(ye)發生了轉折性的(de)變化(hua)。
距今(jin)4500~4000年龍山時代,相當于堯舜(shun)禹傳說時代。古文(wen)獻(xian)上記載當時人們(men)已開始冶鑄青銅器(qi)(qi)。黃河、長江中(zhong)下(xia)游地區(qu)的龍山時代遺(yi)址(zhi)里,經考古發(fa)掘,在幾十處遺(yi)址(zhi)里發(fa)現(xian)了(le)青銅器(qi)(qi)制品。從現(xian)有(you)的材料(liao)來看,形成期(qi)的銅器(qi)(qi)有(you)以下(xia)特點:
1、紅(hong)銅(tong)(tong)與青銅(tong)(tong)器并(bing)存,并(bing)出(chu)(chu)現黃銅(tong)(tong)。甘(gan)肅(su)省(sheng)東(dong)鄉林家遺址(zhi),出(chu)(chu)土(tu)(tu)(tu)一(yi)件(jian)范鑄的(de)(de)(de)青銅(tong)(tong)刀;河(he)北(bei)省(sheng)唐山(shan)(shan)大城山(shan)(shan)遺址(zhi)發現兩(liang)(liang)件(jian)帶孔(kong)紅(hong)銅(tong)(tong)牌飾;河(he)南省(sheng)登封王城崗龍山(shan)(shan)城內出(chu)(chu)土(tu)(tu)(tu)一(yi)件(jian)含錫7%的(de)(de)(de)青銅(tong)(tong)容器殘(can)片;山(shan)(shan)西(xi)省(sheng)襄汾陶寺墓(mu)地內出(chu)(chu)土(tu)(tu)(tu)一(yi)件(jian)完整銅(tong)(tong)鈴,系紅(hong)銅(tong)(tong);山(shan)(shan)東(dong)膠縣三里河(he)遺址(zhi)出(chu)(chu)土(tu)(tu)(tu)兩(liang)(liang)件(jian)黃銅(tong)(tong)錐(zhui);山(shan)(shan)東(dong)省(sheng)棲霞楊家圈出(chu)(chu)土(tu)(tu)(tu)黃銅(tong)(tong)殘(can)片。發現銅(tong)(tong)質(zhi)制品數量最(zui)多(duo)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)甘(gan)肅(su)、青海、寧夏一(yi)帶的(de)(de)(de)齊家文化,有好幾處墓(mu)地出(chu)(chu)土(tu)(tu)(tu)刀、錐(zhui)、鉆、環和銅(tong)(tong)鏡,有些(xie)是(shi)(shi)青銅(tong)(tong),有些(xie)是(shi)(shi)紅(hong)銅(tong)(tong)。制作技術方面,有的(de)(de)(de)是(shi)(shi)鍛打(da)的(de)(de)(de),有的(de)(de)(de)是(shi)(shi)用范鑄造(zao)的(de)(de)(de),比較先進(jin)。
2、青銅(tong)器(qi)品種較(jiao)少,多屬(shu)(shu)于日常工具和生活類(lei),如刀、錐、鉆(zhan)、環、銅(tong)鏡、裝(zhuang)飾品等。但是應當承認當時人(ren)們已(yi)能(neng)夠制造(zao)容器(qi)。此外,在龍山文化中常見紅色或黃色陶鬶(gui),且(qie)流口,腹襠(dang)部常有模仿的(de)金屬(shu)(shu)鉚釘,如果認為(wei)這時的(de)銅(tong)鬶(gui)容器(qi)與(yu)夏商銅(tong)鬶(gui),爵、斝容器(qi)功能(neng)一樣的(de)話,當時的(de)青銅(tong)器(qi)已(yi)經在或開始轉(zhuan)向禮器(qi)了。
3、一般(ban)小遺址也(ye)出土銅(tong)制(zhi)品,一般(ban)居民也(ye)擁青銅(tong)制(zhi)品。此(ci)外,這個時期的青銅(tong)制(zhi)品多樸實無(wu)飾(shi),就是(shi)有紋飾(shi)的銅(tong)鏡也(ye)僅為星條紋、三角紋等等的幾何文飾(shi),絕(jue)無(wu)三代青銅(tong)器紋飾(shi)的神(shen)秘感。
鼎盛期(qi)即中(zhong)(zhong)國青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)(qi)時(shi)代(dai),包括(kuo)夏、商、西周、春秋(qiu)及戰國早期(qi),延(yan)續時(shi)間(jian)約一千六百余年(nian)。這(zhe)(zhe)個時(shi)期(qi)的青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)(qi)主要分為禮(li)(li)(li)樂(le)(le)器(qi)(qi)、兵器(qi)(qi)及雜器(qi)(qi)。樂(le)(le)器(qi)(qi)也主要用(yong)在宗廟祭(ji)祀活動(dong)中(zhong)(zhong)。禮(li)(li)(li)器(qi)(qi)是(shi)古代(dai)繁文縟節(jie)的禮(li)(li)(li)儀中(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)的,或(huo)陳于(yu)廟堂(tang),或(huo)用(yong)于(yu)宴飲(yin)、盥洗(xi),還有一些是(shi)專門做殉葬的明器(qi)(qi)。青(qing)銅(tong)(tong)禮(li)(li)(li)器(qi)(qi)帶有一定的神(shen)圣性,是(shi)不能在一般生(sheng)活場合(he)使(shi)用(yong)的。所(suo)有青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)(qi)中(zhong)(zhong),禮(li)(li)(li)器(qi)(qi)數量最(zui)多,制(zhi)作(zuo)也最(zui)精美。禮(li)(li)(li)樂(le)(le)器(qi)(qi)可以代(dai)表(biao)中(zhong)(zhong)國青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)(qi)制(zhi)作(zuo)工(gong)藝的最(zui)高水(shui)平。禮(li)(li)(li)器(qi)(qi)種類包括(kuo)烹炊器(qi)(qi)、食器(qi)(qi)、酒器(qi)(qi)、水(shui)器(qi)(qi)和神(shen)像類。這(zhe)(zhe)一時(shi)期(qi)的青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)(qi)裝飾(shi)最(zui)為精美,文飾(shi)種類也較多。
青銅器(qi)(qi)最常見花(hua)紋(wen)之一,是饕(tao)餮(tie)(tie)(tie)紋(wen),也叫獸面(mian)紋(wen)。這(zhe)種紋(wen)飾(shi)(shi)最早出(chu)現在距今(jin)五千年前長(chang)江(jiang)下游地區的(de)(de)良渚文化(hua)玉器(qi)(qi)上,山(shan)東龍(long)(long)山(shan)文化(hua)繼承(cheng)了這(zhe)種紋(wen)飾(shi)(shi)。饕(tao)餮(tie)(tie)(tie)紋(wen),本身(shen)(shen)就有(you)(you)濃(nong)厚的(de)(de)神(shen)秘色彩。《呂(lv)氏(shi)春秋·先識(shi)》篇(pian)內(nei)云:“周鼎著饕(tao)餮(tie)(tie)(tie),有(you)(you)首無(wu)身(shen)(shen),食人未咽,害及其身(shen)(shen)。”故此,一般把這(zhe)種獸面(mian)紋(wen)稱(cheng)之為饕(tao)餮(tie)(tie)(tie)紋(wen)。饕(tao)餮(tie)(tie)(tie)紋(wen)在二里頭(tou)夏(xia)文化(hua)中青銅器(qi)(qi)上已有(you)(you)了。商周兩(liang)(liang)代的(de)(de)饕(tao)餮(tie)(tie)(tie)紋(wen)類(lei)型很多,有(you)(you)的(de)(de)像(xiang)(xiang)龍(long)(long)、像(xiang)(xiang)虎(hu)、像(xiang)(xiang)牛、像(xiang)(xiang)羊、像(xiang)(xiang)鹿;還(huan)有(you)(you)像(xiang)(xiang)鳥、像(xiang)(xiang)鳳、像(xiang)(xiang)人的(de)(de)。西周時代,青銅器(qi)(qi)紋(wen)飾(shi)(shi)的(de)(de)神(shen)秘色彩逐漸減退。龍(long)(long)和鳳,仍然是許多青銅器(qi)(qi)花(hua)紋(wen)的(de)(de)母(mu)題(ti)。可以說(shuo)許多圖案化(hua)的(de)(de)花(hua)紋(wen),實(shi)際是從龍(long)(long)蛇、鳳鳥兩(liang)(liang)大類(lei)紋(wen)飾(shi)(shi)衍變(bian)而來的(de)(de)。
蟬(chan)(chan)紋(wen)(wen),是(shi)商代(dai)、西周(zhou)常見的(de)(de)(de)花(hua)紋(wen)(wen),到了(le)春秋(qiu),還(huan)有(you)變形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)蟬(chan)(chan)紋(wen)(wen)。春秋(qiu)時代(dai),螭(chi)龍紋(wen)(wen)盛行,逐(zhu)漸占據了(le)統治地位,把其他花(hua)紋(wen)(wen)差不(bu)多(duo)都(dou)擠掉了(le)。中國青銅(tong)(tong)器還(huan)有(you)一特點,就是(shi)迄今為(wei)止沒有(you)發現過任何肖像(xiang)。不(bu)少的(de)(de)(de)青銅(tong)(tong)器用人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)面(mian)(mian)形(xing)(xing)(xing)(xing)作為(wei)裝(zhuang)飾(shi)品,如人(ren)(ren)(ren)(ren)面(mian)(mian)方鼎、人(ren)(ren)(ren)(ren)面(mian)(mian)鉞等,但這(zhe)些(xie)人(ren)(ren)(ren)(ren)面(mian)(mian)都(dou)不(bu)是(shi)什么特定人(ren)(ren)(ren)(ren)物(wu)的(de)(de)(de)面(mian)(mian)容(rong)。更多(duo)的(de)(de)(de)器物(wu)是(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)整體形(xing)(xing)(xing)(xing)象,如人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)燈或器座;或者以(yi)人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)整體作為(wei)器物(wu)的(de)(de)(de)一部(bu)分(fen)(fen),如鐘架有(you)佩(pei)劍人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)(xing)舉手托住橫梁,銅(tong)(tong)盤下有(you)幾個人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)(xing)器足之類,這(zhe)些(xie)人(ren)(ren)(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)部(bu)分(fen)(fen)是(shi)男女(nv)侍從的(de)(de)(de)裝(zhuang)束,而且也不(bu)是(shi)特定婢奴的(de)(de)(de)肖像(xiang)。四川廣漢三星堆出土的(de)(de)(de)立體像(xiang)、人(ren)(ren)(ren)(ren)頭像(xiang),大(da)小均(jun)超過正(zheng)常人(ren)(ren)(ren)(ren),均(jun)長(chang)耳突目,高鼻(bi)闊口,富于神秘色(se)彩,應(ying)是(shi)神話(hua)人(ren)(ren)(ren)(ren)物(wu)。
商(shang)周青(qing)銅器中數(shu)以萬計的(de)銅器留有銘文(wen),這些文(wen)字(zi),一般叫金文(wen)。對(dui)于(yu)歷(li)史(shi)學者(zhe)而言(yan)起著證史(shi)、補史(shi)的(de)作用。
中(zhong)國(guo)青銅器的(de)(de)銘文,文字以鑄成者為多。凹(ao)入的(de)(de)字樣,稱為陰文,少數文字凸起,稱陽文。商代和西周,可(ke)以說銘文都是鑄成的(de)(de),只(zhi)有極個(ge)別用鋒(feng)利的(de)(de)工具刻字的(de)(de)例子。
西周晚期,開始(shi)出現完全是(shi)刻成的(de)銘文。戰(zhan)國中期,大多數銘文已經(jing)是(shi)刻制的(de),連(lian)河北(bei)省平山(shan)中山(shan)王(wang)漢墓的(de)三件極為典重(zhong)的(de)禮(li)器,都(dou)是(shi)契刻而成,其刀(dao)法異常圓(yuan)熟,有很高的(de)藝術價值(zhi)。
中國古(gu)(gu)代(dai)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)器的(de)(de)另一(yi)個(ge)突出特征是制作(zuo)工(gong)藝的(de)(de)精(jing)巧(qiao)絕倫(lun),顯示出古(gu)(gu)代(dai)匠師(shi)們巧(qiao)奪天工(gong)的(de)(de)創造(zao)才能。用陶質(zhi)的(de)(de)復合范(fan)澆鑄(zhu)(zhu)制作(zuo)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)器的(de)(de)和范(fan)法(fa),在中國古(gu)(gu)代(dai)得(de)到(dao)充分的(de)(de)發展。陶范(fan)的(de)(de)選料塑模翻范(fan),花紋刻制均極為(wei)考(kao)究,渾鑄(zhu)(zhu)、分鑄(zhu)(zhu)、鑄(zhu)(zhu)接(jie)、疊(die)鑄(zhu)(zhu)技(ji)術(shu)非常成(cheng)熟。隨(sui)后發展出來無須分鑄(zhu)(zhu)的(de)(de)失(shi)蠟法(fa)工(gong)藝技(ji)術(shu),無疑是青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)鑄(zhu)(zhu)造(zao)工(gong)藝的(de)(de)一(yi)大進步(bu)。古(gu)(gu)人認(ren)為(wei)青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)器極其牢固,銘(ming)文可(ke)以流(liu)傳不朽,因(yin)此(ci)要長期流(liu)傳的(de)(de)事項必(bi)須鑄(zhu)(zhu)在青(qing)(qing)(qing)銅(tong)(tong)物之上。因(yin)此(ci),銘(ming)文已成(cheng)為(wei)今天研(yan)究古(gu)(gu)代(dai)歷史的(de)(de)重要材(cai)料。
在青銅(tong)器(qi)上(shang)加(jia)以(yi)鑲(xiang)嵌(qian)以(yi)增(zeng)加(jia)美(mei)觀,這(zhe)種技術很早就出(chu)現了。鑲(xiang)嵌(qian)的材(cai)料,第一種是綠松石,這(zhe)種綠色(se)的寶(bao)石,至今仍應用在首飾上(shang)。第二(er)種是玉,有玉援戈,玉葉(xie)的矛,玉刃(ren)的斧鉞等。第三種隕(yun)鐵(tie),如鐵(tie)刃(ren)銅(tong)鉞,鐵(tie)援銅(tong)刃(ren),經(jing)鑒定,鐵(tie)刃(ren)均為碩鐵(tie)。第四種是嵌(qian)紅銅(tong),用紅銅(tong)來組成獸形(xing)花紋。春秋戰國時也有用金、銀來鑲(xiang)嵌(qian)裝飾的青銅(tong)器(qi)。
東周時(shi)代,冶鑄技(ji)(ji)術發展(zhan)較高,出現了制造(zao)青(qing)銅器的(de)(de)技(ji)(ji)術總結性文(wen)獻《考(kao)工記》。書中對制作鐘(zhong)鼎、斧斤、弋戟等各種(zhong)器物(wu)所用(yong)青(qing)銅中銅錫的(de)(de)比例做了詳(xiang)細(xi)的(de)(de)規定(ding)。由于戰爭頻繁,兵(bing)器鑄造(zao)得到(dao)了迅速(su)發展(zhan)。特別是吳、越的(de)(de)寶劍,異(yi)常(chang)(chang)鋒利,名聞天下,出現了一些著名的(de)(de)鑄劍的(de)(de)匠(jiang)師,如干將,歐冶子等人。有的(de)(de)寶劍雖已在(zai)地下埋藏兩千多年,但仍然(ran)可以切開成(cheng)疊的(de)(de)紙(zhi)張。越王勾踐劍等一些劍,其(qi)表面經過一定(ding)的(de)(de)化學(xue)處理(li),形(xing)成(cheng)防(fang)銹的(de)(de)菱形(xing)、鱗片(pian)形(xing)或火焰(yan)形(xing)的(de)(de)花紋(wen),異(yi)常(chang)(chang)華麗(li)。
轉變時期一般(ban)指戰(zhan)國(guo)末(mo)(mo)年至秦漢(han)末(mo)(mo)年這一時期。經過幾百年的(de)(de)(de)兼并(bing)戰(zhan)爭及以(yi)富國(guo)、強(qiang)兵為目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)政治、經濟、文(wen)化改革(ge),以(yi)郡(jun)縣制(zhi)取(qu)代(dai)分封(feng)制(zhi),具有中央集權性質的(de)(de)(de)封(feng)建社會最終建立(li),傳(chuan)統的(de)(de)(de)禮儀(yi)制(zhi)度已(yi)徹底瓦(wa)解,鐵(tie)制(zhi)品已(yi)廣泛使用。社會各領域均(jun)發生了翻天覆地的(de)(de)(de)變化。
青(qing)銅器(qi)(qi)(qi)在社會生活中的(de)地(di)位逐漸下(xia)降,器(qi)(qi)(qi)物大(da)多日用(yong)化,但(dan)是(shi)(shi)具體(ti)到(dao)(dao)某些青(qing)銅器(qi)(qi)(qi),精美的(de)作(zuo)品(pin)還是(shi)(shi)不少的(de)。如在陜西臨潼秦始皇陵掘獲的(de)兩乘(cheng)(cheng)(cheng)銅車馬(ma)。第一乘(cheng)(cheng)(cheng)駕四(si)馬(ma),車上有棚,御者為坐狀。這兩乘(cheng)(cheng)(cheng)車馬(ma)均為青(qing)銅器(qi)(qi)(qi)鑄件(jian)構成,大(da)小(xiao)與實際合(he)乎比例,極其精巧(qiao)。車馬(ma)上還有不少金銀飾件(jian),通(tong)體(ti)施以彩繪。第二(er)乘(cheng)(cheng)(cheng)馬(ma),長3.17、高1.06米,可以說是(shi)(shi)迄今發(fa)掘到(dao)(dao)的(de)形制(zhi)巨大(da)、結(jie)構又最(zui)復雜(za)的(de)青(qing)銅器(qi)(qi)(qi)。
到了東(dong)漢末年(nian),陶瓷器(qi)(qi)得到較大發展,在(zai)社會(hui)生(sheng)活中的作用(yong)(yong)日(ri)益重要,從而(er)把(ba)日(ri)用(yong)(yong)青銅(tong)器(qi)(qi)皿進一步從生(sheng)活中排擠(ji)出去(qu)。至于兵器(qi)(qi),工具等方面,這時(shi)(shi)鐵(tie)器(qi)(qi)早已占(zhan)了主(zhu)導地位。隋唐時(shi)(shi)期的銅(tong)器(qi)(qi)主(zhu)要是各(ge)類精美(mei)的銅(tong)鏡(jing),一般均有(you)各(ge)種銘文。自(zi)此以(yi)后,青銅(tong)器(qi)(qi)除了銅(tong)鏡(jing)外,可以(yi)說不再有(you)什么發展了。
外觀 銅呈(cheng)紫紅色光澤的金屬
密(mi)度(du) 8.92克/立方(fang)厘(li)米
熔點 1083.4℃
沸點 2567℃
延展性 很好
導熱和(he)導電性能 較好(hao)
磁性 抗磁性
晶體(ti)類型 面心立方(fang)結構
電阻率 1.75×10-8Ω·m
聲速(室溫) 3810(m/s)
楊氏(shi)模量 110-128GPa
剪切(qie)模量 48GPa
泊松比 0.34
莫氏硬度 3
維氏硬(ying)度 343–369MPa
布氏硬(ying)度(du) 235–878MPa
固態密度 8.960g/cm3
熔融液態密(mi)度 8.920g/cm3
比(bi)熱容 24.440J/(mol·K)
汽(qi)化熱 300.4kJ/mol
融化熱 13.26kJ/mol
熱導率 401W/(m.K)
膨脹系數 (25°C)16.5μm/(m·K)
化(hua)合價(jia) 通常為+2,也有+1(3價(jia)銅(tong)僅在(zai)少數不穩定的化(hua)合物中出(chu)現,例(li)如銅(tong)酸鉀KCuO2)
在地殼中的含量(ppm) 50
在(zai)太陽中的含量(ppm) 0.7
電離(li)能 7.726電子伏特
焰色為 綠色
原子大小與結構
電(dian)子層 K-L-M-N
電(dian)子層分布(bu) 2-8-18-1
電子排布(bu)式(shi) 1s22s22p63s23p63d104s1
原子半徑 128pm
范(fan)德華(hua)半徑 140pm
與氧氣的反應
銅是不太活潑(po)的(de)重金屬,在(zai)常溫下不與(yu)干燥空氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)化合,加熱時能產生黑色(se)的(de)氧(yang)化銅:
如果繼續在很(hen)高(gao)溫度下燃燒,就(jiu)生成紅色的Cu2O:
與空(kong)氣的反(fan)應(與O2、H2O、CO2反(fan)應)
在潮濕的空氣中放(fang)久(jiu)后,銅(tong)(tong)表面(mian)會慢(man)(man)慢(man)(man)生成一層銅(tong)(tong)綠(堿式(shi)碳酸(suan)銅(tong)(tong)),銅(tong)(tong)綠可(ke)防止(zhi)金屬進一步腐蝕,其(qi)組成是可(ke)變的。
或:
與鹵素的反應
銅可與氯氣(qi)在(zai)點燃條件下(xia)化合。
與硫的反應
加(jia)熱(re)時(shi),銅與硫直接化(hua)合生成硫化(hua)亞銅(Cu2S):
與氯化鐵溶液反應
在電子工業(ye)中,常(chang)用FeCl3溶液(ye)來刻(ke)蝕銅,以制造印刷(shua)線(xian)路。
與空氣和稀酸反應
在電位序(金屬活(huo)動性順(shun)序)中(zhong),銅族元素(su)都(dou)在氫(qing)以(yi)后(hou)(hou),所以(yi)不能置換稀(xi)酸(suan)中(zhong)的氫(qing)。但當有空氣存在時,銅可(ke)先被氧化成氧化銅,然后(hou)(hou)再與(yu)酸(suan)作用然后(hou)(hou)緩慢溶(rong)于這些(xie)稀(xi)酸(suan)中(zhong)。方程式見下(xia):
與濃鹽酸反應
該反(fan)(fan)應(ying)符合置換反(fan)(fan)應(ying)。
與氧化性酸反應
銅(tong)會(hui)被硝酸(suan)、濃硫酸(suan)(需(xu)加熱)等氧(yang)化性酸(suan)氧(yang)化而溶解(jie):
催化劑
銅能充當一(yi)些有(you)機反應的催化劑,如酒精的催化氧化:
銅有29個同位素。Cu-63和Cu-65很(hen)穩(wen)定,它們的自旋量子數都為3/2。
同位素 豐度 半衰(shuai)期 方式 能量(MeV) 產物
63Cu 69.15% 穩定,帶34個中子
64Cu 人(ren)造 12.700小時 ε - Ni
β - Zn
65Cu 30.85% 穩定,帶36個中子
67Cu 人造(zao) 61.83小時 β - Zn
實(shi)驗室常用還原劑(ji)(如氫氣)還原氧(yang)化(hua)銅制得金(jin)屬銅。如:
銅常(chang)見(jian)的價(jia)態是+1和+2。
銅(I)
銅(tong)(tong)(I)通常(chang)稱為亞銅(tong)(tong),氯化(hua)亞銅(tong)(tong)(CuCl)、氧(yang)化(hua)亞銅(tong)(tong)(Cu2O)、硫化(hua)亞銅(tong)(tong)(Cu2S)都是常(chang)見(jian)的(de)一價銅(tong)(tong)化(hua)合物。[Cu(NH3)2]2-是亞銅(tong)(tong)和氨的(de)配離子,無(wu)色,易被氧(yang)化(hua),在酸性(xing)溶液中自行歧(qi)化(hua),生成Cu(II)和Cu。
銅(II)
銅(tong)(tong)(II)是銅(tong)(tong)最常見(jian)的(de)(de)價(jia)態,它可以和絕大部分(fen)常見(jian)的(de)(de)陰離子形(xing)成鹽,如(ru)眾(zhong)所(suo)周(zhou)知的(de)(de)硫酸(suan)銅(tong)(tong),存在白色的(de)(de)無水物和藍(lan)色的(de)(de)五水合物。堿式碳酸(suan)銅(tong)(tong),又稱銅(tong)(tong)綠,有好幾(ji)種組成形(xing)式。氯化銅(tong)(tong)和硝酸(suan)銅(tong)(tong)也(ye)是重要的(de)(de)銅(tong)(tong)鹽。
銅(II)可以形成一系(xi)列的配離子,如Cu(H2O)4(藍色)、CuCl4(黃(huang)綠)、Cu(NH3)4(深藍)等,它們的顏色也不盡相同。
常見銅化合物
硫酸銅(tong)(CuSO4)、醋(cu)酸銅(tong)((CH3COO)2Cu)、氧化(hua)銅(tong)(CuO)和氧化(hua)亞銅(tong)(Cu2O)、氯化(hua)銅(tong)(CuCl2)和氯化(hua)亞銅(tong)(CuCl)、硝酸銅(tong)(Cu(NO3)2)、氰化(hua)銅(tong)(Cu(CN)2)、脂肪(fang)酸銅(tong)、環(huan)烷酸銅(tong)(C22H14CuO4)等。
銅是(shi)(shi)與人類關系非常(chang)密切(qie)的(de)(de)有色(se)金屬(shu),被廣泛地(di)應用于電氣、輕工(gong)(gong)、機械制造、建筑(zhu)工(gong)(gong)業、國防(fang)工(gong)(gong)業等領(ling)域(yu),在中國有色(se)金屬(shu)材料的(de)(de)消(xiao)費(fei)中僅次于鋁。銅是(shi)(shi)一種紅色(se)金屬(shu),同時也是(shi)(shi)一種綠(lv)色(se)金屬(shu)。說它是(shi)(shi)綠(lv)色(se)金屬(shu),主要是(shi)(shi)因(yin)為它熔點較(jiao)低,容易再熔化、再冶煉,因(yin)而回收利用相當(dang)地(di)便宜。古代主要用于器皿、藝術(shu)品及(ji)(ji)武器鑄造,比較(jiao)有名的(de)(de)器皿及(ji)(ji)藝術(shu)品如后母(mu)戊鼎(ding)、四羊(yang)方尊。
電器(qi)和(he)電子市場約占總(zong)數的(de)(de)28%。1997年,這兩個市場成(cheng)為(wei)(wei)(wei)銅(tong)消耗的(de)(de)第(di)二大終端用戶,擁有25%的(de)(de)市場份(fen)額(e)。在許多電器(qi)產(chan)品(pin)(例如(ru):電線(xian)、母(mu)線(xian)、變壓器(qi)繞組、重型馬達、電話(hua)線(xian)和(he)電話(hua)電纜),銅(tong)的(de)(de)使用壽命都相(xiang)當(dang)地長,只有經過20到50年以(yi)后,里(li)(li)面的(de)(de)銅(tong)才可以(yi)進行回(hui)收利用。其他(ta)(ta)含銅(tong)的(de)(de)電器(qi)和(he)電子產(chan)品(pin)(比如(ru):小型電器(qi)和(he)消費電子產(chan)品(pin))使用壽命則比較短,一般是(shi)5~10年。商業性電子產(chan)品(pin)和(he)大型電器(qi)產(chan)品(pin)通常要回(hui)收的(de)(de),因(yin)為(wei)(wei)(wei)它們除含有銅(tong)以(yi)外,還(huan)有其他(ta)(ta)珍貴的(de)(de)金(jin)屬。盡(jin)管(guan)如(ru)此(ci),小型的(de)(de)電子消費產(chan)品(pin)的(de)(de)回(hui)收率還(huan)是(shi)相(xiang)當(dang)低(di)的(de)(de),因(yin)為(wei)(wei)(wei)它們里(li)(li)面幾乎沒有多少銅(tong)元素。
隨著電(dian)子領域(yu)科(ke)學(xue)技術的(de)快速發展,一些(xie)陳舊的(de)含(han)銅(tong)產品越(yue)來越(yue)過時(shi)了。比如,在二十世(shi)紀80年代,電(dian)話轉(zhuan)換(huan)站(zhan)和中央(yang)營業所(suo)是(shi)銅(tong)和銅(tong)合金碎(sui)屑的(de)主(zhu)要來源,但是(shi)數字轉(zhuan)換(huan)的(de)出現使得這些(xie)笨重的(de)、金屬(shu)密集的(de)東西變得越(yue)來越(yue)過時(shi)了。
交通(tong)設備是(shi)(shi)銅的(de)(de)(de)第三大市場,約占總數的(de)(de)(de)13%,與二(er)十世紀60年(nian)代基本相(xiang)同。盡管交通(tong)的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)性(xing)沒有(you)改變,但是(shi)(shi)銅的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)形(xing)式卻發(fa)生了很大的(de)(de)(de)變化。許多年(nian)來,自(zi)動(dong)散熱器(qi)(qi)是(shi)(shi)這方面最(zui)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)終端用(yong)(yong)戶(hu);然而,銅在(zai)自(zi)動(dong)電器(qi)(qi)和(he)電子(zi)產品(pin)中的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)飛速增長,而在(zai)熱交換(huan)器(qi)(qi)市場中的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)則有(you)所下降(jiang)。小轎車的(de)(de)(de)平(ping)均使用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)是(shi)(shi)10-15年(nian),幾乎所有(you)的(de)(de)(de)銅(包括散熱器(qi)(qi)和(he)配線(xian))都是(shi)(shi)在(zai)它的(de)(de)(de)整體拆卸和(he)回收前來進行(xing)回收的(de)(de)(de)。
工業機器和(he)設備是(shi)另外一個主(zhu)要的應(ying)用市場,在當中銅往(wang)往(wang)有(you)比較長的使用壽命。硬(ying)(ying)幣(bi)和(he)軍火是(shi)這方面主(zhu)要的終端用戶。子彈(dan)很(hen)少回收,一些硬(ying)(ying)幣(bi)可以熔化(hua),而還有(you)許多則由收藏者或儲蓄者保存,不可以進行回收。在機械和(he)運(yun)輸車輛制(zhi)造(zao)(zao)中,用于制(zhi)造(zao)(zao)工業閥(fa)門和(he)配(pei)件、儀(yi)表、滑動軸承、模具(ju)、熱(re)交換器和(he)泵等。
在化(hua)學工(gong)業中廣泛應(ying)用于制造(zao)(zao)真空(kong)器、蒸餾鍋、釀造(zao)(zao)鍋等。
在(zai)國防工業(ye)中用(yong)以制造子彈、炮(pao)彈、槍(qiang)炮(pao)零件等,每生產300萬(wan)發子彈,需用(yong)銅(tong)13~14噸。
在(zai)建筑工業(ye)中,用作各種(zhong)管(guan)道(dao)、管(guan)道(dao)配件、裝(zhuang)飾器件等。
醫(yi)(yi)學中(zhong),銅(tong)的(de)殺(sha)菌作用(yong)很早就被(bei)認知。自20世紀(ji)50年(nian)代以來,人(ren)們(men)還(huan)發現銅(tong)有非常好的(de)醫(yi)(yi)學用(yong)途(tu)。后(hou)來,墨西(xi)哥(ge)科學家(jia)也發現銅(tong)有抗癌(ai)功能。新世紀(ji),英(ying)國(guo)研(yan)究(jiu)人(ren)員又發現,銅(tong)元(yuan)素有很強的(de)殺(sha)菌作用(yong)。相信不久的(de)將(jiang)(jiang)來,銅(tong)元(yuan)素將(jiang)(jiang)為(wei)提高(gao)人(ren)類(lei)健康水平做(zuo)出巨大貢獻。
有機(ji)(ji)化(hua)(hua)學中,有機(ji)(ji)銅鋰化(hua)(hua)合物(wu)是(shi)一類重(zhong)要的(de)金(jin)屬有機(ji)(ji)化(hua)(hua)合物(wu)。
銅的重要合金
黃(huang)(huang)銅(tong)(tong) 黃(huang)(huang)銅(tong)(tong)是銅(tong)(tong)與鋅的(de)合金,因色(se)黃(huang)(huang)而得(de)名。黃(huang)(huang)銅(tong)(tong)的(de)機械性能和耐磨性能都很好,可用于制造精密(mi)儀器、船舶的(de)零件、槍炮的(de)彈殼等。黃(huang)(huang)銅(tong)(tong)敲起來聲(sheng)音好聽,因此鑼、鈸、鈴、號等樂器都是用黃(huang)(huang)銅(tong)(tong)制作的(de)。
航海(hai)黃銅(tong) 銅(tong)與鋅、錫(xi)的(de)合(he)金,抗海(hai)水侵蝕,可用來制作船的(de)零(ling)件(jian)、平衡器。
青(qing)銅(tong) 銅(tong)與錫的合(he)金(jin)叫青(qing)銅(tong),因色青(qing)而得名。在(zai)古(gu)代為常用(yong)合(he)金(jin)(如中國的青(qing)銅(tong)時(shi)代)。青(qing)銅(tong)一(yi)般具有較好的耐(nai)腐蝕性、耐(nai)磨性、鑄造(zao)性和優良的機(ji)械性能(neng)。用(yong)于制造(zao)精(jing)密軸承、高壓軸承、船舶上抗(kang)海水腐蝕的機(ji)械零件以(yi)及各種(zhong)板材、管(guan)材、棒材等(deng)。青(qing)銅(tong)還有一(yi)個反常的特性——“熱縮冷脹”,用(yong)來鑄造(zao)塑像,冷卻后膨脹,可以(yi)使眉目更清楚。
磷(lin)青(qing)銅 銅與錫、磷(lin)的合金,堅硬,可制彈簧。
白(bai)銅 白(bai)銅是銅與鎳的(de)合金(jin),其色澤和(he)銀(yin)一樣(yang),銀(yin)光閃(shan)閃(shan),不易生銹。常用于制造硬幣、電器、儀表(biao)和(he)裝(zhuang)飾品。
18K金(jin)(jin)(玫瑰金(jin)(jin)) 6/24的銅與18/24的金(jin)(jin)的合金(jin)(jin)。紅黃色,硬度大,可用來制作首飾、裝(zhuang)飾品。
從(cong)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)中(zhong)開采出來的(de)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)石(shi)(shi),經(jing)過選礦(kuang)成(cheng)為含銅(tong)(tong)(tong)品(pin)位較(jiao)高的(de)銅(tong)(tong)(tong)精礦(kuang)或者說(shuo)是(shi)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)砂,銅(tong)(tong)(tong)精礦(kuang)需(xu)要經(jing)過冶煉提成(cheng),才能(neng)成(cheng)為精銅(tong)(tong)(tong)及銅(tong)(tong)(tong)制品(pin)。最早的(de)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)石(shi)(shi)來源是(shi)孔雀(que)石(shi)(shi)。
銅礦石的分類及屬(shu)性:
煉銅(tong)的原(yuan)料是(shi)銅(tong)礦石。銅(tong)礦石可分(fen)為三類(lei):
分類 示例
硫化礦(kuang)(kuang)(kuang) 如黃銅(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(CuFeS2)、斑銅(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(Cu5FeS4)和輝銅(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(Cu2S)等。
氧化礦 如赤銅(tong)礦(Cu2O)、孔(kong)雀石[Cu?(OH)?CO?]、藍銅(tong)礦[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔(kong)雀石(CuSiO3·2H2O)等(deng)。
自然銅(tong) 銅(tong)礦(kuang)石中銅(tong)的含量(liang)在1%左右(0.5%~3%)的便有開采價值,因(yin)為(wei)采用(yong)浮選法可以把礦(kuang)石中一部分脈石等(deng)雜(za)質除去,而(er)得到含銅(tong)量(liang)較高(8%~35%)的精(jing)礦(kuang)砂。
通(tong)過(guo)熔(rong)融冶(ye)煉(lian)(lian)和電(dian)解(jie)精(jing)火煉(lian)(lian)生產出(chu)陰極銅(tong),也即(ji)電(dian)解(jie)銅(tong),一般適(shi)(shi)于高(gao)品位的(de)(de)(de)硫化(hua)銅(tong)礦。火法(fa)冶(ye)煉(lian)(lian)一般是先將含(han)銅(tong)百分之(zhi)幾或(huo)千分之(zhi)幾的(de)(de)(de)原礦石,通(tong)過(guo)選礦提高(gao)到20%~30%,作(zuo)為(wei)銅(tong)精(jing)礦,在(zai)密閉鼓風爐(lu)、反(fan)射爐(lu)、電(dian)爐(lu)或(huo)閃速(su)爐(lu)進(jin)行造(zao)锍(liu)熔(rong)煉(lian)(lian),產出(chu)的(de)(de)(de)熔(rong)锍(liu)(冰銅(tong))接著送(song)入轉(zhuan)爐(lu)進(jin)行吹煉(lian)(lian)成粗銅(tong),再在(zai)另一種反(fan)射爐(lu)內經過(guo)氧化(hua)精(jing)煉(lian)(lian)脫(tuo)雜,或(huo)鑄成陽(yang)極板進(jin)行電(dian)解(jie),獲得品位高(gao)達99.9%的(de)(de)(de)電(dian)解(jie)銅(tong)。該流程簡短、適(shi)(shi)應(ying)性強,銅(tong)的(de)(de)(de)回收率(lv)可達95%,但因礦石中(zhong)的(de)(de)(de)硫在(zai)造(zao)锍(liu)和吹煉(lian)(lian)兩(liang)階(jie)段作(zuo)為(wei)二氧化(hua)硫廢(fei)氣排出(chu),不易回收,易造(zao)成污染。90年(nian)代出(chu)現如白銀法(fa)、諾蘭達法(fa)等(deng)熔(rong)池(chi)熔(rong)煉(lian)(lian)以及日本的(de)(de)(de)三菱法(fa)等(deng)、火法(fa)冶(ye)煉(lian)(lian)逐漸(jian)向連續(xu)化(hua)、自動化(hua)發展。
從銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)礦石(shi)(shi)冶煉銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong):以黃銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)礦為(wei)(wei)例,首先把(ba)精(jing)礦砂、熔劑(石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)、砂等(deng))和(he)(he)燃(ran)料(焦炭、木炭或無煙(yan)煤)混合(he),投(tou)入(ru)(ru)“密閉”鼓(gu)風(feng)爐(lu)中(zhong)(zhong)(zhong),在(zai)(zai)(zai)1000℃左右進行熔煉。于(yu)(yu)是礦石(shi)(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)一(yi)(yi)(yi)部分(fen)硫(liu)(liu)成(cheng)為(wei)(wei)SO?(用于(yu)(yu)制硫(liu)(liu)酸),大(da)部分(fen)的(de)砷、銻等(deng)雜(za)質(zhi)成(cheng)為(wei)(wei)As?O?、Sb?O?等(deng)揮發性物質(zhi)而被(bei)除(chu)去:2CuFeS?+O?=Cu?S+2FeS+SO?↑。一(yi)(yi)(yi)部分(fen)鐵的(de)硫(liu)(liu)化(hua)物轉(zhuan)變為(wei)(wei)氧(yang)(yang)化(hua)物:2FeS+3O?=2FeO+2SO?↑。Cu?S跟(gen)(gen)剩余的(de)FeS等(deng)便(bian)熔融(rong)在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)起而形(xing)成(cheng)“冰銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)”(主要由Cu?S和(he)(he)FeS互相溶解形(xing)成(cheng)的(de),它的(de)含銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)率在(zai)(zai)(zai)20%~50%之間,含硫(liu)(liu)率在(zai)(zai)(zai)23%~27%之間),FeO跟(gen)(gen)SiO?形(xing)成(cheng)熔渣(zha):FeO+SiO?=FeSiO?。熔渣(zha)浮在(zai)(zai)(zai)熔融(rong)冰銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)上(shang)面,容易(yi)分(fen)離,借以除(chu)去一(yi)(yi)(yi)部分(fen)雜(za)質(zhi)。然后把(ba)冰銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)移入(ru)(ru)轉(zhuan)爐(lu)中(zhong)(zhong)(zhong),加入(ru)(ru)熔劑(石(shi)(shi)英砂)后鼓(gu)入(ru)(ru)空氣進行吹煉(1100~1300℃)。由于(yu)(yu)鐵比(bi)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)對(dui)氧(yang)(yang)有較(jiao)大(da)的(de)親(qin)(qin)和(he)(he)力,而銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)比(bi)鐵對(dui)硫(liu)(liu)有較(jiao)大(da)的(de)親(qin)(qin)和(he)(he)力,因(yin)此冰銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)FeS先轉(zhuan)變為(wei)(wei)FeO,跟(gen)(gen)熔劑結(jie)合(he)成(cheng)渣(zha),而后Cu?S才轉(zhuan)變為(wei)(wei)Cu?O,Cu?O跟(gen)(gen)Cu?S反(fan)應生成(cheng)粗(cu)(cu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(含銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)量約為(wei)(wei)98.5%)。2Cu?S+3O?=2Cu?O+2SO?↑,2Cu?O+Cu?S=6Cu+SO?↑,再(zai)(zai)把(ba)粗(cu)(cu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)移入(ru)(ru)反(fan)射爐(lu),加入(ru)(ru)熔劑(石(shi)(shi)英砂),通入(ru)(ru)空氣,使粗(cu)(cu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)雜(za)質(zhi)氧(yang)(yang)化(hua),跟(gen)(gen)熔劑形(xing)成(cheng)爐(lu)渣(zha)而除(chu)去。在(zai)(zai)(zai)雜(za)質(zhi)除(chu)到一(yi)(yi)(yi)定(ding)程度后,再(zai)(zai)噴入(ru)(ru)重(zhong)油,由重(zhong)油燃(ran)燒產生的(de)一(yi)(yi)(yi)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)等(deng)還原性氣體使氧(yang)(yang)化(hua)亞(ya)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)(zai)(zai)高溫下還原為(wei)(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。得到的(de)精(jing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)約含銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)99.7%。
除了銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)精(jing)礦之外,廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)作為精(jing)煉銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)主要(yao)原料之一,包括舊廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)新廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),舊廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)來自(zi)(zi)舊設備和(he)舊機器,廢(fei)(fei)棄(qi)的(de)樓(lou)房和(he)地下管(guan)道;新廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)來自(zi)(zi)加工廠(chang)棄(qi)掉(diao)的(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)屑(銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)材(cai)的(de)產出(chu)比為50%左右(you)),一般廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)供應較穩(wen)定,廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)可以(yi)分為:裸雜銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong):品位在90%以(yi)上(shang);黃雜銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(電(dian)線):含銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)物料(舊馬達、電(dian)路板);由廢(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)其他類似材(cai)料生產出(chu)的(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),也稱為再生銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。
一船適(shi)于低(di)品位的(de)氧化銅(tong),生產(chan)出(chu)的(de)精銅(tong)稱為電(dian)積(ji)銅(tong)。現代(dai)濕(shi)法(fa)冶煉有硫酸(suan)化焙燒—浸(jin)出(chu)—電(dian)積(ji),浸(jin)出(chu)—萃(cui)取—電(dian)積(ji),細菌浸(jin)出(chu)等(deng)法(fa),適(shi)于低(di)品位復雜礦、氧化銅(tong)礦、含銅(tong)廢礦石的(de)堆浸(jin)、槽浸(jin)選用或就地浸(jin)出(chu)。濕(shi)法(fa)冶煉技(ji)術正在逐步推廣,預計本(ben)世紀末可達總(zong)產(chan)量(liang)的(de)20%,濕(shi)法(fa)冶煉的(de)推出(chu)使銅(tong)的(de)冶煉成本(ben)大大降低(di)。
銅(tong)冶(ye)煉(lian)行(xing)業是(shi)(shi)國民(min)(min)經(jing)濟中的(de)基礎性行(xing)業,特別是(shi)(shi)我國正處于工業化階段,對銅(tong)的(de)需求保持高速(su)增(zeng)長,銅(tong)冶(ye)煉(lian)行(xing)業在國民(min)(min)經(jing)濟中的(de)地位將不斷提高。
世界(jie)銅(tong)礦資源比較(jiao)豐富(fu)。銅(tong)不難從它的(de)礦石中提取,但(dan)可開(kai)采(cai)的(de)礦藏相對稀少。有(you)些,如在(zai)瑞典法倫的(de)銅(tong)礦,從13世紀開(kai)始,曾是(shi)巨(ju)大財富(fu)的(de)來(lai)源。一種提取這種金屬的(de)方法是(shi)烘烤硫化礦石,然后用(yong)水分離出其(qi)形成的(de)硫酸(suan)銅(tong)。之后流淌過鐵屑(xie)表面銅(tong)就會沉淀,形成的(de)薄層很容易分離。世界(jie)上已(yi)探明的(de)銅(tong)約為3.5~5.7億(yi)噸(dun),其(qi)中斑巖銅(tong)礦約占全部總(zong)量(liang)的(de)76%。從地(di)區(qu)分布看,全球銅(tong)蘊(yun)藏量(liang)最豐富(fu)的(de)地(di)區(qu)共有(you)五個:
非洲:剛果盧(lu)(lu)伊盧(lu)(lu)(科盧(lu)(lu)韋齊)、希(xi)圖魯、贊(zan)比亞(ya)盧(lu)(lu)安夏和(he)巴利巴、穆富利拉、恩昌加TLP、恩卡納(羅卡納)。
亞洲:中國白銀(金(jin)川(chuan))/甘肅、山(shan)東/陽谷祥光銅(tong)業大冶(ye)(ye)、貴(gui)溪(xi)、葫蘆島、金(jin)昌、上海、天津、云南、印(yin)度伯(bo)爾(er)拉銅(tong)(代海伊(yi))、杜蒂戈林、伊(yi)朗薩(sa)爾(er)切什梅、日本別子/愛媛(東予(yu)冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)廠(chang))、小(xiao)坂(秋田)直島(香(xiang)川(chuan))、小(xiao)名濱(福(fu)島)、佐賀(he)關(大分)、玉(yu)野(ye)(岡山(shan))、哈薩(sa)克斯坦巴爾(er)卡(ka)什米(mi)斯、杰茲(zi)卡(ka)茲(zi)甘冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)廠(chang)、韓國溫山(shan)冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)廠(chang)Ⅰ、溫山(shan)冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)廠(chang)Ⅱ、菲律賓(bin)伊(yi)莎貝爾(er)/萊特(菲律賓(bin)熔煉(lian)(lian)與精煉(lian)(lian)協會(hui))、烏茲(zi)別克斯坦阿爾(er)馬雷克冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)廠(chang)。
歐洲:奧地(di)利(li)布里(li)克(ke)斯(si)(si)(si)(si)萊(lai)格(ge)(ge)比利(li)時貝爾(er)瑟;霍博(bo)肯、UM皮(pi)爾(er)多普芬蘭哈爾(er)亞瓦爾(er)塔德國(guo)漢(han)堡、黑特(te)施(shi)泰、呂(lv)嫩Lunen170、意大利(li)波代馬格(ge)(ge)拉、波蘭格(ge)(ge)沃(wo)古夫Ⅰ、格(ge)(ge)沃(wo)古夫Ⅱ、萊(lai)格(ge)(ge)尼(ni)(ni)察冶煉(lian)(lian)廠(chang)(chang)(chang)、羅馬尼(ni)(ni)亞茲拉特(te)納(na)冶煉(lian)(lian)廠(chang)(chang)(chang)、俄羅斯(si)(si)(si)(si)基洛夫格(ge)(ge)拉德(卡拉塔)、克(ke)拉斯(si)(si)(si)(si)諾(nuo)烏拉爾(er)斯(si)(si)(si)(si)克(ke)冶煉(lian)(lian)廠(chang)(chang)(chang)、納(na)杰日金(jin)斯(si)(si)(si)(si)基、諾(nuo)里(li)爾(er)斯(si)(si)(si)(si)克(ke)冶煉(lian)(lian)廠(chang)(chang)(chang)、中(zhong)烏拉爾(er)斯(si)(si)(si)(si)克(ke)冶煉(lian)(lian)廠(chang)(chang)(chang)、西班牙韋爾(er)瓦、瑞典倫島(dao)、英國(guo)沃(wo)爾(er)索爾(er)、南斯(si)(si)(si)(si)拉夫博(bo)爾(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 1290 1320 1270 880
中國 346 398 470 590
法國 326.1 419 399 481.2
意(yi)大(da)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(ying)國(guo) 512.2 355.4 327.7 269.4
十大(da)國消費量 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
美國 1346.8 1147 1243.6 1760.5
加(jia)拿大 780.9 612.4 794.1 764.2
贊比(bi)亞 656.2 574.5 463.2 440
波蘭 284.8 376 438 387
中(zhong)國 99.8 175 250 375
俄(e)羅(luo)斯 853 560 630 375
秘魯 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
全球總計 7716.4 7622.3 8306.3 9289.6
銅(tong)(tong)的(de)離子(銅(tong)(tong)質)對生物而言,不論是動物或植物,是必需的(de)元素(su)。人體缺乏銅(tong)(tong)會(hui)引起(qi)貧血,毛發異(yi)常(chang),骨和(he)動脈(mo)異(yi)常(chang),以至(zhi)腦障礙(ai)。但如過剩,會(hui)引起(qi)肝硬化、腹(fu)瀉、嘔吐、運動障礙(ai)和(he)知(zhi)覺(jue)神(shen)經障礙(ai)。一(yi)般來說,牛肉、葵花籽、可可、黑(hei)椒(jiao)、羊(yang)肝等(deng)等(deng)都有豐富的(de)銅(tong)(tong)質。
銅是人體必需的(de)微量礦物質,在攝入后15分鐘即可(ke)(ke)進入血(xue)(xue)液中(zhong)(zhong),同時存在于紅血(xue)(xue)球(qiu)內外(wai),可(ke)(ke)幫助鐵質傳(chuan)遞蛋白,在血(xue)(xue)紅素形成過(guo)程中(zhong)(zhong)扮(ban)演催化(hua)的(de)重要(yao)角(jiao)色。而且在食物烹(peng)飪過(guo)程中(zhong)(zhong),銅元(yuan)素不易(yi)被破壞掉(diao)。
銅廣(guang)泛分布于生(sheng)物(wu)組織中,大部分以有(you)機復合物(wu)存在,很多是(shi)(shi)金(jin)屬(shu)蛋(dan)白(bai),以酶(mei)的(de)(de)形式起著功能作用。每個(ge)含(han)銅蛋(dan)白(bai)的(de)(de)酶(mei)都(dou)有(you)它(ta)清(qing)楚(chu)的(de)(de)生(sheng)理生(sheng)化作用,生(sheng)物(wu)系統(tong)中許(xu)多涉及氧的(de)(de)電子(zi)傳遞和氧化還原反(fan)應都(dou)是(shi)(shi)由含(han)銅酶(mei)催(cui)化的(de)(de),這些酶(mei)對生(sheng)命(ming)過程都(dou)是(shi)(shi)至關重要的(de)(de)。
當(dang)然,銅(tong)(tong)作為重金屬(shu),攝(she)入過量(liang)也會有(you)(you)危害。銅(tong)(tong)離子會使蛋白質(zhi)變性(xing)(xing)(xing)。如硫酸銅(tong)(tong)對胃(wei)(wei)腸道(dao)有(you)(you)刺(ci)(ci)激(ji)作用(yong),誤服引(yin)起惡心(xin)、嘔吐、口內有(you)(you)銅(tong)(tong)性(xing)(xing)(xing)味、胃(wei)(wei)燒(shao)灼感。嚴重者有(you)(you)腹絞痛、嘔血(xue)(xue)、黑便。可造成嚴重腎損害和溶血(xue)(xue),出(chu)現黃疸、貧血(xue)(xue)、肝大、血(xue)(xue)紅(hong)蛋白尿、急性(xing)(xing)(xing)腎功能衰竭(jie)和尿毒(du)癥。對眼和皮(pi)(pi)膚有(you)(you)刺(ci)(ci)激(ji)性(xing)(xing)(xing)。長期接觸(chu)可發生(sheng)接觸(chu)性(xing)(xing)(xing)皮(pi)(pi)炎和鼻、眼黏膜(mo)刺(ci)(ci)激(ji)并出(chu)現胃(wei)(wei)腸道(dao)癥狀。
成年人(ren)每天需要銅(tong)(tong)0.05~2毫克(ke),孕(yun)、產婦(fu)和(he)青、少(shao)年(少(shao)年食品(pin))的(de)需要量(liang)(liang)(liang)還要多些。足月生(sheng)下的(de)嬰兒(er)體(ti)內(nei)含(han)(han)銅(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue)為16毫克(ke),按單位體(ti)重比成年人(ren)要高(gao)得多,其中(zhong)約(yue)(yue)(yue)70%集中(zhong)在肝(gan)(gan)中(zhong),由此可(ke)見(jian),胎(tai)(tai)兒(er)的(de)肝(gan)(gan)是(shi)含(han)(han)銅(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)極高(gao)的(de)器(qi)官。從(cong)妊(ren)娠開始(shi),胎(tai)(tai)兒(er)體(ti)內(nei)的(de)含(han)(han)銅(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)就急劇(ju)增(zeng)加(jia)(jia),約(yue)(yue)(yue)從(cong)妊(ren)娠的(de)第200天到出(chu)生(sheng),銅(tong)(tong)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue)增(zeng)加(jia)(jia)4倍。因此,妊(ren)娠后期是(shi)胎(tai)(tai)兒(er)吸收銅(tong)(tong)最多的(de)時期,早產兒(er)易(yi)患缺銅(tong)(tong)癥就是(shi)這個(ge)原(yuan)因。孕(yun)婦(fu)體(ti)內(nei)銅(tong)(tong)的(de)濃度在妊(ren)娠過程(cheng)中(zhong)逐漸上(shang)升,這可(ke)能與(yu)胎(tai)(tai)兒(er)長大體(ti)內(nei)雌激素水平(ping)增(zeng)加(jia)(jia)有關。正常情況下,孕(yun)婦(fu)不需要額外(wai)補(bu)充銅(tong)(tong)劑,銅(tong)(tong)過量(liang)(liang)(liang)可(ke)產生(sheng)致畸作用。
中(zhong)國營(ying)養學(xue)會沒有制定每(mei)(mei)日(ri)膳食中(zhong)銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)需要(yao)量(liang),但制定了每(mei)(mei)日(ri)銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)“安(an)全(quan)和適(shi)宜的(de)(de)(de)攝(she)入量(liang)”,半歲前嬰兒每(mei)(mei)天需0.5~0.7毫克,半歲至1歲每(mei)(mei)天0.7~1.0毫克,1歲以(yi)上(shang)(shang)每(mei)(mei)天1.0~1.5毫克,4歲以(yi)上(shang)(shang)每(mei)(mei)天1.5~2.0毫克,7歲以(yi)上(shang)(shang)每(mei)(mei)天2.0~2.5毫克,11歲以(yi)上(shang)(shang)至青年、成年,均為每(mei)(mei)天2.0~3.0毫克。這個(ge)攝(she)入量(liang)與美國科學(xue)研(yan)究(jiu)委員會制定的(de)(de)(de)“估計每(mei)(mei)日(ri)飲(yin)食中(zhong)安(an)全(quan)充足(zu)的(de)(de)(de)銅(tong)(tong)攝(she)取量(liang)”相當。
銅(tong)(tong)(tong)與人體(ti)健康(kang)關系密切(qie)。人體(ti)每天都(dou)要攝入各種微(wei)量(liang)元素,銅(tong)(tong)(tong)是(shi)人體(ti)不(bu)能(neng)缺(que)少的(de)(de)(de)金屬(shu)元素之一(yi)。成年人體(ti)內(nei),1千(qian)克體(ti)重(zhong)(zhong)中,銅(tong)(tong)(tong)含量(liang)大(da)約為1.4mg~2.1mg;血液中銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)含量(liang)約為1.0mg~1.5mg。這(zhe)一(yi)數(shu)量(liang)雖小,但它對于(yu)維持身體(ti)健康(kang)和器官的(de)(de)(de)正常運行卻不(bu)可缺(que)少。這(zhe)是(shi)因(yin)為銅(tong)(tong)(tong)元素在(zai)機體(ti)運行中具有(you)特殊的(de)(de)(de)作用。銅(tong)(tong)(tong)是(shi)機體(ti)內(nei)蛋白(bai)質(zhi)和酶的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要組(zu)成部(bu)分,許多重(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)酶需(xu)要微(wei)量(liang)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)參與和活化(hua)(hua)。例如(ru),銅(tong)(tong)(tong)可以催化(hua)(hua)血紅蛋白(bai)的(de)(de)(de)合成。研究(jiu)表明,缺(que)銅(tong)(tong)(tong)會導致(zhi)血漿膽固醇升高,增加動脈粥樣(yang)硬化(hua)(hua)的(de)(de)(de)危險(xian),因(yin)而是(shi)引發冠狀動脈心臟病(bing)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要因(yin)素。科學(xue)家還發現,營養(yang)性(xing)貧血、白(bai)癜(dian)風、骨質(zhi)疏松癥、胃癌(ai)及食道癌(ai)等(deng)疾病(bing)的(de)(de)(de)產生也都(dou)與人體(ti)缺(que)銅(tong)(tong)(tong)有(you)關。嚴重(zhong)(zhong)缺(que)銅(tong)(tong)(tong)和長期邊緣性(xing)缺(que)銅(tong)(tong)(tong),還會引發小兒發育不(bu)良和一(yi)些(xie)地方病(bing)。
吸收率30%~40%。胃、十二指(zhi)腸和(he)小腸上部是銅(tong)的主要吸收部位(wei),其腸吸收是主動吸收過程(cheng)。膜(mo)內外銅(tong)離(li)子(zi)的轉運體為ATP酶,依靠(kao)天(tian)冬氨酸(suan)殘基(ji)磷(lin)酸(suan)化(hua)供能(neng)(neng),能(neng)(neng)將主動吸收的銅(tong)與(yu)門靜脈側支循環(huan)中(zhong)的白蛋(dan)白結(jie)合,運至肝臟進一步(bu)參與(yu)代謝。
銅(tong)(tong)(tong)主要通過(guo)膽(dan)(dan)汁排泄,膽(dan)(dan)汁中(zhong)含有低分(fen)子(zi)(zi)和高分(fen)子(zi)(zi)量的銅(tong)(tong)(tong)結(jie)合(he)化合(he)物,前(qian)者多存在(zai)肝膽(dan)(dan)汁中(zhong),后者則多在(zai)膽(dan)(dan)囊膽(dan)(dan)汁中(zhong)。銅(tong)(tong)(tong)可以通過(guo)溶酶體(ti)的胞吐作(zuo)用或(huo)(huo)ATP酶的銅(tong)(tong)(tong)轉(zhuan)移作(zuo)用而(er)進(jin)入膽(dan)(dan)汁內,膽(dan)(dan)汁中(zhong)的銅(tong)(tong)(tong)也(ye)可以是(shi)肝細(xi)胞溶酶體(ti)對存在(zai)于膽(dan)(dan)汁中(zhong)銅(tong)(tong)(tong)結(jie)合(he)蛋白分(fen)解的結(jie)果。血漿中(zhong)銅(tong)(tong)(tong)大多與銅(tong)(tong)(tong)藍(lan)蛋白結(jie)合(he)或(huo)(huo)存在(zai)于腎細(xi)胞內,很少濾過(guo)腎小球,正常情況下尿液(ye)中(zhong)含銅(tong)(tong)(tong)量甚微。當銅(tong)(tong)(tong)的排泄、存儲和銅(tong)(tong)(tong)藍(lan)蛋白合(he)成失衡時會(hui)出現銅(tong)(tong)(tong)尿。
銅是人(ren)體健(jian)康(kang)不可(ke)缺少(shao)的微量營養素,對(dui)于血液(ye)、中(zhong)樞神經和(he)(he)免疫(yi)系統(tong),頭發、皮(pi)膚和(he)(he)骨(gu)骼組織以(yi)及腦子和(he)(he)肝、心等內臟(zang)的發育(yu)和(he)(he)功(gong)能有重要影響。銅主要從(cong)日常飲食(shi)中(zhong)攝入。世界衛生組織建議(yi),為了維持(chi)健(jian)康(kang),成人(ren)每(mei)公斤體重每(mei)天(tian)應攝入0.03毫克銅。孕婦和(he)(he)嬰幼兒(er)應加(jia)倍。缺銅會引起各種疾病,可(ke)以(yi)服用含銅補(bu)劑和(he)(he)藥丸來(lai)加(jia)以(yi)補(bu)充。
銅(tong)在(zai)人體內含量(liang)約100~150mg,血清銅(tong)正常值100~120μg/dl,是(shi)人體中含量(liang)位(wei)居第(di)二的(de)(de)必(bi)需微量(liang)元素。含銅(tong)的(de)(de)酶(mei)(mei)有(you)酪氨(an)酸酶(mei)(mei)、單胺氧(yang)化(hua)酶(mei)(mei)、超(chao)氧(yang)化(hua)酶(mei)(mei)、超(chao)氧(yang)化(hua)物歧化(hua)酶(mei)(mei)、血銅(tong)藍蛋白等。銅(tong)對血紅蛋白的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)起活化(hua)作用(yong),促進(jin)鐵的(de)(de)吸(xi)收和利用(yong),在(zai)傳遞電子、彈性(xing)蛋白的(de)(de)合成(cheng)(cheng)、結締組織的(de)(de)代謝、嘌呤代謝、磷脂及神經組織形(xing)成(cheng)(cheng)方面有(you)重要意義。
銅缺(que)乏可引(yin)起如(ru)下(xia)疾病(bing):
1.貧血
一般最常見的臨床表(biao)現(xian)(xian)為頭暈、乏力、易倦、耳鳴、眼花。皮膚黏膜及指甲等顏色蒼白,體力活動后(hou)感覺氣促、心(xin)悸(ji)。嚴(yan)重貧血時,即使在休息時也出現(xian)(xian)氣短和(he)心(xin)悸(ji),在心(xin)尖和(he)心(xin)底部可聽(ting)到柔(rou)和(he)的收縮期雜音(yin)。
2.骨骼改變。
臨床(chuang)表(biao)現為骨質疏松(song),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(que)銅會使(shi)(shi)神(shen)經(jing)系統的抑(yi)制過程失調,使(shi)(shi)神(shen)經(jing)系統處(chu)于(yu)興(xing)奮(fen)狀態(tai)而(er)導致失眠(mian),久而(er)久之可發生神(shen)經(jing)衰弱。
人體缺銅可(ke)適量增(zeng)加攝入含銅較高的食(shi)物,如口(kou)蘑、海米(mi)、紅茶(cha)、花茶(cha)、磚茶(cha)、榛子、葵花子、芝麻(ma)醬、西(xi)瓜子、綠茶(cha)、核(he)桃、黑(hei)胡椒(jiao)、可(ke)可(ke)、肝、豆制品等。
銅離子可(ke)(ke)(ke)以(yi)消毒殺(sha)(sha)菌(jun)(jun)、衛生(sheng)防疫。例(li)如:可(ke)(ke)(ke)以(yi)殺(sha)(sha)滅易(yi)于在水中(zhong)滋生(sheng)的(de)(de)大腸桿菌(jun)(jun)和痢疾(ji)等(deng)病菌(jun)(jun),清除水中(zhong)傳(chuan)播(bo)血吸蟲(chong)病的(de)(de)蛞蝓和螺(luo)等(deng)軟體動物,以(yi)及傳(chuan)播(bo)瘧(nve)疾(ji)的(de)(de)蚊子幼蟲(chong)等(deng)疾(ji)病攜帶體。它還可(ke)(ke)(ke)以(yi)應(ying)用在游泳池內,防止綠藻污染(ran)和通過地板(ban)傳(chuan)染(ran)足癬等(deng)等(deng)。
銅是人體內一(yi)種必需(xu)的(de)微量元素,在人體的(de)新陳(chen)代謝過程(cheng)中(zhong)起(qi)著(zhu)重要的(de)作(zuo)用。
1.大腦(nao)(nao)的(de)“益友”銅(tong)(tong)與鋅、鐵等(deng)一樣都是(shi)大腦(nao)(nao)神(shen)經(jing)(jing)遞質的(de)重(zhong)要(yao)成分。如果攝取不足可致神(shen)經(jing)(jing)系(xi)統失(shi)調,大腦(nao)(nao)功能會(hui)發生障礙。銅(tong)(tong)缺乏將使(shi)腦(nao)(nao)細胞中的(de)色素氧化(hua)酶減(jian)少,活(huo)力(li)下降,從而使(shi)記憶衰退、思維紊(wen)亂、反(fan)應(ying)遲鈍,甚至步(bu)態不穩、運動失(shi)常等(deng)。要(yao)有(you)一副健康靈活(huo)的(de)大腦(nao)(nao),是(shi)離不開銅(tong)(tong)元素這個益友的(de)。
2.心(xin)(xin)臟的(de)“衛士 當人(ren)們(men)將心(xin)(xin)臟病的(de)原(yuan)因(yin)單純(chun)歸咎于脂肪、高膽(dan)固醇飲食時,美國科(ke)學家提醒人(ren)們(men):絕對不可忽視銅元素(su)的(de)缺乏(fa)。銅元素(su)在(zai)人(ren)體(ti)內參與多(duo)種金屬酶的(de)合成,其(qi)中的(de)氧化酶是構成心(xin)(xin)臟血管的(de)基質(zhi)膠原(yuan)和(he)彈(dan)性蛋白形(xing)成過程中必不可少(shao)的(de)物質(zhi),而膠原(yuan)又是將心(xin)(xin)血管的(de)肌(ji)細(xi)胞牢固地連接起來(lai)的(de)纖維成分,彈(dan)性蛋白則具有促使心(xin)(xin)臟和(he)血管壁保持(chi)彈(dan)性之功(gong)能(neng)。因(yin)此(ci)(ci),銅元素(su)一旦(dan)缺乏(fa),此(ci)(ci)類酶的(de)合成減少(shao),心(xin)(xin)血管就(jiu)無法維持(chi)正(zheng)常的(de)形(xing)態和(he)功(gong)能(neng),從而給冠(guan)心(xin)(xin)病入侵以(yi)可乘之機。
3.造(zao)血(xue)的(de)“助手”眾(zhong)所周知(zhi),鐵(tie)是(shi)人(ren)體(ti)造(zao)血(xue)的(de)重要原(yuan)料,但鐵(tie)元素要成為紅(hong)血(xue)球中(zhong)(zhong)的(de)一部(bu)分(fen),必須依靠銅元素的(de)幫忙。奧妙(miao)在(zai)于血(xue)紅(hong)蛋白中(zhong)(zhong)的(de)鐵(tie)是(shi)三(san)價鐵(tie)離(li)子,而(er)來源于食物(wu)中(zhong)(zhong)的(de)乃是(shi)二價鐵(tie)離(li)子,二價鐵(tie)離(li)子要轉化成三(san)價鐵(tie)離(li)子,有賴于含銅的(de)活性物(wu)質——血(xue)漿銅藍蛋白的(de)氧化作用(yong)。如(ru)果體(ti)內缺銅,血(xue)漿銅藍蛋白的(de)濃度勢必降低(di),從(cong)而(er)導致(zhi)鐵(tie)難以轉化而(er)誘發貧血(xue)癥。
4.助孕(yun)(yun)的“新星”育齡女性(xing)要(yao)懷孕(yun)(yun)也(ye)(ye)離不(bu)開(kai)銅。據產科醫(yi)生研究,婦女缺銅就難以(yi)受孕(yun)(yun),即(ji)使(shi)受孕(yun)(yun)也(ye)(ye)會(hui)因缺銅而削(xue)弱羊(yang)膜(mo)的厚度和韌(ren)性(xing),導致羊(yang)膜(mo)早破,引(yin)起(qi)流產或(huo)胎(tai)兒感染。故女性(xing)要(yao)想出一個健(jian)康聰(cong)明(ming)的小寶貝,也(ye)(ye)須借助銅元素的一臂(bei)之力(li)。
5.抗衰(shuai)老的(de)(de)“能手”人(ren)體的(de)(de)衰(shuai)老是(shi)因為體內的(de)(de)自(zi)由基的(de)(de)代(dai)謝(xie)廢(fei)(fei)物起著相當大的(de)(de)作(zuo)用,又是(shi)多(duo)種老年疾病的(de)(de)禍根。其中的(de)(de)羥(qian)自(zi)由基,毒性最強(qiang),不但(dan)會(hui)通過脂質過氧化反應損害細胞(bao)膜,而(er)且會(hui)破壞細胞(bao)核(he)的(de)(de)遺傳物質,導致細胞(bao)死亡(wang)。此外,還可使許多(duo)重要(yao)酶的(de)(de)活性降低甚至消失。研究表明,含(han)銅(tong)(tong)的(de)(de)金屬硫蛋白、超氧化物歧化酶等(deng)具有較強(qiang)的(de)(de)清(qing)掃此種代(dai)謝(xie)廢(fei)(fei)物的(de)(de)功能,保護(hu)人(ren)體細胞(bao)不受其害,可見銅(tong)(tong)元素在抗衰(shuai)老中有舉足輕重的(de)(de)地位。
即可(ke)收到良好的(de)(de)(de)效果。實驗證明,人(ren)體攝入(ru)足夠的(de)(de)(de)銅(tong),可(ke)在侵入(ru)人(ren)體的(de)(de)(de)流感病(bing)(bing)(bing)毒(du)表面聚集較多的(de)(de)(de)銅(tong)離子(zi),從而為維(wei)生素(su)攻擊流感病(bing)(bing)(bing)毒(du)提供有效的(de)(de)(de)“靶子(zi)”。維(wei)生素(su)C與病(bing)(bing)(bing)毒(du)表面的(de)(de)(de)銅(tong)離子(zi)發生作用(yong),構(gou)成(cheng)一種可(ke)以分離的(de)(de)(de)含(han)有活性氧離子(zi)的(de)(de)(de)不穩定化合物(wu),促(cu)使(shi)含(han)有蛋白質(zhi)的(de)(de)(de)病(bing)(bing)(bing)毒(du)表面發生破裂,進而置病(bing)(bing)(bing)毒(du)于(yu)死地。為此,專家將維(wei)生素(su)C與銅(tong)元素(su)稱為一對防治流感的(de)(de)(de)最佳“搭檔”。
6.防治白發的(de)“靈丹(dan)”人的(de)頭(tou)發為何早(zao)白?體內缺(que)銅(tong)是一(yi)個(ge)重要原因。缺(que)銅(tong)可使人體內的(de)酪氨酸(suan)酶的(de)形成困難,導致(zhi)酪氨酸(suan)轉(zhuan)變成多巴(ba)的(de)過程受阻(zu)。多巴(ba)為多巴(ba)胺的(de)前體,而(er)多巴(ba)胺又(you)是黑色(se)素(su)的(de)中間產(chan)物,最終妨(fang)礙黑色(se)素(su)的(de)合成,遂引起(qi)頭(tou)發變白。欲(yu)求黑發不衰(shuai),補足銅(tong)元(yuan)素(su)是有效的(de)一(yi)招。
如何補銅呢?增(zeng)加富含(han)銅元素的(de)食物,如動(dong)物肝臟(zang)、蝦、豆(dou)類、鮮肉(rou)、果仁等。
銅(tong)(tong)是人(ren)體(ti)不(bu)可(ke)缺(que)少的微量(liang)(liang)元(yuan)素。成人(ren)體(ti)內一般(ban)含(han)銅(tong)(tong)70~100mg,平(ping)均每千(qian)克體(ti)重含(han)銅(tong)(tong)1.9~2.1mg。銅(tong)(tong)存(cun)在于人(ren)們的所有(you)器官和(he)組織(zhi)中,通常與蛋白(bai)質或其他(ta)有(you)機(ji)物結(jie)合,而不(bu)以自由銅(tong)(tong)離子的形式存(cun)在。肝臟(zang)是儲存(cun)銅(tong)(tong)的倉庫,含(han)銅(tong)(tong)量(liang)(liang)最高。腦和(he)心臟(zang)也(ye)含(han)有(you)較(jiao)多的銅(tong)(tong)。健(jian)康人(ren)血(xue)液(ye)中的銅(tong)(tong)含(han)量(liang)(liang)1.1~1.5mg/L,它隨著年齡、運動和(he)健(jian)康而發生變化。
銅(tong)是機(ji)體(ti)(ti)內蛋(dan)白(bai)質和酶的(de)(de)重(zhong)要(yao)組分(fen),如銅(tong)藍(lan)蛋(dan)白(bai)、細胞色素(su)、C氧化酶等。許多關鍵(jian)的(de)(de)酶,需(xu)要(yao)鋼的(de)(de)參(can)(can)與和活化,對機(ji)體(ti)(ti)的(de)(de)代謝過程產(chan)生(sheng)(sheng)作用,促(cu)進人體(ti)(ti)的(de)(de)許多功能。這就是為什么(me)(me)這么(me)(me)微量的(de)(de)銅(tong),會對生(sheng)(sheng)命產(chan)生(sheng)(sheng)至關重(zhong)要(yao)作用的(de)(de)主要(yao)原因。例如:它有助于提供(gong)機(ji)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)物化學過程所需(xu)的(de)(de)能量;幫助形成血(xue)液中(zhong)的(de)(de)血(xue)紅素(su),影響皮(pi)膚色素(su)的(de)(de)形成;促(cu)進在骨(gu)(gu)膠原及彈性(xing)蛋(dan)白(bai)中(zhong)形成交聯,保持和恢(hui)復結締組織;參(can)(can)與葡萄糖和膽固醇的(de)(de)代謝過程;影響頭發、皮(pi)膚、骨(gu)(gu)骼、大腦的(de)(de)發育,以及心臟(zang)、肝臟(zang)、中(zhong)樞神經和免疫系統的(de)(de)功能等。
此外,某些含銅的(de)藥(yao)劑有消炎和治(zhi)療(liao)(liao)關節炎的(de)作(zuo)用(yong),并(bing)已在(zai)(zai)一些國家得到應用(yong)。長期以來人們得出這樣的(de)經(jing)驗,配戴銅具有治(zhi)療(liao)(liao)關節炎的(de)作(zuo)用(yong)。這可能是由(you)于汗水溶解的(de)微量(liang)鋼經(jing)皮膚而被人體吸收的(de)結果。銅在(zai)(zai)放射(she)科和治(zhi)療(liao)(liao)痙攣(luan)、癲癇和痛風上的(de)應用(yong)也正在(zai)(zai)研究(jiu)中。
缺銅(tong)有(you)礙人體健康,長時間邊緣性缺銅(tong)的影響是潛(qian)移默(mo)化的。它會引起嬰幼兒(er)發育不良(liang)。此外,在我國以及印度、坦桑尼亞、南非等地(di)發現了膝蓋彎曲的“膝外翻癥”,這是缺銅(tong)的一種(zhong)典型癥狀(zhuang)。分析表(biao)明(ming)畸形骨(gu)骼中(zhong)的銅(tong)含量顯(xian)著低于正常值。
值(zhi)得注意的(de)(de)(de)(de)是,最近的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)發(fa)現(xian),缺銅(tong)是增(zeng)加冠(guan)心(xin)病(bing)(bing)(bing)發(fa)病(bing)(bing)(bing)率的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)因素(su)!冠(guan)心(xin)病(bing)(bing)(bing)是由于(yu)血液中(zhong)過(guo)高的(de)(de)(de)(de)冠(guan)狀動脈(mo)管壁上沉積,造成堵塞(動脈(mo)粥(zhou)樣硬化(hua)),從(cong)而引(yin)起心(xin)臟(zang)供(gong)血不足(zu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)種常見(jian)的(de)(de)(de)(de)心(xin)臟(zang)病(bing)(bing)(bing)。脂肪(fang)的(de)(de)(de)(de)代謝過(guo)程對銅(tong)很(hen)敏(min)感。對大鼠的(de)(de)(de)(de)試驗表明,缺銅(tong)會(hui)顯著升高血漿(jiang)膽(dan)固醇,改變膽(dan)固醇與脂蛋白的(de)(de)(de)(de)結合(he)形(xing)式,增(zeng)加動脈(mo)粥(zhou)樣硬化(hua)的(de)(de)(de)(de)危(wei)險。還發(fa)現(xian)缺銅(tong)會(hui)引(yin)起大鼠的(de)(de)(de)(de)心(xin)臟(zang)生理發(fa)生異常,它與人類冠(guan)心(xin)病(bing)(bing)(bing)的(de)(de)(de)(de)某些病(bing)(bing)(bing)癥相似,這就更證實(shi)了(le)缺銅(tong)與冠(guan)心(xin)病(bing)(bing)(bing)之間的(de)(de)(de)(de)聯系。
銅對(dui)人體的潛在毒性很輕,只有當攝(she)(she)入(ru)量大(da)大(da)超過了正常值時(shi)(shi),方會引起胃腸紊亂等不良(liang)反應。研究結(jie)果表明,當成年男子(zi)和(he)女子(zi)每天攝(she)(she)入(ru)量分別超過12mg和(he)10mg時(shi)(shi),會對(dui)人體生物化學過程產生輕微的影響(xiang)。
鑒(jian)于(yu)銅(tong)的(de)潛在毒(du)性較低,相(xiang)反(fan)地它卻是(shi)人(ren)體(ti)(ti)健康不可(ke)缺(que)少的(de)元素,世界衛生組織(zhi)的(de)專家組已作出結(jie)論(lun),缺(que)銅(tong)的(de)危害(hai)遠(yuan)比銅(tong)的(de)毒(du)性大得多(duo)。除(chu)了某些罕見的(de)遺傳(chuan)外,人(ren)們(men)主要(yao)防止的(de)是(shi)缺(que)銅(tong)。要(yao)充分(fen)保證膳食中有足(zu)夠(gou)的(de)銅(tong),以滿足(zu)身體(ti)(ti)的(de)需要(yao)。對歐(ou)美(mei)發達(da)國家膳食結(jie)構中含銅(tong)量的(de)調(diao)查結(jie)果(guo),已為防止缺(que)銅(tong)敲起了警鐘。實際上,許多(duo)人(ren)已在服用含銅(tong)片劑來補(bu)充營(ying)養。
哪些人應特別注意對(dui)銅的攝入:
①孕婦、嬰兒和兒童
他(她)們(men)需要攝入較多的(de)銅。保持體內鋼的(de)平衡(heng)是決定胎兒(er)和嬰兒(er)成(cheng)長快慢的(de)一個(ge)主要因素(su),應特別關注(zhu)。
②膳食不正常的人群
貧困地區營養(yang)不(bu)良的(de)(de)居民(min),生(sheng)活難(nan)以自(zi)理(li)(主要是(shi)老(lao)年人和(he)殘疾人)或有偏食習慣的(de)(de)人群,他們的(de)(de)膳(shan)食結(jie)構往往不(bu)合(he)理(li)容易(yi)由于缺銅而影響(xiang)健康。
③某些病人
慢性肝炎的患(huan)者,定期(qi)接受血(xue)液透析以及(ji)長(chang)期(qi)依賴(lai)輸液代替或補(bu)充進食的病(bing)人(ren),應(ying)對他們的銅攝入(ru)量進行監測(ce)。此(ci)外,某些患(huan)有代謝異常的病(bing)人(ren)也應(ying)該(gai)注意(yi)缺銅的潛在影響。
④嚴重銅代謝異常的(de)遺傳(chuan)病(bing)人
在人的(de)(de)血(xue)(xue)液中(zhong),銅(tong)(tong)是鐵的(de)(de)“助手”。銅(tong)(tong)的(de)(de)吸(xi)收部位主要是胃和(he)(he)小腸上部。銅(tong)(tong)在腸中(zhong)被吸(xi)收后(hou)進人血(xue)(xue)液中(zhong),80%的(de)(de)結(jie)合成血(xue)(xue)漿銅(tong)(tong)藍蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)。銅(tong)(tong)在血(xue)(xue)紅蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)形(xing)成中(zhong)的(de)(de)作用,一般(ban)認為是促進對(dui)腸道鐵(鐵食品)的(de)(de)吸(xi)收和(he)(he)從(cong)肝及網狀內皮系統的(de)(de)貯藏中(zhong)使它釋放出來(lai),故(gu)銅(tong)(tong)對(dui)于(yu)血(xue)(xue)紅蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)的(de)(de)形(xing)成起著重要作用。
從食(shi)品(pin)(pin)商品(pin)(pin)化的(de)(de)(de)角度來看,少量(liang)的(de)(de)(de)銅對產品(pin)(pin)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)影響主要是(shi)在食(shi)油(油食(shi)品(pin)(pin))及(ji)含(han)不(bu)飽(bao)和脂肪的(de)(de)(de)食(shi)品(pin)(pin)中,銅離子(zi)實際上起著催(cui)化劑(ji)的(de)(de)(de)作(zuo)用,造成食(shi)品(pin)(pin)酸(suan)敗(bai)、變色和其他(ta)一(yi)些(xie)反應。這些(xie)影響盡管使(shi)產品(pin)(pin)在外觀上不(bu)受人(ren)歡迎,但通常(chang)并(bing)不(bu)會(hui)引起中毒和降低食(shi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)營養價值。
食(shi)物中銅的豐富來源有(you)口(kou)蘑、海米、紅茶(cha)、花茶(cha)、磚茶(cha)、榛子(zi)、葵花子(zi)、芝麻醬、西瓜子(zi)、綠(lv)茶(cha)、核桃(tao)、黑胡椒(jiao)、可可、肝等。
良(liang)好(hao)來(lai)源有蟹肉、蠶豆(dou)、蘑菇(gu)(gu)(鮮(xian))、青豆(dou)、小茴(hui)(hui)香、黑(hei)芝(zhi)麻、大(da)豆(dou)制品(pin)、松子、龍蝦、綠豆(dou)、花生米、黃(huang)(huang)豆(dou)、土豆(dou)粉(fen)、紫(zi)菜、蓮子、蕓豆(dou)、香菇(gu)(gu)(香菇(gu)(gu)食品(pin))、毛豆(dou)、面筋(jin)、果丹皮、茴(hui)(hui)香、豌豆(dou)、黃(huang)(huang)醬(jiang)、金鐵菜、燕麥(mai)片、栗子、堅(jian)果、黃(huang)(huang)豆(dou)粉(fen)和小麥(mai)胚芽。