輝銅礦

硫化物礦物

化學成分為Cu2S、晶體屬於正交(斜方)晶系的硫化物礦物。自然界還發現Cu2S六方晶系的高溫同質多象變體,稱為六方輝銅礦。在所有銅的硫化物中以輝銅礦的含銅量最高,達79.86%。是提煉銅的重要礦物原料。輝銅礦呈暗鉛灰色,風化表面呈黑色,金屬光澤。摩斯硬度2.5~3。常呈緻密塊狀見於某些銅礦床中。也常呈煙灰狀產出,是由銅的硫化礦床氧化帶下滲的硫酸銅溶液交代黃銅礦、斑銅礦及其他硫化物而形成。輝銅礦在地表易風化成赤銅礦孔雀石藍銅礦。中國雲南東川等銅礦床中均有大量輝銅礦。

正文


輝銅礦
輝銅礦
化學成分為Cu2S、晶體屬於正交(斜方)晶系的硫化物礦物。自然界還發現Cu2S六方晶系的高溫同質多象變體,稱為六方輝銅礦。在所有銅的硫化物中以輝銅礦的含銅量最高,達 79.86%。是提煉銅的重要礦物原料。輝銅礦呈暗鉛灰色,風化表面呈黑色,金屬光澤。摩斯硬度2.5~3。常呈緻密塊狀見於某些銅礦床中。也常呈煙灰狀產出,是由銅的硫化礦床氧化帶下滲的硫酸銅溶液交代黃銅礦、斑銅礦及其他硫化物而形成。輝銅礦在地表易風化成赤銅礦或孔雀石、藍銅礦。中國雲南東川等銅礦床中均有大量輝銅礦。

礦物概述


輝銅礦
輝銅礦
化學組成
Cu2S,Cu79.86%,S20.14%,一般含Ag銀。
鑒定特徵
以其暗鉛灰色、低硬度和弱延展性區別於其他含銅硫化物;可以從它的顏色、硬度、易熔和易污手等特性中,加以鑒定。
成因產狀
見於熱液成因的銅礦床中,是構成富銅貧硫礦石的主要成分,常與斑銅礦共生;外生輝銅礦見於含銅硫化物礦床氧化帶下部。
著名產地
世界著名產地有美國Bristol、Connecticut、Butte、Montana、MorenciandBisbee、Arizona、BinghamCanyon、Utah、Ducktown、Tennessee、英國Cornwal、納米比亞Tsumeb、義大利Tuscany和西班牙RioTinto、西班牙的RioTinto礦區、美國的Nevada州的Ely礦區、Arizone州的Morenci、Miami和Clifton礦區以及Montana州的Butte礦區等地。
名稱來源
來源於希臘文“chalkos”,意為“銅”;又稱為CopperGlance;
晶體形態
斜方雙錐晶類;常見單形有平行雙面c(001)、b(010),斜方柱m(110)、g(011)、d(021)、e(023),斜方雙錐p(111)、v(112)。
晶體結
晶系和空間群:正交晶系,空間群Abm2
晶胞參數:a0=11.92埃,b0=27.33埃,c0=13.44埃
粉晶數據:1.88(1)1.9746(0.7)2.403(0.7)
物理性質
硬度:2.5-3
比重:7.2-7.4g/cm3
解理:(110)解理不完全
斷口:貝殼狀斷口
顏色:新鮮面鉛灰色,風化表面黑色,常帶錆色
條痕:暗灰色
透明度:不透明
光澤:金屬光澤
發光性:無
其他:略具延展性,小刀刻劃時不成粉末,留下光亮刻痕;為電的良導體。

應用


輝銅礦
輝銅礦
在工業上的應用
硫酸銅是印染工藝中常用的媒染劑,以提高光澤的持久性和耐洗性,廣泛應用於紡織和皮革業。
銅的化合物有藍、綠、紅、黑等彩色,可以用做玻璃、陶瓷、水泥、搪瓷的著色劑。它們也是某些染髮劑的組成。在煙火中加入硝酸銅發綠光,等等。
添加鋼化合物的油漆有抗海水生物污損的作用。
銅的一些有機化合物是有效的防腐劑,用於紙漿、木材、木製品和帆布等織物的防腐。
銅的某些化合物是橡膠、石油和人造纖維生產過程中的重要化學製劑,起催化、凈化等作用。
硫酸銅電解液,用於鍍銅、生產電解銅箔和銅的提純等。
在採礦業中,以硫酸銅為活化劑,對鉛、鋅、鋁和金等礦物進行篩選。
在人體保健上的應用
銅是人體健康不可缺少的微量營養素,對於血液、中樞神經和免疫系統,頭髮、皮膚和骨骼組織以及腦子和肝、心等內髒的發育和功能有重要影響。銅主要從日常飲食中攝入。世界衛生組織建議,為了維持健康,成人每公斤體重每天應攝入0.03毫克銅。孕婦和嬰幼兒應加倍。缺銅會弓I起各種疾病,可以服用含銅補劑和藥丸來加以補充。
銅離子可以消毒殺菌、衛生防疫。例如:可以殺滅易於在水中滋生的大腸桿菌痢疾等病菌,清除水中傳播血吸蟲病的蛞蝓和螺等軟體動物,以及傳播瘧疾的蚊子幼蟲等疾病攜帶體。它還可以應用在游泳池內,防止綠藻污染和通過地板傳染足癬等等。
印刷電路
銅印刷電路,是把銅箔作為表面,粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印製在銅版上;通過浸蝕把多餘的部分去掉而留下相互連接的電路。然後,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,把分立元件的接頭或其它部分的終端插入,焊接在這個口路上,這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果採用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對於那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,採用印刷電路可以節省大量布線和固定迴路的勞動;因而得到廣泛應用,需要消費大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釺焊材料。
微電子技術的核心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料為基片(晶元),採用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結構上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現引起了計算機的巨大變革,成為現代信息技術的基礎,IBM(國際商業機器公司),己採用鋼代替硅晶元中的鋁作互連線,取得了突破性進展。這種用銅的新型微晶元,可以獲得30%的效能增益,電路的線尺寸可以減小到0.12微米,可使在單個晶元上集成的晶體管數目達到200萬個。這就為古老的金屬銅,在半導體集成電路這個最新技術領域中的應用,開創了新局面。

種類及分佈


輝銅礦
輝銅礦
世界銅成礦類型多樣,按其地質---工業類型可分為:(1)斑岩型,(2)砂頁岩型,(3)銅鎳硫化物型,(4)黃鐵礦型,(5)銅-鈾-金型,(6)自然銅型,(7)脈型(8)碳酸岩型,(9)矽卡岩型。
斑岩型及分佈
班岩型銅礦是一種儲量大品位低可用大規模機械化露採的銅礦床礦石儲量往往達幾億噸銅品位常常小於1%,據世界上103個斑岩型礦床統計單個礦床礦石量平均可達5.5億噸,銅品位0.6%,它是世界上重要的銅礦工業類型之一。
已知的斑岩銅礦多分佈在:(1)環太平洋帶,包括南北美洲大陸邊緣狹長的斑岩銅礦帶,如加拿大的洛涅克斯,伐利科帕,美國的賓厄姆,比尤特,莫倫錫,伊利,聖里塔,墨西哥的卡納內阿,拉卡里達德拉,巴拿馬的塞羅科羅拉多,秘魯的米契基累,塞羅佛爾迪誇霍內,智利的埃爾阿布拉,丘基卡馬塔,拉埃斯康迪達,埃爾薩爾瓦多和埃爾特恩特等,(2)特提斯斑岩銅礦帶,包括匈牙利的雷克斯克,南斯拉夫的麥丹佩克,伊朗的薩爾切什梅黑和馬基斯坦的查蓋地區礦床等。(3)中亞----蒙古,重要的礦床有烏茲別克東部的卡耳馬克爾,哈薩克巴爾喀什湖以北的科翁臘德,蒙古中北部的額爾德圖間鄂博南部的察干蘇布爾加和東部的阿倫諾爾礦床等。
砂頁岩型及分佈
砂頁岩型銅礦是泛指不同時代沉積岩中的層控銅礦,礦床產在一套沉積岩或沉積變質岩中,它是世界上銅礦主要工業類型之一,佔世界銅儲量30%左右,礦床以其規模大,品位高,伴生組分豐富為特點,因而其經濟價值巨大。
該類礦床在世界上分佈很廣,除上述銅帶外,還有原蘇聯烏多坎,傑茲卡茲甘銅礦,美國懷特潘,美國蒙大拿州西部一直延伸到加拿大西南部的貝爾特銅帶,以及玻利維亞的科洛科洛銅帶等,近年在阿富汗發現的巨大艾納克銅礦和在巴西發現的薩洛博銅礦均屬於此型。
黃鐵礦型銅礦及分佈
黃鐵礦型銅礦是指與海底火山作用有一定聯繫的含大量黃鐵礦和一定數量銅、鉛、鋅的礦床,西方多稱該類礦床為"塊狀硫化物礦床"。
目前世界上至少發現了420個這種類型的礦床、加拿大、美國、原蘇聯、西班牙、葡萄牙、塞普勒斯、南非和日本等都是該類礦床的重要產地。
塊狀硫化物礦及分佈
這種現代礦床是1978年在北緯21度附近的東太平洋脊上首次發現的,雖然銅鋅品位很高(銅6%,鋅29%),但脊上發現了一個長970米,寬200米,高35米,擁有2500萬噸礦量的多金屬塊狀硫化物礦床,第一次達到了具工業礦床的要求,其礦石含銅最高為11%,含鋅0.8%,還含少量的銀(PPM),鉬(0.03%)和錫(0.03%)。
1982美國又繼續在北緯13度的海域進行調查,又發現了好幾個礦床,最近在加拿大溫哥華島附近海域的埃克斯普勞勒中脊1%,但在原蘇聯這種類型卻是頭等重要的,占其銅總儲量的30.6%,這種類型的重要礦床有:加拿大的薩德伯里,湯普遜,林累克,美國德盧斯雜岩,原蘇聯的貝辰加,諾里爾斯克,塔爾納赫,“十月”,澳大利亞的卡姆巴爾德雜岩,芬蘭的哥達拉赫帶,當然還有中國金川白家咀子的特大型。
其它類型
除上述幾類外,還有脈型、自然銅型,碳酸岩型矽卡岩型等,它們總共才佔世界銅總儲量的3.6%,但是對不同的國家來說,這些類型也許是重要的,如矽卡岩型對中國來說就是一個非常重要的工業類型,佔中國銅總儲量的28%,所以,各國均應根據本國的具體地質環境,尋找最具經濟價值的優質礦床,也就是品位高,規模大,形狀合適,礦帶邊界明顯。礦石易處理和含有價值的副產品的礦床,以保證獲得高利潤和可以長期生產,這些因素中最重要的是要有高品位,這種高品位銅礦床最可能來源將是火山成因的黃鐵礦型銅礦,層狀礦床,以及某些矽卡岩礦床等。
全球性和區域性的一些銅成礦區帶
(1)環太平洋中新生代銅金帶,尤其是東太平洋智利----秘魯安第斯山,美國西南部,加拿大西南部斑岩銅礦集中區以及西南太平洋地區菲律賓,印度尼西亞,巴布亞紐幾內亞等斑岩銅金礦集中區;
(2)阿爾卑斯--喜馬拉雅中生代斑岩銅礦帶,包括前南斯拉夫,伊朗,巴基斯坦和中國西藏等巨大的斑岩銅礦集中區;
(3)中亞----蒙古帶的古生代斑岩銅礦帶,包括烏茲別克,哈薩克,蒙古和中國華北,東北等巨大銅礦集中區;
(4)中非尚比亞,扎伊爾砂頁岩型銅礦帶;
(5)美國----加拿大五湖地區;
(6)加拿大黃鐵礦型銅礦集中區;
(7)中歐波蘭----德國頁岩銅礦區;
(8)西班牙---葡萄牙黃鐵礦型銅礦帶;
(9)俄羅斯西伯利亞銅鎳硫化物礦區;
(10)俄羅斯西伯利亞烏多坎砂頁岩銅礦區;
(11)俄羅斯烏拉爾和哈薩克阿爾泰黃鐵礦銅多金屬礦帶;
(12)印度馬蘭傑坎德銅礦區;
(13)阿富汗艾納克砂頁岩型銅礦區;
(14)南澳奧林區克壩銅--鈾--金礦區;
(15)巴西卡臘賈斯薩洛博砂頁岩型銅礦區等。

歷史沿革


輝銅礦
輝銅礦
中國最早用黃銅鑄錢開始於明嘉靖年間。“黃銅”一詞最早見於西漢東方朔所撰的《申異經·中荒經》:“西北有宮,黃銅為牆,題日地皇之宮。”這種“黃銅”指的是何種銅合金,待考。《新唐書·食貨志》又有‘青銅”、“黃銅”的稱謂,分別指礦石顏色和冶鍊產品,並非現在的銅錫合金與銅鋅合金。宋人洪咨夔撰《大冶賦》中又有“其為黃銅也,坑有殊名,山多眾朴”,指的是火法煉製的純銅。黃銅一詞專指銅鋅合金,則始於明代,其記載見於《明會典》:“嘉靖中則例,通寶錢六百萬文,合用二火黃銅四萬七千二百七十二斤……。”通過對明代銅錢成分的分析,發現《明會典》中所說的鑄錢種真正意義上的黃銅的出現較其它幾種銅合金晚很多,這是因為黃銅中金屬鋅的獲得比較困難。氧化鋅在950℃一1000℃的高溫下才能較快地被還原成金屬鋅,而液態鋅在906℃時已經沸騰,所以還原得到的金屬鋅以蒸氣狀存在。在冷卻時反應逆轉,蒸氣鋅為爐中的二氧化碳再氧化成氧化鋅,因此要得到金屬鋅必須有特殊的冷凝裝置。這是金屬鋅的使用比銅、鉛、錫、鐵的使用晚得多的原因,也是黃銅鑄幣出現較晚的原因之一。但是,在姜寨仰韶文化遺址中曾出土有含鋅量超過20%的黃銅片和黃銅管,山東膠縣三里河龍山文化的地層中也曾出土兩種黃銅錐。顯而易見,這些黃銅器物的出現並不是說人們在史前就掌握了黃銅的冶鍊技術,而是人們在利用銅鋅共生礦時無意中獲得的。商周時期銅器的含鋅量都很低,一般在10-z數量級。西漢、新莽的錢中有板個別的銅鋅甘金錢,其中有的錢幣中鋅的含量達到7%,但是這並不能說明黃銅鑄錢產生於西漢新莽之際。因為這些銅鋅合金是極個別現象,其含鋅量又普遍較真正意義上的黃銅含鋅量15%一40%要小得多。所以我們認為這些含鋅的銅錢是漢代在“即山鑄錢”中使用銅鋅共生礦時產生的。據對有關礦山進行調查后發現,山東的昌濰、煙台、臨沂及湖北等地都有資源豐富的銅鋅共生礦,這就使冶鍊后的銅含有一小部分鋅。到了唐代,由於鑄錢材料的規範化,使所鑄行的錢幣中鋅的含量均為恆量。

醫學功用


輝銅礦
輝銅礦
天然黃鐵礦Pyrite的含硫化鐵(FeS2)礦石。味辛、苦,性平。入腎、肝經。功能:散淤止痛、接骨續筋。主治:跌打損傷、筋斷骨折、血淤疼痛、積聚、癭瘤、瘡瘍、燙傷。內服:煎湯,3~9g;或入丸、散。外用:研末調敷。
現代研究
主要成分:自然銅二硫化鐵,其中含鐵46.6%,硫53.4%。亦有報告認為其尚含有銅、鎳、砷、銻等雜質。
藥理作用:有促進骨折癒合的作用。有報告指出,用人工方法使家兔股骨骨折后,每日服用自然銅與虎骨各半的合劑3g,共服1.5月,對骨折癒合有促進作用,表現為骨痂生長快,量多且較成熟,抗折力亦較對照組強。單獨使用則較差。含有自然銅的復方接骨散(含自然銅、骨碎補等共19味)給家兔每日服3g,共服2~8周,對橈骨骨折癒合有促進作用,表現為癒合骨再折的牽引力較對照組大。
臨床運用
方劑選用:1·治療心氣刺痛:自然銅火煅醋淬九次,研末,醋調一字服。(《衛生易簡方》)
2·治療打撲傷:自然銅(研極細,水飛過)、當歸、沒藥各半錢.以酒調頻服,仍以手摩痛處。(《本草衍義》)
3·治療跌扑骨斷:自然銅(煅通紅,醋淬七次,放濕土上,月余用)、乳香、沒藥、當歸身、羌活等分。為散,每服二錢,醇酒調,日再服。骨傷用骨碎補半兩,酒浸搗絞取汁沖服。(《張氏醫通》自然銅散)
4·治療項下氣癭:自然銅貯水瓮中,逐日飲食,皆用此水,其癭自消,或火燒煙氣,久久吸之亦可。(《仁齋直指方》)
5·治療一切惡瘡及火燒湯燙:自然銅、密陀僧各一兩(並煅研),甘草、黃檗各二兩(並為末)。上四味,一處研細,收密器中,水調塗或干敷。(《聖濟總錄》自然銅散)
配伍效用
自然銅配伍沒藥二者皆有活血止痛之功。且自然銅能接骨續筋;沒藥能生肌消腫,相伍為用,有活血止痛、接骨續筋、生肌消腫之功效,用於治療外傷所致之骨折疼痛、淤血腫脹等。
注意事項
宜忌:陰虛火旺,血虛無淤者忌服。

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