銅(tong)(tong)(Cuprum)是(shi)一種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su),也是(shi)一種(zhong)(zhong)過渡元(yuan)素(su),化學符號Cu,英文copper,原子(zi)序(xu)數(shu)29。純(chun)銅(tong)(tong)是(shi)柔(rou)軟的金(jin)屬(shu),表(biao)面剛切開時為紅(hong)橙色帶金(jin)屬(shu)光澤(ze),單(dan)質呈紫紅(hong)色。延展性(xing)好(hao),導熱性(xing)和(he)導電(dian)性(xing)高,因此在電(dian)纜和(he)電(dian)氣、電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)是(shi)最(zui)常(chang)用(yong)的材料,也可(ke)用(yong)作建筑(zhu)材料,可(ke)以組(zu)成(cheng)眾多種(zhong)(zhong)合金(jin)。銅(tong)(tong)合金(jin)機械(xie)性(xing)能優異,電(dian)阻率很低,其中(zhong)最(zui)重(zhong)要(yao)的數(shu)青銅(tong)(tong)和(he)黃銅(tong)(tong)。此外(wai),銅(tong)(tong)也是(shi)耐用(yong)的金(jin)屬(shu),可(ke)以多次(ci)回收而無損其機械(xie)性(xing)能。
二價銅鹽是(shi)最(zui)常見的銅化合物,其水合離(li)子常呈藍色(se),而氯做配體(ti)則顯(xian)綠(lv)色(se),是(shi)藍銅礦(kuang)和綠(lv)松石等礦(kuang)物顏(yan)(yan)色(se)的來源(yuan),歷史上(shang)曾廣泛(fan)用(yong)作(zuo)顏(yan)(yan)料(liao)。銅質(zhi)建筑(zhu)結構受(shou)腐蝕后會產生銅綠(lv)(堿式碳酸銅)。裝(zhuang)飾藝術(shu)主要使用(yong)金屬銅和含銅的顏(yan)(yan)料(liao)。
銅(tong)(tong)(tong)是(shi)人(ren)類(lei)最(zui)早使用的(de)金屬(shu)之一。早在(zai)(zai)史前時代,人(ren)們就開始采掘(jue)露天銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang),并(bing)用獲取的(de)銅(tong)(tong)(tong)制(zhi)造武器(qi)、工具和其他器(qi)皿,銅(tong)(tong)(tong)的(de)使用對早期人(ren)類(lei)文明的(de)進(jin)步(bu)影響深遠。銅(tong)(tong)(tong)是(shi)一種存(cun)在(zai)(zai)于地(di)殼和海洋中(zhong)的(de)金屬(shu)。銅(tong)(tong)(tong)在(zai)(zai)地(di)殼中(zhong)的(de)含(han)量(liang)約為(wei)0.01%,在(zai)(zai)個別銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)床(chuang)中(zhong),銅(tong)(tong)(tong)的(de)含(han)量(liang)可以(yi)(yi)達到3%~5%。自然界中(zhong)的(de)銅(tong)(tong)(tong),多(duo)數以(yi)(yi)化(hua)合物(wu)即銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)石存(cun)在(zai)(zai)。
銅的活動性較弱,鐵單(dan)質與硫(liu)酸銅反(fan)應(ying)可以(yi)置換出銅單(dan)質。銅單(dan)質不溶于(yu)非氧化(hua)性酸。
人類使用銅(tong)及其合金已有數千年(nian)歷史。古羅馬時期(qi)銅(tong)的主要開采地是塞浦路斯,因此(ci)最初得名cyprium(意為塞浦路斯的金屬),后來變為cuprum,這(zhe)是其英語(yu)(yu)(copper)、法語(yu)(yu)(cuivre)和德語(yu)(yu)(Kupfer)的來源。
銅(tong)(tong)(tong)是(shi)人類最早使用(yong)的(de)金屬之一。早在史(shi)前(qian)時代,人們就開始采掘露天銅(tong)(tong)(tong)礦,并用(yong)獲取(qu)的(de)銅(tong)(tong)(tong)制造武(wu)器、式(shi)具(ju)和(he)其他(ta)器皿,銅(tong)(tong)(tong)的(de)使用(yong)對早期(qi)人類文明的(de)進步(bu)影(ying)響深遠。
中(zhong)(zhong)國使用(yong)(yong)銅(tong)(tong)的(de)(de)歷史年(nian)代久遠。大約(yue)(yue)在(zai)六(liu)七千年(nian)以前中(zhong)(zhong)國人的(de)(de)祖先(xian)就發現并(bing)開始使用(yong)(yong)銅(tong)(tong)。1973年(nian)陜西(xi)臨潼(tong)姜(jiang)寨(zhai)遺址曾出土一件半圓形(xing)殘銅(tong)(tong)片,經(jing)鑒定為黃(huang)銅(tong)(tong)。1975年(nian)甘肅東(dong)鄉(xiang)林家馬家窯文化遺址(約(yue)(yue)公元(yuan)前3000左右)出土一件青銅(tong)(tong)刀,這(zhe)是目(mu)前在(zai)中(zhong)(zhong)國發現的(de)(de)最早的(de)(de)青銅(tong)(tong)器(qi),是中(zhong)(zhong)國進(jin)入青銅(tong)(tong)時代的(de)(de)證明。相對西(xi)亞、南亞及北非于距今約(yue)(yue)6500年(nian)前先(xian)后進(jin)入青銅(tong)(tong)時代而言,中(zhong)(zhong)國青銅(tong)(tong)時代的(de)(de)到來較晚。中(zhong)(zhong)國存(cun)在(zai)一個銅(tong)(tong)器(qi)與石器(qi)并(bing)用(yong)(yong)時代,年(nian)代距今約(yue)(yue)為5500~4500年(nian)。中(zhong)(zhong)國在(zai)此(ci)基礎上發明青銅(tong)(tong)合(he)金,與世界青銅(tong)(tong)器(qi)發展模式(shi)相同。
“國(guo)之大(da)(da)事(shi)(shi),在祀(si)及戎。”對于中國(guo)先秦(qin)中原各國(guo)而言,最大(da)(da)的(de)(de)(de)事(shi)(shi)情莫過于祭祀(si)和(he)(he)對外戰爭。作(zuo)為代表當時(shi)最先進的(de)(de)(de)金屬冶(ye)煉、鑄造技術的(de)(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong),也主要(yao)用(yong)在祭祀(si)禮儀(yi)和(he)(he)戰爭上。夏(xia)、商、周三代所發現(xian)的(de)(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)器(qi),其功能(用(yong))均為禮儀(yi)用(yong)具(ju)和(he)(he)武(wu)器(qi)以及圍繞二(er)者的(de)(de)(de)附(fu)屬用(yong)具(ju),這一點與世(shi)界各國(guo)青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)有區別,形成了具(ju)有中國(guo)傳(chuan)統特(te)色的(de)(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)文化(hua)體系(xi)。
一(yi)般把中國(guo)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)文(wen)化(hua)的發(fa)展劃分為三大(da)階(jie)段,即形成(cheng)期(qi)(qi)(qi)、鼎盛(sheng)時(shi)(shi)(shi)期(qi)(qi)(qi)和轉變(bian)期(qi)(qi)(qi)。形成(cheng)期(qi)(qi)(qi)是(shi)指(zhi)龍(long)山(shan)時(shi)(shi)(shi)代(dai),距今4500~4000年(nian);鼎盛(sheng)期(qi)(qi)(qi)即中國(guo)青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)時(shi)(shi)(shi)代(dai),時(shi)(shi)(shi)代(dai)包括(kuo)夏、商、西(xi)周(zhou)、春秋及戰國(guo)早期(qi)(qi)(qi),延(yan)續時(shi)(shi)(shi)間約(yue)一(yi)千六百余年(nian),也就(jiu)是(shi)中國(guo)傳統體(ti)系的青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)文(wen)化(hua)時(shi)(shi)(shi)代(dai);轉變(bian)時(shi)(shi)(shi)期(qi)(qi)(qi)指(zhi)戰國(guo)末期(qi)(qi)(qi)~秦漢時(shi)(shi)(shi)期(qi)(qi)(qi),青(qing)(qing)銅(tong)器(qi)(qi)已逐(zhu)步(bu)被鐵器(qi)(qi)取代(dai),不(bu)僅數量(liang)上大(da)減,而且也由原(yuan)來禮樂(le)兵器(qi)(qi)及使用(yong)在禮儀祭(ji)祀(si),戰爭活(huo)動(dong)等等重(zhong)要場合變(bian)成(cheng)日(ri)常用(yong)具,其(qi)相應(ying)的器(qi)(qi)別種(zhong)類、構造特征、裝(zhuang)飾藝術也發(fa)生(sheng)了轉折性的變(bian)化(hua)。
距今(jin)4500~4000年龍(long)山時(shi)代(dai),相(xiang)當于堯舜禹傳說時(shi)代(dai)。古文獻上記載當時(shi)人(ren)們已開始冶(ye)鑄青銅(tong)(tong)器。黃河、長(chang)江中下游(you)地(di)區的(de)龍(long)山時(shi)代(dai)遺址(zhi)(zhi)里,經考古發(fa)掘,在幾十處(chu)遺址(zhi)(zhi)里發(fa)現(xian)了青銅(tong)(tong)器制品。從現(xian)有的(de)材料來看,形成期的(de)銅(tong)(tong)器有以(yi)下特點:
1、紅銅(tong)(tong)(tong)與青銅(tong)(tong)(tong)器并(bing)存,并(bing)出(chu)(chu)現(xian)(xian)黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)。甘肅省(sheng)東鄉林家遺(yi)址(zhi),出(chu)(chu)土(tu)(tu)一(yi)件范(fan)鑄的(de)青銅(tong)(tong)(tong)刀;河北(bei)省(sheng)唐山(shan)大城山(shan)遺(yi)址(zhi)發現(xian)(xian)兩件帶孔紅銅(tong)(tong)(tong)牌飾;河南省(sheng)登(deng)封王(wang)城崗龍山(shan)城內(nei)出(chu)(chu)土(tu)(tu)一(yi)件含錫7%的(de)青銅(tong)(tong)(tong)容(rong)器殘片;山(shan)西省(sheng)襄汾(fen)陶寺(si)墓(mu)地(di)內(nei)出(chu)(chu)土(tu)(tu)一(yi)件完整銅(tong)(tong)(tong)鈴,系紅銅(tong)(tong)(tong);山(shan)東膠(jiao)縣三里河遺(yi)址(zhi)出(chu)(chu)土(tu)(tu)兩件黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)錐(zhui);山(shan)東省(sheng)棲霞(xia)楊家圈出(chu)(chu)土(tu)(tu)黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)殘片。發現(xian)(xian)銅(tong)(tong)(tong)質制品數(shu)量最多的(de)是(shi)(shi)甘肅、青海、寧(ning)夏(xia)一(yi)帶的(de)齊家文(wen)化,有好(hao)幾處(chu)墓(mu)地(di)出(chu)(chu)土(tu)(tu)刀、錐(zhui)、鉆(zhan)、環和(he)銅(tong)(tong)(tong)鏡,有些(xie)是(shi)(shi)青銅(tong)(tong)(tong),有些(xie)是(shi)(shi)紅銅(tong)(tong)(tong)。制作技術方面,有的(de)是(shi)(shi)鍛打的(de),有的(de)是(shi)(shi)用(yong)范(fan)鑄造的(de),比較先(xian)進。
2、青(qing)銅(tong)器(qi)品種較少(shao),多(duo)屬(shu)于日常(chang)工具和生活類,如刀、錐、鉆、環、銅(tong)鏡、裝飾品等。但是應當承認當時(shi)人們(men)已能(neng)夠制造容(rong)(rong)器(qi)。此外,在(zai)龍山文化中常(chang)見紅色(se)或黃(huang)色(se)陶(tao)鬶(gui)(gui),且流口(kou),腹襠部常(chang)有模仿的(de)金屬(shu)鉚釘,如果認為這時(shi)的(de)銅(tong)鬶(gui)(gui)容(rong)(rong)器(qi)與(yu)夏商銅(tong)鬶(gui)(gui),爵、斝容(rong)(rong)器(qi)功能(neng)一樣的(de)話,當時(shi)的(de)青(qing)銅(tong)器(qi)已經在(zai)或開始轉向禮器(qi)了。
3、一般小遺址(zhi)也出土銅(tong)制品(pin)(pin),一般居民也擁青銅(tong)制品(pin)(pin)。此外,這個時期的青銅(tong)制品(pin)(pin)多樸(pu)實(shi)無飾,就是有紋(wen)(wen)飾的銅(tong)鏡(jing)也僅(jin)為星(xing)條紋(wen)(wen)、三角(jiao)紋(wen)(wen)等等的幾何文飾,絕無三代青銅(tong)器紋(wen)(wen)飾的神秘感。
鼎盛期(qi)(qi)即中(zhong)(zhong)(zhong)國青(qing)銅器(qi)(qi)(qi)(qi)時代,包括(kuo)夏、商、西周、春秋及(ji)戰國早期(qi)(qi),延續時間約一(yi)千六(liu)百余年。這(zhe)個時期(qi)(qi)的(de)(de)(de)青(qing)銅器(qi)(qi)(qi)(qi)主要分為禮(li)樂(le)器(qi)(qi)(qi)(qi)、兵器(qi)(qi)(qi)(qi)及(ji)雜器(qi)(qi)(qi)(qi)。樂(le)器(qi)(qi)(qi)(qi)也(ye)主要用(yong)在宗(zong)廟祭祀活動中(zhong)(zhong)(zhong)。禮(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)古代繁(fan)文(wen)縟節(jie)的(de)(de)(de)禮(li)儀中(zhong)(zhong)(zhong)使用(yong)的(de)(de)(de),或(huo)陳(chen)于廟堂,或(huo)用(yong)于宴飲、盥洗,還有(you)一(yi)些(xie)是(shi)專門做殉(xun)葬的(de)(de)(de)明器(qi)(qi)(qi)(qi)。青(qing)銅禮(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)帶有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)神圣性,是(shi)不(bu)能(neng)在一(yi)般生活場合使用(yong)的(de)(de)(de)。所有(you)青(qing)銅器(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong),禮(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)數量最(zui)多,制作(zuo)(zuo)也(ye)最(zui)精(jing)美。禮(li)樂(le)器(qi)(qi)(qi)(qi)可以代表中(zhong)(zhong)(zhong)國青(qing)銅器(qi)(qi)(qi)(qi)制作(zuo)(zuo)工藝的(de)(de)(de)最(zui)高水平。禮(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)種類包括(kuo)烹(peng)炊(chui)器(qi)(qi)(qi)(qi)、食器(qi)(qi)(qi)(qi)、酒器(qi)(qi)(qi)(qi)、水器(qi)(qi)(qi)(qi)和神像類。這(zhe)一(yi)時期(qi)(qi)的(de)(de)(de)青(qing)銅器(qi)(qi)(qi)(qi)裝飾最(zui)為精(jing)美,文(wen)飾種類也(ye)較(jiao)多。
青銅(tong)(tong)器(qi)(qi)最常(chang)見花(hua)紋(wen)(wen)(wen)之一,是(shi)饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen),也叫獸面紋(wen)(wen)(wen)。這種紋(wen)(wen)(wen)飾(shi)最早出現在距今五千年前長江下(xia)游(you)地區的(de)(de)良渚文(wen)化玉器(qi)(qi)上,山東龍(long)山文(wen)化繼承(cheng)了(le)這種紋(wen)(wen)(wen)飾(shi)。饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen),本身就(jiu)有濃厚的(de)(de)神秘色彩。《呂(lv)氏春秋(qiu)·先識(shi)》篇內(nei)云:“周(zhou)鼎著饕(tao)餮(tie),有首無身,食人(ren)未咽,害及其身。”故此,一般(ban)把這種獸面紋(wen)(wen)(wen)稱之為(wei)饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)。饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)在二里頭夏文(wen)化中青銅(tong)(tong)器(qi)(qi)上已有了(le)。商(shang)周(zhou)兩代的(de)(de)饕(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)類(lei)型很多,有的(de)(de)像(xiang)(xiang)龍(long)、像(xiang)(xiang)虎、像(xiang)(xiang)牛、像(xiang)(xiang)羊、像(xiang)(xiang)鹿;還有像(xiang)(xiang)鳥、像(xiang)(xiang)鳳(feng)、像(xiang)(xiang)人(ren)的(de)(de)。西周(zhou)時代,青銅(tong)(tong)器(qi)(qi)紋(wen)(wen)(wen)飾(shi)的(de)(de)神秘色彩逐漸(jian)減退。龍(long)和鳳(feng),仍(reng)然是(shi)許多青銅(tong)(tong)器(qi)(qi)花(hua)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)母題。可(ke)以說(shuo)許多圖案(an)化的(de)(de)花(hua)紋(wen)(wen)(wen),實(shi)際是(shi)從(cong)龍(long)蛇、鳳(feng)鳥兩大類(lei)紋(wen)(wen)(wen)飾(shi)衍(yan)變而來的(de)(de)。
蟬紋(wen),是(shi)(shi)商代(dai)、西周(zhou)常(chang)見(jian)的(de)花紋(wen),到了(le)春秋(qiu),還(huan)(huan)有(you)(you)變形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)蟬紋(wen)。春秋(qiu)時(shi)代(dai),螭龍紋(wen)盛行,逐漸占據了(le)統治(zhi)地位,把其他花紋(wen)差不(bu)(bu)多(duo)(duo)都(dou)擠掉了(le)。中國青(qing)銅器還(huan)(huan)有(you)(you)一特(te)點,就是(shi)(shi)迄今為止沒有(you)(you)發現過任(ren)何肖(xiao)像(xiang)(xiang)。不(bu)(bu)少的(de)青(qing)銅器用人(ren)(ren)的(de)面(mian)形(xing)(xing)(xing)(xing)作為裝飾品,如人(ren)(ren)面(mian)方鼎、人(ren)(ren)面(mian)鉞等,但這些人(ren)(ren)面(mian)都(dou)不(bu)(bu)是(shi)(shi)什么特(te)定人(ren)(ren)物(wu)的(de)面(mian)容(rong)。更多(duo)(duo)的(de)器物(wu)是(shi)(shi)人(ren)(ren)的(de)整體形(xing)(xing)(xing)(xing)象,如人(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)燈或(huo)器座;或(huo)者以(yi)人(ren)(ren)的(de)整體作為器物(wu)的(de)一部(bu)分,如鐘(zhong)架有(you)(you)佩劍(jian)人(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)(xing)舉手托住橫梁,銅盤(pan)下(xia)有(you)(you)幾個人(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)(xing)器足(zu)之類(lei),這些人(ren)(ren)形(xing)(xing)(xing)(xing)大部(bu)分是(shi)(shi)男女(nv)侍從的(de)裝束(shu),而且也不(bu)(bu)是(shi)(shi)特(te)定婢(bi)奴的(de)肖(xiao)像(xiang)(xiang)。四川廣漢三星堆出土的(de)立(li)體像(xiang)(xiang)、人(ren)(ren)頭像(xiang)(xiang),大小均(jun)超過正常(chang)人(ren)(ren),均(jun)長耳突目,高鼻闊(kuo)口,富(fu)于神(shen)秘(mi)色(se)彩,應是(shi)(shi)神(shen)話人(ren)(ren)物(wu)。
商周青銅器中數以萬計(ji)的銅器留(liu)有(you)銘文(wen),這些(xie)文(wen)字,一般(ban)叫金(jin)文(wen)。對于歷史(shi)學者(zhe)而言起著證(zheng)史(shi)、補史(shi)的作用(yong)。
中(zhong)國青銅器(qi)的銘文,文字(zi)以鑄(zhu)成者為多。凹入(ru)的字(zi)樣(yang),稱為陰文,少(shao)數文字(zi)凸起,稱陽文。商代和西周,可以說(shuo)銘文都是鑄(zhu)成的,只有極(ji)個別(bie)用鋒利的工具刻字(zi)的例子。
西周晚(wan)期,開始出現完全是(shi)刻(ke)成的(de)銘文(wen)。戰(zhan)國中期,大多數銘文(wen)已(yi)經是(shi)刻(ke)制(zhi)的(de),連河北省(sheng)平山中山王(wang)漢墓(mu)的(de)三(san)件極為(wei)典(dian)重的(de)禮器,都是(shi)契刻(ke)而成,其刀法異常圓熟,有很(hen)高的(de)藝術價(jia)值。
中國古代青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)另一(yi)個(ge)突出(chu)特征(zheng)是制作工藝的(de)(de)(de)精巧絕倫,顯示出(chu)古代匠師們巧奪(duo)天工的(de)(de)(de)創造(zao)才(cai)能。用陶質的(de)(de)(de)復(fu)合范(fan)澆鑄(zhu)(zhu)制作青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)和范(fan)法(fa),在(zai)中國古代得到充分的(de)(de)(de)發展(zhan)。陶范(fan)的(de)(de)(de)選料塑模翻范(fan),花紋刻制均極為(wei)(wei)考究,渾鑄(zhu)(zhu)、分鑄(zhu)(zhu)、鑄(zhu)(zhu)接、疊鑄(zhu)(zhu)技(ji)術(shu)非常成熟。隨后發展(zhan)出(chu)來無須分鑄(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)失蠟法(fa)工藝技(ji)術(shu),無疑是青(qing)銅(tong)鑄(zhu)(zhu)造(zao)工藝的(de)(de)(de)一(yi)大進步。古人認(ren)為(wei)(wei)青(qing)銅(tong)器(qi)(qi)極其牢固,銘文可以(yi)流傳不朽,因(yin)此要(yao)長期(qi)流傳的(de)(de)(de)事項必須鑄(zhu)(zhu)在(zai)青(qing)銅(tong)物之上。因(yin)此,銘文已成為(wei)(wei)今天研究古代歷史的(de)(de)(de)重要(yao)材料。
在(zai)青(qing)銅器上加以鑲(xiang)嵌以增加美觀,這種(zhong)技術很早就(jiu)出現了。鑲(xiang)嵌的(de)(de)材(cai)料,第一種(zhong)是綠松石,這種(zhong)綠色的(de)(de)寶石,至今(jin)仍應(ying)用(yong)(yong)在(zai)首飾(shi)上。第二種(zhong)是玉,有玉援(yuan)(yuan)戈,玉葉的(de)(de)矛,玉刃的(de)(de)斧鉞(yue)等(deng)。第三種(zhong)隕鐵,如鐵刃銅鉞(yue),鐵援(yuan)(yuan)銅刃,經鑒(jian)定(ding),鐵刃均為(wei)碩鐵。第四種(zhong)是嵌紅銅,用(yong)(yong)紅銅來(lai)組成獸(shou)形花紋。春秋戰國(guo)時也有用(yong)(yong)金、銀來(lai)鑲(xiang)嵌裝飾(shi)的(de)(de)青(qing)銅器。
東(dong)周時代,冶鑄(zhu)技術(shu)發展較高(gao),出現(xian)了(le)(le)制造青(qing)銅器的(de)(de)技術(shu)總結性文獻《考(kao)工記》。書中對制作(zuo)鐘鼎、斧斤、弋戟等各(ge)種器物所用青(qing)銅中銅錫的(de)(de)比(bi)例做了(le)(le)詳細的(de)(de)規定(ding)。由于戰(zhan)爭頻繁(fan),兵器鑄(zhu)造得到(dao)了(le)(le)迅速(su)發展。特(te)別是吳、越(yue)的(de)(de)寶劍(jian),異(yi)常(chang)鋒利,名聞天(tian)下(xia)(xia),出現(xian)了(le)(le)一(yi)些著名的(de)(de)鑄(zhu)劍(jian)的(de)(de)匠(jiang)師,如干將,歐冶子等人(ren)。有的(de)(de)寶劍(jian)雖已在地下(xia)(xia)埋(mai)藏兩千(qian)多年,但仍然(ran)可以切(qie)開成疊的(de)(de)紙張。越(yue)王勾踐劍(jian)等一(yi)些劍(jian),其表面經過(guo)一(yi)定(ding)的(de)(de)化學處(chu)理(li),形成防(fang)銹的(de)(de)菱形、鱗片形或火焰(yan)形的(de)(de)花紋(wen),異(yi)常(chang)華(hua)麗。
轉變時期(qi)一(yi)般指戰國末年(nian)至秦(qin)漢末年(nian)這一(yi)時期(qi)。經(jing)過(guo)幾百(bai)年(nian)的(de)兼(jian)并戰爭及(ji)以富(fu)國、強兵(bing)為目的(de)的(de)政治、經(jing)濟、文化改革(ge),以郡縣制(zhi)(zhi)取代(dai)分封(feng)制(zhi)(zhi),具有中(zhong)央集權性質的(de)封(feng)建社(she)會最終建立(li),傳統的(de)禮(li)儀制(zhi)(zhi)度(du)已(yi)徹底瓦解,鐵制(zhi)(zhi)品已(yi)廣(guang)泛(fan)使用。社(she)會各領域均發生(sheng)了翻天覆地的(de)變化。
青(qing)銅器(qi)(qi)在社(she)會生活中(zhong)的(de)地位逐漸下降,器(qi)(qi)物(wu)大多日用化(hua),但是具體(ti)到某(mou)些(xie)青(qing)銅器(qi)(qi),精(jing)美的(de)作品還是不少的(de)。如在陜西臨潼秦始皇陵掘獲的(de)兩乘(cheng)(cheng)銅車(che)(che)馬(ma)。第一乘(cheng)(cheng)駕四馬(ma),車(che)(che)上(shang)有(you)棚,御者(zhe)為坐狀。這兩乘(cheng)(cheng)車(che)(che)馬(ma)均為青(qing)銅器(qi)(qi)鑄件構成,大小與實際(ji)合乎比例,極其精(jing)巧。車(che)(che)馬(ma)上(shang)還有(you)不少金銀(yin)飾件,通體(ti)施以(yi)彩繪(hui)。第二乘(cheng)(cheng)馬(ma),長3.17、高1.06米,可以(yi)說是迄今發掘到的(de)形制巨大、結構又最復雜的(de)青(qing)銅器(qi)(qi)。
到(dao)了東漢末年(nian),陶瓷(ci)器(qi)(qi)得到(dao)較大(da)發(fa)展,在社會生活中的作用日益重要,從而把日用青銅(tong)器(qi)(qi)皿(min)進一步從生活中排擠出去(qu)。至于(yu)兵器(qi)(qi),工具(ju)等方面,這時鐵器(qi)(qi)早已占了主導(dao)地位。隋唐時期(qi)的銅(tong)器(qi)(qi)主要是各類精美(mei)的銅(tong)鏡,一般均有(you)各種銘(ming)文。自(zi)此以后,青銅(tong)器(qi)(qi)除(chu)了銅(tong)鏡外(wai),可(ke)以說不再有(you)什么發(fa)展了。
外觀 銅呈紫紅色光澤的金(jin)屬
密度 8.92克(ke)/立方厘米
熔(rong)點 1083.4℃
沸點 2567℃
延展性 很好
導熱和(he)導電(dian)性能(neng) 較好
磁性 抗磁性
晶體類型 面心立方結(jie)構
電阻率(lv) 1.75×10-8Ω·m
聲速(室溫) 3810(m/s)
楊(yang)氏模量 110-128GPa
剪切模量 48GPa
泊松比 0.34
莫氏硬度 3
維氏硬度 343–369MPa
布(bu)氏硬度 235–878MPa
固態密度 8.960g/cm3
熔融(rong)液態密度(du) 8.920g/cm3
比熱容 24.440J/(mol·K)
汽化熱 300.4kJ/mol
融(rong)化熱 13.26kJ/mol
熱導率 401W/(m.K)
膨脹系數 (25°C)16.5μm/(m·K)
化合價 通常為+2,也有+1(3價銅(tong)(tong)僅在少數不穩定的化合物中(zhong)出現,例如銅(tong)(tong)酸鉀(jia)KCuO2)
在(zai)地殼(ke)中(zhong)的含量(ppm) 50
在太陽中的含(han)量(ppm) 0.7
電離能(neng) 7.726電子伏特
焰色為 綠色
原子大小與結構
電子層 K-L-M-N
電子層分布 2-8-18-1
電子排布(bu)式 1s22s22p63s23p63d104s1
原子半徑 128pm
范德(de)華半徑 140pm
與氧氣的反應
銅是不(bu)太活潑的重(zhong)金屬,在常(chang)溫下不(bu)與干燥空氣(qi)中的氧(yang)(yang)氣(qi)化合,加熱(re)時能(neng)產生黑(hei)色的氧(yang)(yang)化銅:
如果(guo)繼(ji)續在很高溫(wen)度下燃燒,就生成(cheng)紅色(se)的Cu2O:
與空氣的反應(與O2、H2O、CO2反應)
在潮(chao)濕的空(kong)氣中放久后,銅(tong)表面會(hui)慢慢生成一(yi)層銅(tong)綠(堿(jian)式碳酸(suan)銅(tong)),銅(tong)綠可防止(zhi)金屬進一(yi)步腐蝕,其組成是可變(bian)的。
或:
與鹵素的反應
銅可與氯氣(qi)在點燃條件(jian)下化合。
與硫的反應
加熱時,銅與硫(liu)直(zhi)接化合生成(cheng)硫(liu)化亞銅(Cu2S):
與氯化鐵溶液反應
在電(dian)子(zi)工業中,常用FeCl3溶液來刻蝕(shi)銅,以制(zhi)造印(yin)刷線路。
與空氣和稀酸反應
在電位序(金屬活(huo)動性順序)中,銅族元(yuan)素都在氫(qing)以后,所以不能置換稀酸中的氫(qing)。但當(dang)有空(kong)氣(qi)存在時,銅可(ke)先被(bei)氧化(hua)成(cheng)氧化(hua)銅,然后再與(yu)酸作用(yong)然后緩慢(man)溶于這些稀酸中。方程(cheng)式見(jian)下:
與濃鹽酸反應
該反應(ying)符合置換反應(ying)。
與氧化性酸反應
銅(tong)會被硝酸(suan)、濃硫酸(suan)(需加熱)等(deng)氧(yang)化性酸(suan)氧(yang)化而(er)溶解(jie):
催化劑
銅能充當(dang)一些有機反應的(de)催化(hua)(hua)劑,如酒精(jing)的(de)催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua):
銅有29個同位(wei)素。Cu-63和Cu-65很(hen)穩定,它們的(de)自旋量子數都為3/2。
同位素 豐度 半(ban)衰期 方式 能量(liang)(MeV) 產物
63Cu 69.15% 穩定(ding),帶34個中子
64Cu 人造(zao) 12.700小時 ε - Ni
β - Zn
65Cu 30.85% 穩定,帶36個中子
67Cu 人造 61.83小時 β - Zn
實驗室常用還原劑(ji)(如氫氣)還原氧化銅制(zhi)得金屬銅。如:
銅常見的(de)價態是+1和+2。
銅(I)
銅(tong)(tong)(tong)(I)通常稱為亞(ya)(ya)銅(tong)(tong)(tong),氯化(hua)亞(ya)(ya)銅(tong)(tong)(tong)(CuCl)、氧(yang)化(hua)亞(ya)(ya)銅(tong)(tong)(tong)(Cu2O)、硫化(hua)亞(ya)(ya)銅(tong)(tong)(tong)(Cu2S)都是常見(jian)的一價銅(tong)(tong)(tong)化(hua)合物。[Cu(NH3)2]2-是亞(ya)(ya)銅(tong)(tong)(tong)和氨的配離子,無色(se),易被氧(yang)化(hua),在酸性溶液中自行歧(qi)化(hua),生成Cu(II)和Cu。
銅(II)
銅(tong)(II)是銅(tong)最常見的(de)(de)(de)價態(tai),它可(ke)以和絕大部分常見的(de)(de)(de)陰離子形(xing)成(cheng)鹽,如眾(zhong)所周(zhou)知的(de)(de)(de)硫酸(suan)銅(tong),存在白(bai)色(se)的(de)(de)(de)無(wu)水(shui)物和藍色(se)的(de)(de)(de)五水(shui)合物。堿式碳酸(suan)銅(tong),又稱銅(tong)綠,有(you)好幾種組成(cheng)形(xing)式。氯化銅(tong)和硝酸(suan)銅(tong)也是重要的(de)(de)(de)銅(tong)鹽。
銅(tong)(II)可以形成一系(xi)列的配離子,如Cu(H2O)4(藍色(se))、CuCl4(黃綠(lv))、Cu(NH3)4(深藍)等(deng),它們的顏色(se)也(ye)不盡相同。
常見銅化合物
硫酸銅(CuSO4)、醋酸銅((CH3COO)2Cu)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)銅(CuO)和氧(yang)化(hua)(hua)(hua)亞銅(Cu2O)、氯化(hua)(hua)(hua)銅(CuCl2)和氯化(hua)(hua)(hua)亞銅(CuCl)、硝酸銅(Cu(NO3)2)、氰化(hua)(hua)(hua)銅(Cu(CN)2)、脂肪酸銅、環烷酸銅(C22H14CuO4)等(deng)。
銅(tong)是(shi)與人類關(guan)系非常密切(qie)的(de)有色金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu),被廣泛(fan)地應用(yong)于(yu)(yu)電氣、輕工、機械制造(zao)、建(jian)筑(zhu)工業(ye)、國防工業(ye)等領域(yu),在中國有色金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料的(de)消費(fei)中僅次于(yu)(yu)鋁。銅(tong)是(shi)一種(zhong)紅(hong)色金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu),同時也是(shi)一種(zhong)綠色金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)。說它是(shi)綠色金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu),主要是(shi)因為它熔(rong)點較(jiao)低,容易再熔(rong)化(hua)、再冶煉(lian),因而回收(shou)利用(yong)相當地便宜。古代主要用(yong)于(yu)(yu)器(qi)皿(min)、藝(yi)術(shu)(shu)品及武器(qi)鑄(zhu)造(zao),比較(jiao)有名的(de)器(qi)皿(min)及藝(yi)術(shu)(shu)品如后母戊鼎、四羊方尊。
電(dian)(dian)(dian)器(qi)和(he)(he)電(dian)(dian)(dian)子市場(chang)約(yue)占總數的(de)28%。1997年(nian)(nian),這兩個市場(chang)成(cheng)為(wei)(wei)銅(tong)消耗的(de)第二大終(zhong)端(duan)用(yong)戶,擁(yong)有(you)25%的(de)市場(chang)份額(e)。在許多(duo)電(dian)(dian)(dian)器(qi)產品(pin)(pin)(例如(ru)(ru):電(dian)(dian)(dian)線、母(mu)線、變壓器(qi)繞組、重型馬(ma)達、電(dian)(dian)(dian)話(hua)(hua)線和(he)(he)電(dian)(dian)(dian)話(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)纜),銅(tong)的(de)使用(yong)壽(shou)命都相當(dang)地長(chang),只有(you)經過20到(dao)50年(nian)(nian)以后,里面的(de)銅(tong)才可以進行回收(shou)利用(yong)。其他含銅(tong)的(de)電(dian)(dian)(dian)器(qi)和(he)(he)電(dian)(dian)(dian)子產品(pin)(pin)(比如(ru)(ru):小型電(dian)(dian)(dian)器(qi)和(he)(he)消費電(dian)(dian)(dian)子產品(pin)(pin))使用(yong)壽(shou)命則比較(jiao)短,一般是5~10年(nian)(nian)。商業性電(dian)(dian)(dian)子產品(pin)(pin)和(he)(he)大型電(dian)(dian)(dian)器(qi)產品(pin)(pin)通常要回收(shou)的(de),因(yin)(yin)為(wei)(wei)它們除含有(you)銅(tong)以外,還有(you)其他珍貴的(de)金(jin)屬。盡管如(ru)(ru)此,小型的(de)電(dian)(dian)(dian)子消費產品(pin)(pin)的(de)回收(shou)率還是相當(dang)低(di)的(de),因(yin)(yin)為(wei)(wei)它們里面幾乎沒有(you)多(duo)少銅(tong)元(yuan)素。
隨著(zhu)電(dian)子領域科(ke)學技術的(de)快速發展,一些(xie)(xie)陳舊的(de)含銅(tong)(tong)產(chan)品越(yue)來越(yue)過時(shi)了。比(bi)如,在二(er)十(shi)世紀(ji)80年代,電(dian)話轉換站和中(zhong)央營業所是銅(tong)(tong)和銅(tong)(tong)合金(jin)碎屑的(de)主要(yao)來源,但是數(shu)字(zi)轉換的(de)出現使(shi)得這(zhe)些(xie)(xie)笨重的(de)、金(jin)屬密集的(de)東西變(bian)得越(yue)來越(yue)過時(shi)了。
交通設備是銅的(de)(de)(de)(de)第(di)三大市(shi)場(chang),約占(zhan)總數的(de)(de)(de)(de)13%,與二(er)十世(shi)紀60年代(dai)基本(ben)相(xiang)同。盡管交通的(de)(de)(de)(de)重要性沒(mei)有改(gai)變,但是銅的(de)(de)(de)(de)使用(yong)形(xing)式卻發生了很大的(de)(de)(de)(de)變化。許多年來(lai)(lai),自動散熱器(qi)(qi)(qi)是這方面最重要的(de)(de)(de)(de)終(zhong)端用(yong)戶(hu);然而,銅在(zai)自動電器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)電子產品中的(de)(de)(de)(de)使用(yong)飛速(su)增長(chang),而在(zai)熱交換(huan)器(qi)(qi)(qi)市(shi)場(chang)中的(de)(de)(de)(de)使用(yong)則有所下降。小轎(jiao)車的(de)(de)(de)(de)平均使用(yong)壽命(ming)是10-15年,幾乎(hu)所有的(de)(de)(de)(de)銅(包括(kuo)散熱器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)配(pei)線)都(dou)是在(zai)它的(de)(de)(de)(de)整體拆卸和(he)(he)回收前來(lai)(lai)進(jin)行回收的(de)(de)(de)(de)。
工(gong)業(ye)機器和(he)設備是(shi)另(ling)外一個主(zhu)要(yao)的(de)應用市(shi)場(chang),在(zai)當中(zhong)銅往往有比(bi)較長的(de)使(shi)用壽命。硬幣和(he)軍火是(shi)這方面主(zhu)要(yao)的(de)終端用戶(hu)。子彈很(hen)少回收,一些硬幣可以熔化(hua),而還有許多則由收藏者(zhe)(zhe)或儲蓄者(zhe)(zhe)保存,不可以進行回收。在(zai)機械(xie)和(he)運輸車輛制造中(zhong),用于制造工(gong)業(ye)閥門和(he)配(pei)件(jian)、儀表、滑動軸承、模具(ju)、熱交換器和(he)泵等。
在化(hua)學(xue)工業中廣泛應用于制造(zao)真空器、蒸餾鍋(guo)、釀造(zao)鍋(guo)等。
在國防工業中用以制造子彈、炮彈、槍(qiang)炮零件等,每生產300萬發(fa)子彈,需用銅13~14噸。
在建(jian)筑工業(ye)中,用(yong)作各(ge)種管道、管道配件、裝(zhuang)飾器件等。
醫學中,銅(tong)的(de)殺菌作(zuo)用(yong)很早就(jiu)被認知。自20世紀50年代以來,人(ren)們還發現銅(tong)有非常好的(de)醫學用(yong)途。后來,墨(mo)西哥科學家也發現銅(tong)有抗癌功能。新世紀,英(ying)國研究(jiu)人(ren)員(yuan)又(you)發現,銅(tong)元素有很強的(de)殺菌作(zuo)用(yong)。相(xiang)信不久的(de)將來,銅(tong)元素將為提高(gao)人(ren)類健(jian)康(kang)水平做出巨大貢獻。
有(you)機化學中,有(you)機銅(tong)鋰化合物是一類重要的金屬有(you)機化合物。
銅的重要合金
黃(huang)銅(tong) 黃(huang)銅(tong)是銅(tong)與(yu)鋅的合金(jin),因色(se)黃(huang)而得名。黃(huang)銅(tong)的機械性能和(he)耐(nai)磨性能都很好(hao),可用(yong)于(yu)制造精(jing)密儀器、船舶的零件、槍炮的彈殼等(deng)。黃(huang)銅(tong)敲起來聲音好(hao)聽(ting),因此鑼(luo)、鈸(ba)、鈴(ling)、號等(deng)樂器都是用(yong)黃(huang)銅(tong)制作的。
航海黃銅(tong) 銅(tong)與鋅、錫的合金,抗海水侵蝕,可用(yong)來制作船的零(ling)件、平衡器(qi)。
青(qing)銅(tong) 銅(tong)與錫的(de)(de)合金(jin)叫青(qing)銅(tong),因(yin)色青(qing)而得(de)名。在古代為(wei)常(chang)用合金(jin)(如中國的(de)(de)青(qing)銅(tong)時(shi)代)。青(qing)銅(tong)一般具有較好的(de)(de)耐腐蝕性(xing)、耐磨性(xing)、鑄造性(xing)和優(you)良的(de)(de)機械(xie)性(xing)能。用于制造精密軸承、高壓軸承、船舶上抗(kang)海水腐蝕的(de)(de)機械(xie)零件以及各種板材、管(guan)材、棒材等。青(qing)銅(tong)還有一個反常(chang)的(de)(de)特性(xing)——“熱縮冷脹(zhang)”,用來(lai)鑄造塑(su)像,冷卻后膨脹(zhang),可以使眉目更清楚(chu)。
磷(lin)青銅 銅與錫、磷(lin)的(de)合金,堅硬,可(ke)制彈簧。
白銅 白銅是銅與鎳的合(he)金,其色澤和銀一(yi)樣,銀光閃(shan)閃(shan),不(bu)易生銹。常(chang)用于制造硬幣(bi)、電器、儀表(biao)和裝飾品。
18K金(jin)(jin)(玫(mei)瑰金(jin)(jin)) 6/24的(de)銅(tong)與(yu)18/24的(de)金(jin)(jin)的(de)合金(jin)(jin)。紅黃(huang)色(se),硬(ying)度大,可用來制(zhi)作首飾、裝飾品。
從銅(tong)礦中(zhong)開采出來(lai)的銅(tong)礦石,經(jing)過(guo)選礦成(cheng)為(wei)(wei)含銅(tong)品(pin)位較高(gao)的銅(tong)精(jing)礦或者說是(shi)銅(tong)礦砂,銅(tong)精(jing)礦需要經(jing)過(guo)冶煉提成(cheng),才能(neng)成(cheng)為(wei)(wei)精(jing)銅(tong)及銅(tong)制品(pin)。最(zui)早的銅(tong)礦石來(lai)源(yuan)是(shi)孔雀石。
銅礦石的分類及屬(shu)性:
煉(lian)銅的原料是銅礦石(shi)。銅礦石(shi)可分為三類:
分類 示例
硫化礦 如黃(huang)銅礦(CuFeS2)、斑銅礦(Cu5FeS4)和輝(hui)銅礦(Cu2S)等。
氧(yang)化礦(kuang)(kuang) 如(ru)赤銅(tong)礦(kuang)(kuang)(Cu2O)、孔雀石[Cu?(OH)?CO?]、藍銅(tong)礦(kuang)(kuang)[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)等。
自然銅(tong) 銅(tong)礦(kuang)石中銅(tong)的含(han)量在1%左右(0.5%~3%)的便有開采價值,因(yin)為采用浮選法可以把礦(kuang)石中一部分脈(mo)石等(deng)雜質除(chu)去,而得到含(han)銅(tong)量較高(8%~35%)的精礦(kuang)砂。
通過(guo)熔(rong)融(rong)冶(ye)煉(lian)和電(dian)(dian)解(jie)精火(huo)(huo)(huo)煉(lian)生產(chan)出(chu)陰極銅,也即(ji)電(dian)(dian)解(jie)銅,一(yi)(yi)般適(shi)于高品(pin)位的(de)(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)銅礦(kuang)(kuang)。火(huo)(huo)(huo)法(fa)(fa)(fa)(fa)冶(ye)煉(lian)一(yi)(yi)般是先將(jiang)含銅百(bai)分之幾或千分之幾的(de)(de)(de)原礦(kuang)(kuang)石,通過(guo)選礦(kuang)(kuang)提高到20%~30%,作為銅精礦(kuang)(kuang),在密閉鼓風爐(lu)、反射爐(lu)、電(dian)(dian)爐(lu)或閃速爐(lu)進(jin)行造(zao)(zao)锍熔(rong)煉(lian),產(chan)出(chu)的(de)(de)(de)熔(rong)锍(冰銅)接著送入(ru)轉爐(lu)進(jin)行吹煉(lian)成粗銅,再在另一(yi)(yi)種(zhong)反射爐(lu)內經過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)精煉(lian)脫雜(za),或鑄成陽極板進(jin)行電(dian)(dian)解(jie),獲得品(pin)位高達(da)(da)(da)99.9%的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)銅。該流程簡短、適(shi)應性強(qiang),銅的(de)(de)(de)回收率可達(da)(da)(da)95%,但因礦(kuang)(kuang)石中的(de)(de)(de)硫(liu)在造(zao)(zao)锍和吹煉(lian)兩階段作為二氧化(hua)(hua)(hua)(hua)硫(liu)廢氣排出(chu),不易回收,易造(zao)(zao)成污染。90年(nian)代(dai)出(chu)現如白銀法(fa)(fa)(fa)(fa)、諾蘭(lan)達(da)(da)(da)法(fa)(fa)(fa)(fa)等熔(rong)池(chi)熔(rong)煉(lian)以及日本的(de)(de)(de)三菱法(fa)(fa)(fa)(fa)等、火(huo)(huo)(huo)法(fa)(fa)(fa)(fa)冶(ye)煉(lian)逐(zhu)漸(jian)向(xiang)連續化(hua)(hua)(hua)(hua)、自動化(hua)(hua)(hua)(hua)發展。
從銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)石(shi)冶煉(lian)銅(tong)(tong)(tong)(tong):以黃銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)為(wei)例,首(shou)先(xian)把(ba)精礦(kuang)砂(sha)、熔(rong)劑(石(shi)灰石(shi)、砂(sha)等(deng))和燃料(liao)(焦炭(tan)、木炭(tan)或無(wu)煙煤)混合,投入(ru)“密閉”鼓風爐(lu)中(zhong),在(zai)1000℃左右進(jin)行(xing)熔(rong)煉(lian)。于是礦(kuang)石(shi)中(zhong)一(yi)部(bu)分(fen)硫成(cheng)(cheng)為(wei)SO?(用于制硫酸(suan)),大部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)砷、銻等(deng)雜質成(cheng)(cheng)為(wei)As?O?、Sb?O?等(deng)揮發性物質而(er)被除去:2CuFeS?+O?=Cu?S+2FeS+SO?↑。一(yi)部(bu)分(fen)鐵的(de)(de)(de)硫化(hua)(hua)物轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)為(wei)氧化(hua)(hua)物:2FeS+3O?=2FeO+2SO?↑。Cu?S跟(gen)剩(sheng)余(yu)的(de)(de)(de)FeS等(deng)便熔(rong)融在(zai)一(yi)起(qi)而(er)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)“冰銅(tong)(tong)(tong)(tong)”(主要由(you)(you)Cu?S和FeS互相(xiang)溶解形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de),它(ta)的(de)(de)(de)含銅(tong)(tong)(tong)(tong)率在(zai)20%~50%之間,含硫率在(zai)23%~27%之間),FeO跟(gen)SiO?形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)熔(rong)渣:FeO+SiO?=FeSiO?。熔(rong)渣浮在(zai)熔(rong)融冰銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)上(shang)面,容易分(fen)離,借以除去一(yi)部(bu)分(fen)雜質。然后(hou)(hou)把(ba)冰銅(tong)(tong)(tong)(tong)移入(ru)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)中(zhong),加入(ru)熔(rong)劑(石(shi)英砂(sha))后(hou)(hou)鼓入(ru)空氣進(jin)行(xing)吹煉(lian)(1100~1300℃)。由(you)(you)于鐵比(bi)銅(tong)(tong)(tong)(tong)對(dui)氧有較大的(de)(de)(de)親和力,而(er)銅(tong)(tong)(tong)(tong)比(bi)鐵對(dui)硫有較大的(de)(de)(de)親和力,因此冰銅(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)的(de)(de)(de)FeS先(xian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)為(wei)FeO,跟(gen)熔(rong)劑結合成(cheng)(cheng)渣,而(er)后(hou)(hou)Cu?S才轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)為(wei)Cu?O,Cu?O跟(gen)Cu?S反應(ying)生(sheng)成(cheng)(cheng)粗(cu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(含銅(tong)(tong)(tong)(tong)量約為(wei)98.5%)。2Cu?S+3O?=2Cu?O+2SO?↑,2Cu?O+Cu?S=6Cu+SO?↑,再把(ba)粗(cu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)移入(ru)反射爐(lu),加入(ru)熔(rong)劑(石(shi)英砂(sha)),通入(ru)空氣,使粗(cu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)的(de)(de)(de)雜質氧化(hua)(hua),跟(gen)熔(rong)劑形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)爐(lu)渣而(er)除去。在(zai)雜質除到(dao)一(yi)定程度后(hou)(hou),再噴入(ru)重(zhong)油,由(you)(you)重(zhong)油燃燒(shao)產生(sheng)的(de)(de)(de)一(yi)氧化(hua)(hua)碳等(deng)還原性氣體使氧化(hua)(hua)亞銅(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)高溫下還原為(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)。得到(dao)的(de)(de)(de)精銅(tong)(tong)(tong)(tong)約含銅(tong)(tong)(tong)(tong)99.7%。
除了銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)精(jing)礦之外,廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)作為(wei)精(jing)煉銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)主要(yao)原料之一,包(bao)括舊廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)(he)新廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),舊廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)來自舊設備和(he)(he)舊機(ji)器,廢(fei)(fei)(fei)棄(qi)的(de)樓房和(he)(he)地(di)下(xia)管道;新廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)來自加(jia)工廠棄(qi)掉的(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)屑(銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)材的(de)產出比為(wei)50%左右),一般廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)供(gong)應較(jiao)穩定,廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)可以(yi)分(fen)為(wei):裸雜銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong):品位在90%以(yi)上;黃雜銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(電(dian)線(xian)):含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)物料(舊馬(ma)達、電(dian)路板);由廢(fei)(fei)(fei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)(he)其他類似材料生(sheng)產出的(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),也稱為(wei)再生(sheng)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。
一船適(shi)(shi)于(yu)(yu)低(di)品位的(de)氧化銅,生產出(chu)的(de)精銅稱為電積(ji)銅。現代(dai)濕法(fa)冶煉(lian)有硫酸化焙燒—浸出(chu)—電積(ji),浸出(chu)—萃取—電積(ji),細菌浸出(chu)等法(fa),適(shi)(shi)于(yu)(yu)低(di)品位復雜礦(kuang)、氧化銅礦(kuang)、含銅廢(fei)礦(kuang)石的(de)堆(dui)浸、槽浸選用或就地浸出(chu)。濕法(fa)冶煉(lian)技(ji)術正在逐步(bu)推廣,預計本世(shi)紀末可達總產量的(de)20%,濕法(fa)冶煉(lian)的(de)推出(chu)使銅的(de)冶煉(lian)成(cheng)本大大降低(di)。
銅(tong)(tong)冶(ye)煉行(xing)業(ye)是(shi)國(guo)(guo)民經濟(ji)中的基礎性行(xing)業(ye),特(te)別是(shi)我國(guo)(guo)正處于工業(ye)化階段(duan),對銅(tong)(tong)的需求保持(chi)高(gao)速(su)增長(chang),銅(tong)(tong)冶(ye)煉行(xing)業(ye)在國(guo)(guo)民經濟(ji)中的地位將不斷(duan)提高(gao)。
世(shi)(shi)界銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)資源(yuan)比(bi)較(jiao)豐富。銅(tong)(tong)不難從它的(de)礦(kuang)(kuang)石中提取(qu),但可開(kai)采的(de)礦(kuang)(kuang)藏相對稀少(shao)。有些(xie),如在(zai)瑞典法倫的(de)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang),從13世(shi)(shi)紀開(kai)始(shi),曾(ceng)是(shi)巨大(da)財富的(de)來源(yuan)。一種提取(qu)這種金屬的(de)方(fang)法是(shi)烘(hong)烤硫(liu)化礦(kuang)(kuang)石,然后(hou)(hou)用水分離出(chu)其形(xing)成的(de)硫(liu)酸銅(tong)(tong)。之后(hou)(hou)流(liu)淌過鐵屑表面銅(tong)(tong)就會沉(chen)淀(dian),形(xing)成的(de)薄層很容易分離。世(shi)(shi)界上(shang)已探(tan)明的(de)銅(tong)(tong)約為3.5~5.7億噸(dun),其中斑巖(yan)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)約占全(quan)部總量(liang)的(de)76%。從地區分布看,全(quan)球銅(tong)(tong)蘊藏量(liang)最豐富的(de)地區共有五(wu)個(ge):
非(fei)洲(zhou):剛果(guo)盧(lu)伊盧(lu)(科(ke)盧(lu)韋齊(qi))、希圖魯(lu)、贊比亞盧(lu)安夏和巴利巴、穆富利拉、恩昌加(jia)TLP、恩卡納(羅卡納)。
亞洲:中國白銀(金(jin)川)/甘(gan)肅、山(shan)東/陽(yang)谷(gu)祥光銅業大冶、貴溪、葫蘆島(dao)、金(jin)昌、上海、天津、云南、印度(du)伯爾(er)拉銅(代(dai)海伊(yi))、杜(du)蒂戈(ge)林(lin)、伊(yi)朗薩爾(er)切什(shen)梅、日本別子/愛媛(東予冶煉(lian)廠)、小坂(ban)(秋田)直(zhi)島(dao)(香川)、小名濱(bin)(福島(dao))、佐(zuo)賀關(guan)(大分)、玉野(ye)(岡山(shan))、哈(ha)薩克斯坦巴爾(er)卡(ka)什(shen)米斯、杰茲(zi)卡(ka)茲(zi)甘(gan)冶煉(lian)廠、韓(han)國溫山(shan)冶煉(lian)廠Ⅰ、溫山(shan)冶煉(lian)廠Ⅱ、菲律賓(bin)(bin)伊(yi)莎貝(bei)爾(er)/萊特(菲律賓(bin)(bin)熔(rong)煉(lian)與精(jing)煉(lian)協會(hui))、烏茲(zi)別克斯坦阿爾(er)馬雷克冶煉(lian)廠。
歐洲:奧地利(li)(li)布(bu)里(li)克斯(si)(si)(si)(si)(si)萊(lai)格(ge)比利(li)(li)時貝爾(er)(er)瑟;霍(huo)博肯、UM皮爾(er)(er)多普芬蘭哈爾(er)(er)亞(ya)瓦爾(er)(er)塔(ta)德國漢堡(bao)、黑特施泰、呂嫩Lunen170、意大利(li)(li)波代馬格(ge)拉(la)(la)、波蘭格(ge)沃(wo)古夫Ⅰ、格(ge)沃(wo)古夫Ⅱ、萊(lai)格(ge)尼(ni)察冶(ye)煉(lian)廠、羅(luo)馬尼(ni)亞(ya)茲(zi)拉(la)(la)特納冶(ye)煉(lian)廠、俄羅(luo)斯(si)(si)(si)(si)(si)基洛夫格(ge)拉(la)(la)德(卡拉(la)(la)塔(ta))、克拉(la)(la)斯(si)(si)(si)(si)(si)諾(nuo)烏(wu)拉(la)(la)爾(er)(er)斯(si)(si)(si)(si)(si)克冶(ye)煉(lian)廠、納杰日金斯(si)(si)(si)(si)(si)基、諾(nuo)里(li)爾(er)(er)斯(si)(si)(si)(si)(si)克冶(ye)煉(lian)廠、中(zhong)烏(wu)拉(la)(la)爾(er)(er)斯(si)(si)(si)(si)(si)克冶(ye)煉(lian)廠、西班(ban)牙韋爾(er)(er)瓦、瑞典倫(lun)島、英國沃(wo)爾(er)(er)索(suo)爾(er)(er)、南斯(si)(si)(si)(si)(si)拉(la)(la)夫博爾(er)(er)。
單位:千噸
美國(guo) 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(qian)蘇聯 1290 1320 1270 880
中國 346 398 470 590
法國(guo) 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
英國 512.2 355.4 327.7 269.4
十(shi)大國消費量 7157.5 6998.4 7810.9 8072.3
全球消(xiao)費量 9059.9 9033.1 10413.6 10714
年產量(千噸)
國名(ming) 1977 1982 1987 1992
智利 1056.5 1242.2 1412.9 1940
美國 1346.8 1147 1243.6 1760.5
加拿大 780.9 612.4 794.1 764.2
贊(zan)比亞(ya) 656.2 574.5 463.2 440
波(bo)蘭 284.8 376 438 387
中國 99.8 175 250 375
俄(e)羅斯 853 560 630 375
秘(mi)魯(lu) 350.1 353.8 417.6 368.1
哈薩克 - - - 350
澳洲 220 245.3 232.7 326
十國小計(ji) 5666.1 5286.2 5882.1 7085.8
全球(qiu)總計 7716.4 7622.3 8306.3 9289.6
銅的離子(銅質(zhi))對生(sheng)物而言,不論是動(dong)物或(huo)植物,是必需的元(yuan)素。人體缺乏銅會引起(qi)貧血,毛發異常,骨和動(dong)脈異常,以至腦障(zhang)礙。但如(ru)過剩,會引起(qi)肝硬化(hua)、腹瀉、嘔吐、運動(dong)障(zhang)礙和知(zhi)覺神經(jing)障(zhang)礙。一般(ban)來說,牛肉、葵(kui)花籽、可可、黑椒(jiao)、羊(yang)肝等等都有(you)豐富的銅質(zhi)。
銅是(shi)人體必(bi)需(xu)的(de)微(wei)量礦(kuang)物(wu)質,在(zai)(zai)(zai)攝入后15分(fen)鐘(zhong)即可(ke)進(jin)入血(xue)液中(zhong),同時(shi)存(cun)在(zai)(zai)(zai)于(yu)紅血(xue)球內外,可(ke)幫(bang)助鐵質傳遞蛋(dan)白(bai),在(zai)(zai)(zai)血(xue)紅素(su)形成過(guo)程(cheng)中(zhong)扮演(yan)催化的(de)重要角(jiao)色(se)。而且在(zai)(zai)(zai)食物(wu)烹飪過(guo)程(cheng)中(zhong),銅元素(su)不易被破壞掉(diao)。
銅(tong)廣泛分布于生(sheng)(sheng)(sheng)物組織中,大(da)部(bu)分以(yi)(yi)有機復合(he)物存(cun)在,很多是金屬蛋(dan)白,以(yi)(yi)酶(mei)(mei)的(de)形(xing)式起著功能作用。每個含銅(tong)蛋(dan)白的(de)酶(mei)(mei)都(dou)(dou)有它清楚的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)理生(sheng)(sheng)(sheng)化作用,生(sheng)(sheng)(sheng)物系統(tong)中許多涉及氧的(de)電子傳遞(di)和氧化還原反應都(dou)(dou)是由含銅(tong)酶(mei)(mei)催化的(de),這(zhe)些(xie)酶(mei)(mei)對生(sheng)(sheng)(sheng)命過程(cheng)都(dou)(dou)是至關重要的(de)。
當(dang)然,銅作為重(zhong)金屬,攝入(ru)過量也會有危害(hai)。銅離(li)子會使蛋(dan)白質變性。如硫酸銅對胃(wei)腸(chang)(chang)道有刺激作用,誤服引(yin)起惡心(xin)、嘔(ou)吐(tu)、口內有銅性味、胃(wei)燒(shao)灼感。嚴重(zhong)者(zhe)有腹絞(jiao)痛(tong)、嘔(ou)血、黑便。可造成嚴重(zhong)腎(shen)損害(hai)和溶(rong)血,出現黃疸、貧血、肝(gan)大(da)、血紅蛋(dan)白尿、急性腎(shen)功(gong)能(neng)衰竭和尿毒癥。對眼和皮(pi)膚(fu)有刺激性。長(chang)期(qi)接觸可發生接觸性皮(pi)炎和鼻、眼黏(nian)膜(mo)刺激并出現胃(wei)腸(chang)(chang)道癥狀(zhuang)。
成年(nian)人每天(tian)需要(yao)(yao)銅(tong)0.05~2毫(hao)克(ke),孕(yun)、產婦(fu)和青、少年(nian)(少年(nian)食品(pin))的(de)(de)(de)需要(yao)(yao)量(liang)還要(yao)(yao)多些。足月生下的(de)(de)(de)嬰兒(er)(er)體(ti)內(nei)含銅(tong)量(liang)約(yue)為16毫(hao)克(ke),按單位體(ti)重(zhong)比成年(nian)人要(yao)(yao)高(gao)得多,其中(zhong)約(yue)70%集中(zhong)在肝中(zhong),由(you)此可(ke)見,胎(tai)兒(er)(er)的(de)(de)(de)肝是(shi)含銅(tong)量(liang)極高(gao)的(de)(de)(de)器官。從(cong)妊(ren)娠(shen)開始,胎(tai)兒(er)(er)體(ti)內(nei)的(de)(de)(de)含銅(tong)量(liang)就(jiu)急(ji)劇增加(jia),約(yue)從(cong)妊(ren)娠(shen)的(de)(de)(de)第200天(tian)到出生,銅(tong)含量(liang)約(yue)增加(jia)4倍。因此,妊(ren)娠(shen)后期是(shi)胎(tai)兒(er)(er)吸(xi)收銅(tong)最多的(de)(de)(de)時期,早產兒(er)(er)易患缺(que)銅(tong)癥就(jiu)是(shi)這個原因。孕(yun)婦(fu)體(ti)內(nei)銅(tong)的(de)(de)(de)濃(nong)度在妊(ren)娠(shen)過程中(zhong)逐漸上升,這可(ke)能(neng)與胎(tai)兒(er)(er)長大體(ti)內(nei)雌激素水平增加(jia)有關。正(zheng)常情況下,孕(yun)婦(fu)不需要(yao)(yao)額外補充銅(tong)劑,銅(tong)過量(liang)可(ke)產生致(zhi)畸作用(yong)。
中國營養(yang)學(xue)會沒有制定(ding)每(mei)日膳食(shi)中銅的(de)需要量(liang),但制定(ding)了每(mei)日銅的(de)“安全(quan)和適宜(yi)的(de)攝入量(liang)”,半歲(sui)前(qian)嬰兒每(mei)天(tian)需0.5~0.7毫克,半歲(sui)至1歲(sui)每(mei)天(tian)0.7~1.0毫克,1歲(sui)以(yi)(yi)上(shang)(shang)每(mei)天(tian)1.0~1.5毫克,4歲(sui)以(yi)(yi)上(shang)(shang)每(mei)天(tian)1.5~2.0毫克,7歲(sui)以(yi)(yi)上(shang)(shang)每(mei)天(tian)2.0~2.5毫克,11歲(sui)以(yi)(yi)上(shang)(shang)至青(qing)年、成年,均為每(mei)天(tian)2.0~3.0毫克。這個攝入量(liang)與美國科學(xue)研究委員會制定(ding)的(de)“估(gu)計每(mei)日飲(yin)食(shi)中安全(quan)充足(zu)的(de)銅攝取(qu)量(liang)”相當。
銅(tong)(tong)與人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)健康關系密切。人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)每(mei)天都(dou)要(yao)攝入各種微量(liang)(liang)元(yuan)(yuan)素,銅(tong)(tong)是(shi)人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)不能缺(que)少的(de)金(jin)屬(shu)元(yuan)(yuan)素之(zhi)一(yi)。成年人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)內,1千克(ke)體(ti)(ti)(ti)(ti)重(zhong)中(zhong),銅(tong)(tong)含(han)量(liang)(liang)大約(yue)為1.4mg~2.1mg;血(xue)液中(zhong)銅(tong)(tong)的(de)含(han)量(liang)(liang)約(yue)為1.0mg~1.5mg。這一(yi)數(shu)量(liang)(liang)雖小(xiao),但它(ta)對于(yu)維持(chi)身體(ti)(ti)(ti)(ti)健康和(he)器(qi)官的(de)正常運行卻不可(ke)缺(que)少。這是(shi)因(yin)為銅(tong)(tong)元(yuan)(yuan)素在機(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)運行中(zhong)具有特(te)殊的(de)作用。銅(tong)(tong)是(shi)機(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)內蛋(dan)白質(zhi)和(he)酶的(de)重(zhong)要(yao)組成部分,許多(duo)重(zhong)要(yao)的(de)酶需要(yao)微量(liang)(liang)銅(tong)(tong)的(de)參(can)與和(he)活化(hua)。例如,銅(tong)(tong)可(ke)以催化(hua)血(xue)紅(hong)蛋(dan)白的(de)合成。研究(jiu)表明,缺(que)銅(tong)(tong)會導致血(xue)漿膽固(gu)醇(chun)升高,增加動(dong)脈粥樣硬化(hua)的(de)危險(xian),因(yin)而是(shi)引發冠狀動(dong)脈心臟病的(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素。科學家還(huan)發現,營養性貧血(xue)、白癜風、骨質(zhi)疏松癥、胃(wei)癌及食道癌等疾病的(de)產生也都(dou)與人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)缺(que)銅(tong)(tong)有關。嚴重(zhong)缺(que)銅(tong)(tong)和(he)長期邊(bian)緣(yuan)性缺(que)銅(tong)(tong),還(huan)會引發小(xiao)兒(er)發育不良和(he)一(yi)些地方(fang)病。
吸(xi)收(shou)率30%~40%。胃(wei)、十二指腸和小(xiao)腸上部(bu)是銅(tong)的主要吸(xi)收(shou)部(bu)位,其腸吸(xi)收(shou)是主動(dong)吸(xi)收(shou)過程。膜(mo)內外(wai)銅(tong)離(li)子(zi)的轉運(yun)體為ATP酶,依(yi)靠天冬氨(an)酸殘基磷酸化供能,能將主動(dong)吸(xi)收(shou)的銅(tong)與門靜(jing)脈側支循環中(zhong)的白蛋白結合,運(yun)至(zhi)肝(gan)臟進一步(bu)參與代謝。
銅(tong)(tong)主要通過膽(dan)(dan)(dan)(dan)汁(zhi)排泄,膽(dan)(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong)含有低分(fen)子(zi)和(he)高分(fen)子(zi)量的(de)(de)銅(tong)(tong)結(jie)合(he)化合(he)物,前(qian)者多存在肝(gan)(gan)膽(dan)(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong),后者則多在膽(dan)(dan)(dan)(dan)囊膽(dan)(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong)。銅(tong)(tong)可以(yi)通過溶酶(mei)體的(de)(de)胞(bao)吐作(zuo)(zuo)用或ATP酶(mei)的(de)(de)銅(tong)(tong)轉移(yi)作(zuo)(zuo)用而(er)進入膽(dan)(dan)(dan)(dan)汁(zhi)內,膽(dan)(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong)的(de)(de)銅(tong)(tong)也可以(yi)是肝(gan)(gan)細(xi)胞(bao)溶酶(mei)體對存在于膽(dan)(dan)(dan)(dan)汁(zhi)中(zhong)銅(tong)(tong)結(jie)合(he)蛋(dan)白(bai)分(fen)解的(de)(de)結(jie)果。血(xue)漿中(zhong)銅(tong)(tong)大多與銅(tong)(tong)藍(lan)蛋(dan)白(bai)結(jie)合(he)或存在于腎細(xi)胞(bao)內,很少(shao)濾過腎小球(qiu),正常情(qing)況(kuang)下尿(niao)液(ye)中(zhong)含銅(tong)(tong)量甚微(wei)。當銅(tong)(tong)的(de)(de)排泄、存儲和(he)銅(tong)(tong)藍(lan)蛋(dan)白(bai)合(he)成失衡(heng)時會(hui)出現銅(tong)(tong)尿(niao)。
銅(tong)(tong)(tong)是人體(ti)健康不可缺少的(de)微量營養素,對于血(xue)液、中樞(shu)神經(jing)和(he)免疫系(xi)統,頭發(fa)、皮膚和(he)骨骼組(zu)織以(yi)及(ji)腦(nao)子(zi)和(he)肝、心等內臟的(de)發(fa)育和(he)功能有重要(yao)影響。銅(tong)(tong)(tong)主(zhu)要(yao)從日常飲食中攝入。世界(jie)衛生(sheng)組(zu)織建議(yi),為了(le)維持(chi)健康,成(cheng)人每公斤(jin)體(ti)重每天(tian)應攝入0.03毫克(ke)銅(tong)(tong)(tong)。孕(yun)婦和(he)嬰幼兒應加倍。缺銅(tong)(tong)(tong)會引起各種(zhong)疾病,可以(yi)服(fu)用(yong)含銅(tong)(tong)(tong)補劑和(he)藥(yao)丸來(lai)加以(yi)補充(chong)。
銅(tong)在人體(ti)內含(han)量約100~150mg,血清(qing)銅(tong)正常值100~120μg/dl,是人體(ti)中(zhong)含(han)量位居(ju)第二的必需微量元素(su)。含(han)銅(tong)的酶(mei)(mei)有(you)酪氨酸酶(mei)(mei)、單胺氧(yang)化(hua)酶(mei)(mei)、超氧(yang)化(hua)酶(mei)(mei)、超氧(yang)化(hua)物歧化(hua)酶(mei)(mei)、血銅(tong)藍蛋白等。銅(tong)對血紅蛋白的形成(cheng)起活(huo)化(hua)作用(yong),促進鐵的吸收和利用(yong),在傳遞電子、彈(dan)性(xing)蛋白的合成(cheng)、結締組(zu)織(zhi)的代謝(xie)、嘌呤代謝(xie)、磷脂及神經組(zu)織(zhi)形成(cheng)方面有(you)重要意義(yi)。
銅缺(que)乏可引起如下疾病:
1.貧血
一般最常見的(de)臨(lin)床(chuang)表(biao)現(xian)為頭暈、乏力、易倦、耳鳴、眼花。皮膚黏膜及指(zhi)甲等顏色(se)蒼白,體力活(huo)動后感覺氣(qi)促、心悸。嚴重貧血時(shi),即使在休息時(shi)也(ye)出現(xian)氣(qi)短和心悸,在心尖(jian)和心底部可聽到柔(rou)和的(de)收縮期雜(za)音。
2.骨骼改變。
臨(lin)床表現為骨質疏(shu)松,易發(fa)生骨折。
3.銅與冠心病。
4.銅與(yu)白(bai)癜風病。
5.女(nv)性不孕癥。
1.
缺銅會(hui)使神經(jing)系統(tong)的抑(yi)制過程(cheng)失調,使神經(jing)系統(tong)處于興奮(fen)狀態而導致失眠,久而久之可發生神經(jing)衰弱。
人體缺銅可(ke)(ke)適量增(zeng)加攝(she)入含銅較(jiao)高的食(shi)物,如口蘑、海米、紅茶、花茶、磚茶、榛子、葵花子、芝麻醬、西(xi)瓜子、綠茶、核桃、黑胡椒(jiao)、可(ke)(ke)可(ke)(ke)、肝、豆制品等。
銅離子可(ke)以消毒殺(sha)菌(jun)(jun)、衛生(sheng)防疫。例如:可(ke)以殺(sha)滅易于在水(shui)中(zhong)滋生(sheng)的(de)大腸桿菌(jun)(jun)和痢疾等(deng)(deng)(deng)(deng)病(bing)菌(jun)(jun),清除水(shui)中(zhong)傳播(bo)血吸(xi)蟲病(bing)的(de)蛞蝓(yu)和螺等(deng)(deng)(deng)(deng)軟體動物,以及傳播(bo)瘧(nve)疾的(de)蚊子幼蟲等(deng)(deng)(deng)(deng)疾病(bing)攜帶體。它還可(ke)以應(ying)用在游泳池內,防止綠藻(zao)污染和通過地板(ban)傳染足(zu)癬等(deng)(deng)(deng)(deng)等(deng)(deng)(deng)(deng)。
銅是人體(ti)(ti)內一種必需的微量(liang)元(yuan)素,在人體(ti)(ti)的新陳(chen)代謝過(guo)程中起(qi)著重要的作用。
1.大(da)腦(nao)的(de)“益友(you)”銅與(yu)鋅、鐵(tie)等一樣都(dou)是大(da)腦(nao)神經(jing)遞質的(de)重要成(cheng)分。如果攝取不(bu)(bu)(bu)足(zu)可致(zhi)神經(jing)系統失調(diao),大(da)腦(nao)功(gong)能會(hui)發生障礙。銅缺乏將使腦(nao)細(xi)胞中的(de)色(se)素氧化酶減(jian)少(shao),活力下降,從而(er)使記憶衰退(tui)、思維紊亂、反(fan)應遲鈍,甚至步態不(bu)(bu)(bu)穩、運動失常等。要有一副健康靈活的(de)大(da)腦(nao),是離不(bu)(bu)(bu)開(kai)銅元素這(zhe)個益友(you)的(de)。
2.心(xin)(xin)(xin)臟的“衛(wei)士 當人們將(jiang)心(xin)(xin)(xin)臟病的原因(yin)單純(chun)歸咎于脂肪、高膽固(gu)醇(chun)飲食時,美國科學(xue)家提醒人們:絕對不可(ke)忽視銅(tong)元素(su)的缺(que)乏。銅(tong)元素(su)在人體內參與多種金屬酶(mei)的合(he)成(cheng),其中(zhong)的氧化酶(mei)是構成(cheng)心(xin)(xin)(xin)臟血(xue)管的基(ji)質膠(jiao)原和彈(dan)(dan)性(xing)蛋(dan)白形(xing)成(cheng)過(guo)程(cheng)中(zhong)必不可(ke)少的物質,而(er)膠(jiao)原又是將(jiang)心(xin)(xin)(xin)血(xue)管的肌細胞牢固(gu)地連接起(qi)來的纖維成(cheng)分,彈(dan)(dan)性(xing)蛋(dan)白則具有(you)促使(shi)心(xin)(xin)(xin)臟和血(xue)管壁保持彈(dan)(dan)性(xing)之(zhi)功(gong)能(neng)(neng)。因(yin)此,銅(tong)元素(su)一旦(dan)缺(que)乏,此類酶(mei)的合(he)成(cheng)減少,心(xin)(xin)(xin)血(xue)管就無法維持正常的形(xing)態和功(gong)能(neng)(neng),從(cong)而(er)給冠心(xin)(xin)(xin)病入侵(qin)以可(ke)乘之(zhi)機。
3.造血的(de)(de)(de)“助手”眾(zhong)所(suo)周知,鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)人體造血的(de)(de)(de)重要原料,但鐵(tie)(tie)(tie)(tie)元(yuan)素要成為紅血球中(zhong)的(de)(de)(de)一部分,必須依靠銅元(yuan)素的(de)(de)(de)幫忙。奧(ao)妙在于血紅蛋白中(zhong)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)三價鐵(tie)(tie)(tie)(tie)離子,而(er)來源于食物(wu)中(zhong)的(de)(de)(de)乃是(shi)二價鐵(tie)(tie)(tie)(tie)離子,二價鐵(tie)(tie)(tie)(tie)離子要轉(zhuan)化(hua)成三價鐵(tie)(tie)(tie)(tie)離子,有賴于含銅的(de)(de)(de)活(huo)性物(wu)質——血漿銅藍蛋白的(de)(de)(de)氧化(hua)作用。如(ru)果體內缺銅,血漿銅藍蛋白的(de)(de)(de)濃度勢必降低,從而(er)導致鐵(tie)(tie)(tie)(tie)難以(yi)轉(zhuan)化(hua)而(er)誘發貧血癥。
4.助孕(yun)的“新星”育齡女(nv)性要懷(huai)孕(yun)也離(li)不開銅(tong)。據產(chan)科醫生研究,婦女(nv)缺(que)銅(tong)就難以受孕(yun),即使受孕(yun)也會因缺(que)銅(tong)而削弱羊膜的厚(hou)度(du)和韌(ren)性,導致羊膜早破,引(yin)起流產(chan)或(huo)胎兒感染。故女(nv)性要想出一(yi)個健康聰明(ming)的小寶貝(bei),也須借助銅(tong)元素的一(yi)臂之力。
5.抗(kang)衰(shuai)老(lao)(lao)的“能手”人(ren)體(ti)(ti)的衰(shuai)老(lao)(lao)是因為體(ti)(ti)內的自由(you)基(ji)(ji)的代謝廢物(wu)(wu)起著相當大(da)的作用,又(you)是多種老(lao)(lao)年疾病的禍根。其(qi)中的羥(qian)自由(you)基(ji)(ji),毒性(xing)最強,不但(dan)會(hui)通過(guo)脂質(zhi)過(guo)氧化反應損害細胞(bao)(bao)膜,而(er)且會(hui)破(po)壞細胞(bao)(bao)核的遺傳(chuan)物(wu)(wu)質(zhi),導致細胞(bao)(bao)死亡。此外,還可(ke)使許(xu)多重要酶的活性(xing)降低甚至消失。研究表明,含銅(tong)的金屬硫蛋(dan)白、超氧化物(wu)(wu)歧化酶等具有較強的清掃此種代謝廢物(wu)(wu)的功能,保護人(ren)體(ti)(ti)細胞(bao)(bao)不受其(qi)害,可(ke)見銅(tong)元素(su)在抗(kang)衰(shuai)老(lao)(lao)中有舉足輕重的地(di)位(wei)。
即(ji)可收到良好(hao)的效果。實驗證明(ming),人(ren)體(ti)攝入足(zu)夠(gou)的銅(tong),可在侵入人(ren)體(ti)的流感病(bing)毒(du)表面(mian)(mian)聚集較(jiao)多的銅(tong)離子,從而(er)為(wei)維(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)素攻(gong)擊流感病(bing)毒(du)提(ti)供有(you)效的“靶子”。維(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)素C與(yu)病(bing)毒(du)表面(mian)(mian)的銅(tong)離子發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)作用,構(gou)成一種可以分離的含(han)有(you)活(huo)性(xing)氧離子的不穩定化合物(wu),促使含(han)有(you)蛋(dan)白質的病(bing)毒(du)表面(mian)(mian)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)破裂,進而(er)置(zhi)病(bing)毒(du)于(yu)死地(di)。為(wei)此(ci),專家將維(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)素C與(yu)銅(tong)元素稱(cheng)為(wei)一對防治流感的最佳(jia)“搭檔”。
6.防治白(bai)發的(de)(de)“靈丹”人的(de)(de)頭(tou)發為(wei)何早白(bai)?體內(nei)缺(que)銅(tong)是一(yi)個重(zhong)要原因(yin)。缺(que)銅(tong)可使人體內(nei)的(de)(de)酪氨(an)酸酶的(de)(de)形(xing)成(cheng)困(kun)難,導致酪氨(an)酸轉變(bian)成(cheng)多(duo)(duo)(duo)巴(ba)的(de)(de)過程(cheng)受阻。多(duo)(duo)(duo)巴(ba)為(wei)多(duo)(duo)(duo)巴(ba)胺的(de)(de)前(qian)體,而多(duo)(duo)(duo)巴(ba)胺又是黑色(se)素的(de)(de)中間產物,最終妨礙黑色(se)素的(de)(de)合(he)成(cheng),遂引起(qi)頭(tou)發變(bian)白(bai)。欲(yu)求黑發不衰,補足銅(tong)元素是有效的(de)(de)一(yi)招。
如何補銅呢?增加(jia)富(fu)含銅元素的(de)食物,如動(dong)物肝臟、蝦(xia)、豆類、鮮(xian)肉、果仁等。
銅(tong)(tong)是人體(ti)不可缺少的微量(liang)元素。成人體(ti)內一般含(han)銅(tong)(tong)70~100mg,平均每(mei)千克體(ti)重含(han)銅(tong)(tong)1.9~2.1mg。銅(tong)(tong)存(cun)在于人們的所有器官(guan)和組織中,通(tong)常(chang)與蛋(dan)白質或(huo)其他有機物(wu)結合,而不以自由銅(tong)(tong)離子的形(xing)式存(cun)在。肝(gan)臟是儲存(cun)銅(tong)(tong)的倉庫(ku),含(han)銅(tong)(tong)量(liang)最高(gao)。腦和心臟也含(han)有較(jiao)多的銅(tong)(tong)。健(jian)康人血液中的銅(tong)(tong)含(han)量(liang)1.1~1.5mg/L,它(ta)隨著年(nian)齡、運動和健(jian)康而發生變(bian)化(hua)。
銅是機體(ti)內蛋(dan)(dan)白質和(he)酶(mei)(mei)的(de)重(zhong)(zhong)要組(zu)分,如銅藍蛋(dan)(dan)白、細胞色(se)素(su)、C氧化酶(mei)(mei)等。許多(duo)關(guan)鍵(jian)的(de)酶(mei)(mei),需要鋼的(de)參(can)與(yu)(yu)和(he)活化,對(dui)機體(ti)的(de)代(dai)謝(xie)過(guo)程產(chan)生(sheng)(sheng)作用,促進人體(ti)的(de)許多(duo)功能(neng)。這(zhe)就是為什么這(zhe)么微量(liang)(liang)的(de)銅,會對(dui)生(sheng)(sheng)命(ming)產(chan)生(sheng)(sheng)至關(guan)重(zhong)(zhong)要作用的(de)主要原因。例(li)如:它(ta)有助(zhu)于(yu)提(ti)供機體(ti)生(sheng)(sheng)物化學過(guo)程所需的(de)能(neng)量(liang)(liang);幫助(zhu)形(xing)成血(xue)液中的(de)血(xue)紅素(su),影響皮(pi)膚色(se)素(su)的(de)形(xing)成;促進在骨(gu)膠原及(ji)(ji)彈(dan)性蛋(dan)(dan)白中形(xing)成交聯,保持和(he)恢復結締(di)組(zu)織;參(can)與(yu)(yu)葡萄糖和(he)膽固醇的(de)代(dai)謝(xie)過(guo)程;影響頭發、皮(pi)膚、骨(gu)骼、大(da)腦(nao)的(de)發育,以及(ji)(ji)心臟(zang)、肝臟(zang)、中樞神經(jing)和(he)免疫系統的(de)功能(neng)等。
此外,某些(xie)含銅(tong)(tong)的(de)藥劑有消(xiao)炎和治(zhi)療關節炎的(de)作(zuo)用(yong)(yong),并已在一些(xie)國家得(de)到應(ying)用(yong)(yong)。長期以來人(ren)們得(de)出這樣的(de)經驗,配戴銅(tong)(tong)具有治(zhi)療關節炎的(de)作(zuo)用(yong)(yong)。這可能是由于汗水溶解(jie)的(de)微量(liang)鋼(gang)經皮膚而被人(ren)體吸收(shou)的(de)結果。銅(tong)(tong)在放射(she)科(ke)和治(zhi)療痙攣(luan)、癲癇和痛風上的(de)應(ying)用(yong)(yong)也正在研(yan)究中。
缺(que)銅(tong)(tong)有礙人體健康,長時間邊緣性(xing)缺(que)銅(tong)(tong)的影響(xiang)是潛移默(mo)化的。它會引起嬰幼兒發育不良(liang)。此外(wai),在我國以及印度、坦(tan)桑尼亞、南非等地發現了膝(xi)蓋彎曲的“膝(xi)外(wai)翻癥”,這是缺(que)銅(tong)(tong)的一種(zhong)典型癥狀。分析表明畸形骨(gu)骼中的銅(tong)(tong)含量顯著(zhu)低于正常值。
值得注(zhu)意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi),最近的(de)(de)(de)(de)(de)研究發(fa)(fa)現,缺銅是(shi)(shi)增(zeng)加冠心(xin)病(bing)發(fa)(fa)病(bing)率的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個因素!冠心(xin)病(bing)是(shi)(shi)由于(yu)血(xue)液(ye)中過高的(de)(de)(de)(de)(de)冠狀動脈(mo)管壁上沉(chen)積,造成堵塞(動脈(mo)粥樣硬(ying)化),從(cong)而引(yin)起心(xin)臟供血(xue)不(bu)足的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種常見的(de)(de)(de)(de)(de)心(xin)臟病(bing)。脂(zhi)肪的(de)(de)(de)(de)(de)代謝(xie)過程對銅很敏感(gan)。對大鼠(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)試驗(yan)表明,缺銅會(hui)顯著升高血(xue)漿膽(dan)固醇(chun),改(gai)變膽(dan)固醇(chun)與脂(zhi)蛋白的(de)(de)(de)(de)(de)結合形式,增(zeng)加動脈(mo)粥樣硬(ying)化的(de)(de)(de)(de)(de)危險。還(huan)發(fa)(fa)現缺銅會(hui)引(yin)起大鼠(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)心(xin)臟生(sheng)理發(fa)(fa)生(sheng)異常,它與人(ren)類冠心(xin)病(bing)的(de)(de)(de)(de)(de)某些病(bing)癥相似,這就更證實了缺銅與冠心(xin)病(bing)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)聯系。
銅(tong)對人體的潛在毒性很(hen)輕,只(zhi)有當攝(she)入量(liang)大大超(chao)過(guo)(guo)了正(zheng)常值時(shi),方會(hui)引(yin)起胃腸紊亂等不良反應。研究(jiu)結果表明,當成年男(nan)子和(he)女子每天攝(she)入量(liang)分別超(chao)過(guo)(guo)12mg和(he)10mg時(shi),會(hui)對人體生(sheng)物化學過(guo)(guo)程產生(sheng)輕微的影響。
鑒于(yu)銅(tong)(tong)的(de)潛在(zai)毒性(xing)較低,相反地它卻是人體(ti)健康不(bu)可缺(que)少的(de)元素,世界(jie)衛(wei)生(sheng)組織的(de)專家組已作出結論(lun),缺(que)銅(tong)(tong)的(de)危害遠比銅(tong)(tong)的(de)毒性(xing)大得多。除了(le)某些罕見(jian)的(de)遺傳外(wai),人們(men)主要(yao)防(fang)止(zhi)的(de)是缺(que)銅(tong)(tong)。要(yao)充分保(bao)證膳(shan)食(shi)中有足(zu)夠(gou)的(de)銅(tong)(tong),以滿足(zu)身體(ti)的(de)需要(yao)。對歐美發達國家膳(shan)食(shi)結構中含銅(tong)(tong)量(liang)的(de)調查結果(guo),已為防(fang)止(zhi)缺(que)銅(tong)(tong)敲起(qi)了(le)警鐘。實(shi)際(ji)上,許多人已在(zai)服用含銅(tong)(tong)片劑來補充營養。
哪些人(ren)應特別(bie)注意對銅的攝入:
①孕婦(fu)、嬰兒和兒童
他(她)們需要攝入較(jiao)多的(de)銅。保持體內鋼的(de)平衡(heng)是決(jue)定(ding)胎兒(er)和嬰兒(er)成長快慢(man)的(de)一個主(zhu)要因素,應特別關注。
②膳食(shi)不正常的人(ren)群
貧困地區(qu)營養不(bu)良的(de)居民,生活(huo)難以自理(主要是老年人(ren)和(he)殘疾(ji)人(ren))或有偏食習慣的(de)人(ren)群,他們的(de)膳食結(jie)構往(wang)往(wang)不(bu)合理容易由于(yu)缺銅而影響健康。
③某些病人
慢性肝炎的(de)患(huan)者(zhe),定期接(jie)受(shou)血液透析(xi)以及長期依賴輸液代(dai)替或補充進食的(de)病(bing)人,應對(dui)他們的(de)銅(tong)攝入量進行監測(ce)。此外,某(mou)些患(huan)有(you)代(dai)謝異常(chang)的(de)病(bing)人也應該注意(yi)缺銅(tong)的(de)潛在影響(xiang)。
④嚴重(zhong)銅代謝異常的遺傳病人
在人的(de)(de)(de)血液中(zhong),銅(tong)是鐵的(de)(de)(de)“助手”。銅(tong)的(de)(de)(de)吸(xi)收部位主要是胃和(he)小(xiao)腸(chang)上部。銅(tong)在腸(chang)中(zhong)被(bei)吸(xi)收后(hou)進人血液中(zhong),80%的(de)(de)(de)結合成血漿銅(tong)藍蛋白。銅(tong)在血紅蛋白形成中(zhong)的(de)(de)(de)作(zuo)用,一般認為是促進對(dui)腸(chang)道鐵(鐵食品(pin))的(de)(de)(de)吸(xi)收和(he)從(cong)肝及網(wang)狀內皮(pi)系統的(de)(de)(de)貯藏中(zhong)使它釋放出來,故銅(tong)對(dui)于血紅蛋白的(de)(de)(de)形成起著重要作(zuo)用。
從(cong)食品商品化的(de)角度來看,少量的(de)銅對產(chan)品質量的(de)影(ying)響主要是(shi)在食油(you)(油(you)食品)及含不飽(bao)和(he)脂肪(fang)的(de)食品中(zhong)(zhong),銅離(li)子實際上起著催(cui)化劑(ji)的(de)作用(yong),造成食品酸敗、變色和(he)其他一(yi)些反應。這(zhe)些影(ying)響盡管使產(chan)品在外觀上不受人歡迎,但通常(chang)并不會引起中(zhong)(zhong)毒(du)和(he)降低食品的(de)營(ying)養價(jia)值。
食物中(zhong)銅的豐富(fu)來(lai)源有(you)口蘑、海米、紅茶(cha)、花(hua)茶(cha)、磚茶(cha)、榛子(zi)、葵花(hua)子(zi)、芝麻醬(jiang)、西(xi)瓜子(zi)、綠茶(cha)、核桃、黑胡椒、可(ke)可(ke)、肝等。
良好(hao)來源有蟹肉(rou)、蠶豆(dou)(dou)(dou)、蘑菇(鮮)、青豆(dou)(dou)(dou)、小(xiao)(xiao)茴香(xiang)(xiang)、黑(hei)芝(zhi)麻、大豆(dou)(dou)(dou)制品、松子、龍蝦(xia)、綠(lv)豆(dou)(dou)(dou)、花生(sheng)米、黃豆(dou)(dou)(dou)、土豆(dou)(dou)(dou)粉、紫菜、蓮(lian)子、蕓豆(dou)(dou)(dou)、香(xiang)(xiang)菇(香(xiang)(xiang)菇食品)、毛豆(dou)(dou)(dou)、面(mian)筋、果(guo)丹皮、茴香(xiang)(xiang)、豌豆(dou)(dou)(dou)、黃醬、金鐵菜、燕麥片、栗子、堅果(guo)、黃豆(dou)(dou)(dou)粉和小(xiao)(xiao)麥胚芽(ya)。