銅(Cuprum)是(shi)一(yi)種(zhong)金屬元(yuan)(yuan)素(su)(su),也是(shi)一(yi)種(zhong)過渡元(yuan)(yuan)素(su)(su),化(hua)學符號Cu,英文(wen)copper,原(yuan)子序數(shu)29。純(chun)銅是(shi)柔軟的(de)金屬,表面剛切開時為紅橙色(se)帶金屬光澤(ze),單(dan)質(zhi)呈紫紅色(se)。延展性好(hao),導熱性和(he)導電性高(gao),因此(ci)在電纜和(he)電氣、電子元(yuan)(yuan)件是(shi)最(zui)常用的(de)材料,也可用作建筑材料,可以(yi)組成眾多種(zhong)合金。銅合金機(ji)械(xie)性能優異,電阻率很(hen)低,其(qi)中最(zui)重要的(de)數(shu)青銅和(he)黃(huang)銅。此(ci)外,銅也是(shi)耐用的(de)金屬,可以(yi)多次(ci)回收而(er)無損其(qi)機(ji)械(xie)性能。
二價(jia)銅(tong)鹽是最常見的銅(tong)化合(he)物(wu)(wu),其水合(he)離子常呈藍色,而氯做配(pei)體則顯綠(lv)(lv)色,是藍銅(tong)礦和綠(lv)(lv)松石等(deng)礦物(wu)(wu)顏色的來源(yuan),歷史(shi)上曾(ceng)廣泛用(yong)作顏料。銅(tong)質(zhi)建筑結(jie)構受腐蝕(shi)后會產生(sheng)銅(tong)綠(lv)(lv)(堿式碳(tan)酸銅(tong))。裝(zhuang)飾藝術主要使用(yong)金屬(shu)銅(tong)和含銅(tong)的顏料。
銅(tong)(tong)(tong)是(shi)人(ren)(ren)類最早使(shi)用(yong)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)之一(yi)。早在史前時代,人(ren)(ren)們就開始采掘露(lu)天銅(tong)(tong)(tong)礦,并用(yong)獲取的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)制造武(wu)器(qi)、工具和(he)其他器(qi)皿,銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)使(shi)用(yong)對早期人(ren)(ren)類文(wen)明的(de)(de)進步影響(xiang)深遠。銅(tong)(tong)(tong)是(shi)一(yi)種存(cun)在于地殼和(he)海洋中的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)。銅(tong)(tong)(tong)在地殼中的(de)(de)含(han)量約為0.01%,在個別銅(tong)(tong)(tong)礦床(chuang)中,銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)含(han)量可以達到3%~5%。自然界(jie)中的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong),多數以化合物即銅(tong)(tong)(tong)礦石(shi)存(cun)在。
銅(tong)(tong)的活動性較弱,鐵單(dan)質與硫酸銅(tong)(tong)反應可以置換出銅(tong)(tong)單(dan)質。銅(tong)(tong)單(dan)質不(bu)溶于非氧化性酸。
人類使用銅及(ji)其(qi)合金(jin)(jin)已有數(shu)千年歷史(shi)。古羅(luo)馬時期銅的(de)主(zhu)要(yao)開采地是塞浦路斯(si),因此最(zui)初(chu)得名cyprium(意為(wei)塞浦路斯(si)的(de)金(jin)(jin)屬),后來變為(wei)cuprum,這是其(qi)英(ying)語(copper)、法語(cuivre)和(he)德語(Kupfer)的(de)來源。
銅(tong)(tong)是(shi)人(ren)類最早使用(yong)的金屬之一。早在史前時(shi)代,人(ren)們就(jiu)開始采掘露天(tian)銅(tong)(tong)礦,并用(yong)獲取的銅(tong)(tong)制(zhi)造武器、式具和其(qi)他器皿,銅(tong)(tong)的使用(yong)對(dui)早期人(ren)類文明的進步影響深遠。
中(zhong)(zhong)國(guo)使用銅的(de)(de)歷史年(nian)(nian)代久遠。大約(yue)在(zai)(zai)(zai)六七千年(nian)(nian)以前中(zhong)(zhong)國(guo)人的(de)(de)祖先就(jiu)發現(xian)并開始使用銅。1973年(nian)(nian)陜西臨潼姜寨(zhai)遺(yi)址(zhi)曾出土一件(jian)半圓(yuan)形殘銅片,經(jing)鑒定為(wei)黃銅。1975年(nian)(nian)甘(gan)肅東鄉林(lin)家(jia)馬家(jia)窯文化(hua)遺(yi)址(zhi)(約(yue)公元(yuan)前3000左右(you))出土一件(jian)青(qing)銅刀,這是(shi)目前在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)國(guo)發現(xian)的(de)(de)最早的(de)(de)青(qing)銅器,是(shi)中(zhong)(zhong)國(guo)進入青(qing)銅時(shi)(shi)代的(de)(de)證明。相對西亞(ya)、南亞(ya)及(ji)北非于距今約(yue)6500年(nian)(nian)前先后進入青(qing)銅時(shi)(shi)代而言,中(zhong)(zhong)國(guo)青(qing)銅時(shi)(shi)代的(de)(de)到來較(jiao)晚。中(zhong)(zhong)國(guo)存在(zai)(zai)(zai)一個銅器與石器并用時(shi)(shi)代,年(nian)(nian)代距今約(yue)為(wei)5500~4500年(nian)(nian)。中(zhong)(zhong)國(guo)在(zai)(zai)(zai)此基礎上發明青(qing)銅合金(jin),與世界(jie)青(qing)銅器發展模(mo)式相同。
“國(guo)之大(da)事,在祀及(ji)戎。”對于中(zhong)國(guo)先秦中(zhong)原各(ge)國(guo)而(er)言,最大(da)的(de)事情莫過于祭祀和(he)對外(wai)戰爭(zheng)。作為代表當(dang)時(shi)最先進的(de)金屬冶煉、鑄造技術的(de)青(qing)銅(tong),也(ye)主要用(yong)在祭祀禮(li)(li)儀(yi)和(he)戰爭(zheng)上。夏、商、周三(san)代所發(fa)現的(de)青(qing)銅(tong)器,其功能(用(yong))均(jun)為禮(li)(li)儀(yi)用(yong)具(ju)和(he)武(wu)器以及(ji)圍(wei)繞二者(zhe)的(de)附(fu)屬用(yong)具(ju),這一點與(yu)世界各(ge)國(guo)青(qing)銅(tong)器有(you)區別,形成了(le)具(ju)有(you)中(zhong)國(guo)傳(chuan)統特色(se)的(de)青(qing)銅(tong)器文化體系(xi)。
一般把中國(guo)(guo)青銅(tong)器文(wen)化的發(fa)展劃分為(wei)三大(da)階段,即形成(cheng)期(qi)(qi)、鼎盛(sheng)時(shi)期(qi)(qi)和轉(zhuan)變期(qi)(qi)。形成(cheng)期(qi)(qi)是(shi)指龍山(shan)時(shi)代(dai)(dai),距(ju)今4500~4000年;鼎盛(sheng)期(qi)(qi)即中國(guo)(guo)青銅(tong)器時(shi)代(dai)(dai),時(shi)代(dai)(dai)包括(kuo)夏、商、西周(zhou)、春秋及(ji)戰國(guo)(guo)早期(qi)(qi),延續時(shi)間(jian)約一千(qian)六百余年,也(ye)就是(shi)中國(guo)(guo)傳統體系的青銅(tong)器文(wen)化時(shi)代(dai)(dai);轉(zhuan)變時(shi)期(qi)(qi)指戰國(guo)(guo)末期(qi)(qi)~秦漢時(shi)期(qi)(qi),青銅(tong)器已逐步(bu)被鐵器取代(dai)(dai),不僅數量上(shang)大(da)減,而(er)且也(ye)由原來禮(li)樂兵器及(ji)使用(yong)在禮(li)儀祭祀,戰爭活動等(deng)(deng)等(deng)(deng)重要場合變成(cheng)日(ri)常用(yong)具,其相應的器別種類、構造特征、裝飾藝(yi)術也(ye)發(fa)生了(le)轉(zhuan)折性(xing)的變化。
距今4500~4000年(nian)龍山時代(dai),相當(dang)(dang)于堯舜禹傳說時代(dai)。古文獻上記載當(dang)(dang)時人們(men)已開始(shi)冶鑄青(qing)銅器。黃河、長江中(zhong)下游地(di)區的(de)龍山時代(dai)遺(yi)址里,經考(kao)古發(fa)掘(jue),在(zai)幾(ji)十處遺(yi)址里發(fa)現了青(qing)銅器制品。從現有(you)的(de)材料來(lai)看(kan),形(xing)成期的(de)銅器有(you)以(yi)下特(te)點:
1、紅(hong)銅(tong)與青銅(tong)器并(bing)存,并(bing)出(chu)(chu)(chu)現(xian)黃(huang)(huang)銅(tong)。甘肅省(sheng)東(dong)鄉林家遺(yi)址,出(chu)(chu)(chu)土(tu)一件范鑄(zhu)的(de)(de)(de)(de)青銅(tong)刀(dao);河北(bei)省(sheng)唐(tang)山(shan)大城(cheng)山(shan)遺(yi)址發現(xian)兩件帶(dai)孔(kong)紅(hong)銅(tong)牌飾;河南省(sheng)登封王城(cheng)崗龍山(shan)城(cheng)內出(chu)(chu)(chu)土(tu)一件含錫7%的(de)(de)(de)(de)青銅(tong)容器殘片(pian);山(shan)西省(sheng)襄汾陶寺(si)墓(mu)地內出(chu)(chu)(chu)土(tu)一件完整銅(tong)鈴,系紅(hong)銅(tong);山(shan)東(dong)膠縣三里河遺(yi)址出(chu)(chu)(chu)土(tu)兩件黃(huang)(huang)銅(tong)錐;山(shan)東(dong)省(sheng)棲霞楊家圈出(chu)(chu)(chu)土(tu)黃(huang)(huang)銅(tong)殘片(pian)。發現(xian)銅(tong)質制品數量最多的(de)(de)(de)(de)是(shi)甘肅、青海、寧夏一帶(dai)的(de)(de)(de)(de)齊家文化,有(you)好(hao)幾處墓(mu)地出(chu)(chu)(chu)土(tu)刀(dao)、錐、鉆(zhan)、環和銅(tong)鏡,有(you)些是(shi)青銅(tong),有(you)些是(shi)紅(hong)銅(tong)。制作(zuo)技術(shu)方(fang)面,有(you)的(de)(de)(de)(de)是(shi)鍛打(da)的(de)(de)(de)(de),有(you)的(de)(de)(de)(de)是(shi)用范鑄(zhu)造的(de)(de)(de)(de),比較先進。
2、青銅(tong)(tong)器(qi)(qi)品種較少(shao),多(duo)屬(shu)(shu)于日(ri)常(chang)(chang)工具和生活類,如(ru)刀、錐、鉆(zhan)、環、銅(tong)(tong)鏡、裝(zhuang)飾品等(deng)。但(dan)是應當承認(ren)當時(shi)(shi)人們(men)已能夠(gou)制造容(rong)器(qi)(qi)。此外,在龍(long)山文化中(zhong)常(chang)(chang)見紅色或黃色陶鬶,且流口,腹襠部常(chang)(chang)有模仿的金(jin)屬(shu)(shu)鉚釘,如(ru)果(guo)認(ren)為這(zhe)時(shi)(shi)的銅(tong)(tong)鬶容(rong)器(qi)(qi)與夏商銅(tong)(tong)鬶,爵、斝容(rong)器(qi)(qi)功能一樣的話,當時(shi)(shi)的青銅(tong)(tong)器(qi)(qi)已經(jing)在或開始轉向禮(li)器(qi)(qi)了。
3、一般小(xiao)遺址也(ye)(ye)出土銅(tong)(tong)(tong)制品(pin),一般居民也(ye)(ye)擁青(qing)銅(tong)(tong)(tong)制品(pin)。此外(wai),這個(ge)時期(qi)的(de)(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)(tong)制品(pin)多樸實無飾(shi),就是有紋(wen)飾(shi)的(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)鏡也(ye)(ye)僅為星條紋(wen)、三角紋(wen)等等的(de)(de)(de)幾何文飾(shi),絕無三代青(qing)銅(tong)(tong)(tong)器(qi)紋(wen)飾(shi)的(de)(de)(de)神(shen)秘(mi)感。
鼎盛期即中(zhong)國(guo)青銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)時(shi)(shi)代(dai),包括夏、商、西(xi)周(zhou)、春秋及戰國(guo)早期,延續時(shi)(shi)間約一(yi)千六百余年。這個時(shi)(shi)期的(de)青銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)主(zhu)要分為禮(li)(li)樂器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、兵器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)及雜器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。樂器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)也(ye)主(zhu)要用在宗(zong)廟祭(ji)祀活動中(zhong)。禮(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)是古代(dai)繁文縟節的(de)禮(li)(li)儀中(zhong)使用的(de),或陳于(yu)廟堂,或用于(yu)宴飲、盥洗,還有(you)一(yi)些是專門做殉葬(zang)的(de)明器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。青銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)禮(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)帶有(you)一(yi)定(ding)的(de)神圣性,是不能在一(yi)般生活場合使用的(de)。所(suo)有(you)青銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong),禮(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)數量最(zui)(zui)多,制作也(ye)最(zui)(zui)精美。禮(li)(li)樂器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)可以(yi)代(dai)表中(zhong)國(guo)青銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)制作工藝的(de)最(zui)(zui)高水(shui)平(ping)。禮(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)種類(lei)包括烹炊器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、食器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、酒(jiu)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、水(shui)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和神像類(lei)。這一(yi)時(shi)(shi)期的(de)青銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)裝(zhuang)飾(shi)最(zui)(zui)為精美,文飾(shi)種類(lei)也(ye)較多。
青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)最常見(jian)花(hua)(hua)紋(wen)(wen)(wen)(wen)之一(yi)(yi),是饕(tao)(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen),也叫獸面(mian)紋(wen)(wen)(wen)(wen)。這(zhe)種紋(wen)(wen)(wen)(wen)飾最早出現在距今五千年(nian)前(qian)長(chang)江下(xia)游地區的良渚文(wen)(wen)化(hua)(hua)玉器(qi)上(shang),山東龍(long)(long)山文(wen)(wen)化(hua)(hua)繼承了這(zhe)種紋(wen)(wen)(wen)(wen)飾。饕(tao)(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen),本身(shen)(shen)就有濃厚的神秘(mi)色彩。《呂氏春秋·先識》篇內云:“周鼎著饕(tao)(tao)餮(tie),有首(shou)無(wu)身(shen)(shen),食人未咽(yan),害及其身(shen)(shen)。”故此,一(yi)(yi)般(ban)把這(zhe)種獸面(mian)紋(wen)(wen)(wen)(wen)稱之為饕(tao)(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)。饕(tao)(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)在二里頭夏文(wen)(wen)化(hua)(hua)中青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)上(shang)已(yi)有了。商周兩代的饕(tao)(tao)餮(tie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)類(lei)型很多,有的像(xiang)(xiang)龍(long)(long)、像(xiang)(xiang)虎、像(xiang)(xiang)牛(niu)、像(xiang)(xiang)羊、像(xiang)(xiang)鹿;還(huan)有像(xiang)(xiang)鳥、像(xiang)(xiang)鳳(feng)、像(xiang)(xiang)人的。西周時代,青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)紋(wen)(wen)(wen)(wen)飾的神秘(mi)色彩逐漸減退。龍(long)(long)和鳳(feng),仍然是許(xu)多青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)花(hua)(hua)紋(wen)(wen)(wen)(wen)的母題。可以(yi)說許(xu)多圖案化(hua)(hua)的花(hua)(hua)紋(wen)(wen)(wen)(wen),實(shi)際是從龍(long)(long)蛇(she)、鳳(feng)鳥兩大類(lei)紋(wen)(wen)(wen)(wen)飾衍變而來(lai)的。
蟬紋(wen),是商代、西(xi)周常(chang)見的(de)(de)花紋(wen),到了(le)春秋,還(huan)有(you)變形的(de)(de)蟬紋(wen)。春秋時代,螭龍紋(wen)盛行(xing),逐漸占據了(le)統治地位,把其他花紋(wen)差(cha)不(bu)(bu)(bu)多都擠(ji)掉了(le)。中國青銅器還(huan)有(you)一特(te)點,就是迄今(jin)為止(zhi)沒有(you)發(fa)現過任何肖(xiao)像(xiang)。不(bu)(bu)(bu)少的(de)(de)青銅器用人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)面(mian)(mian)(mian)形作(zuo)為裝飾品(pin),如(ru)人(ren)(ren)(ren)面(mian)(mian)(mian)方(fang)鼎、人(ren)(ren)(ren)面(mian)(mian)(mian)鉞等,但這些(xie)人(ren)(ren)(ren)面(mian)(mian)(mian)都不(bu)(bu)(bu)是什么特(te)定人(ren)(ren)(ren)物的(de)(de)面(mian)(mian)(mian)容。更多的(de)(de)器物是人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)整(zheng)體(ti)(ti)形象,如(ru)人(ren)(ren)(ren)形的(de)(de)燈或(huo)器座(zuo);或(huo)者以(yi)人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)整(zheng)體(ti)(ti)作(zuo)為器物的(de)(de)一部分(fen),如(ru)鐘架有(you)佩劍人(ren)(ren)(ren)形舉手托住(zhu)橫梁(liang),銅盤下有(you)幾個人(ren)(ren)(ren)形器足(zu)之類,這些(xie)人(ren)(ren)(ren)形大(da)部分(fen)是男(nan)女侍從的(de)(de)裝束,而且也不(bu)(bu)(bu)是特(te)定婢奴的(de)(de)肖(xiao)像(xiang)。四川廣漢(han)三星堆出(chu)土的(de)(de)立體(ti)(ti)像(xiang)、人(ren)(ren)(ren)頭(tou)像(xiang),大(da)小均(jun)超過正(zheng)常(chang)人(ren)(ren)(ren),均(jun)長耳突目,高鼻闊(kuo)口,富于神秘(mi)色彩,應是神話人(ren)(ren)(ren)物。
商周青(qing)銅器(qi)中數以(yi)萬計的(de)銅器(qi)留(liu)有銘文,這些文字,一般叫金(jin)文。對于(yu)歷史學者而言起(qi)著證史、補史的(de)作(zuo)用。
中國青銅(tong)器的(de)銘文(wen),文(wen)字(zi)以(yi)鑄(zhu)成者為多。凹入的(de)字(zi)樣,稱為陰(yin)文(wen),少數文(wen)字(zi)凸起,稱陽(yang)文(wen)。商代(dai)和西周(zhou),可以(yi)說銘文(wen)都是鑄(zhu)成的(de),只有極個別用鋒(feng)利的(de)工具刻字(zi)的(de)例子。
西(xi)周晚期,開始出現完(wan)全是刻(ke)成(cheng)的銘文。戰(zhan)國(guo)中期,大(da)多數銘文已經(jing)是刻(ke)制的,連河北省(sheng)平山中山王(wang)漢(han)墓(mu)的三件(jian)極為(wei)典重的禮器,都是契刻(ke)而成(cheng),其刀法異常圓熟,有很高的藝(yi)術(shu)價值。
中國古(gu)(gu)(gu)(gu)代(dai)青(qing)銅器的(de)(de)(de)(de)另一個突(tu)出特征是(shi)制(zhi)作(zuo)(zuo)工藝(yi)的(de)(de)(de)(de)精巧(qiao)絕倫(lun),顯示(shi)出古(gu)(gu)(gu)(gu)代(dai)匠師們巧(qiao)奪天(tian)工的(de)(de)(de)(de)創造才能。用(yong)陶質的(de)(de)(de)(de)復合范(fan)澆鑄(zhu)制(zhi)作(zuo)(zuo)青(qing)銅器的(de)(de)(de)(de)和范(fan)法,在中國古(gu)(gu)(gu)(gu)代(dai)得(de)到充分(fen)的(de)(de)(de)(de)發展。陶范(fan)的(de)(de)(de)(de)選料塑模翻范(fan),花紋刻制(zhi)均極為(wei)考究(jiu),渾鑄(zhu)、分(fen)鑄(zhu)、鑄(zhu)接、疊鑄(zhu)技術非常成熟(shu)。隨后發展出來無須分(fen)鑄(zhu)的(de)(de)(de)(de)失蠟法工藝(yi)技術,無疑是(shi)青(qing)銅鑄(zhu)造工藝(yi)的(de)(de)(de)(de)一大(da)進步。古(gu)(gu)(gu)(gu)人認為(wei)青(qing)銅器極其牢固(gu),銘文(wen)可(ke)以流傳(chuan)不朽,因此要(yao)長(chang)期流傳(chuan)的(de)(de)(de)(de)事項(xiang)必(bi)須鑄(zhu)在青(qing)銅物之上。因此,銘文(wen)已成為(wei)今天(tian)研究(jiu)古(gu)(gu)(gu)(gu)代(dai)歷史的(de)(de)(de)(de)重要(yao)材(cai)料。
在(zai)(zai)青銅器上加以(yi)鑲嵌以(yi)增加美觀,這種(zhong)技術很早就(jiu)出現(xian)了。鑲嵌的(de)(de)(de)材(cai)料,第一(yi)種(zhong)是綠(lv)松(song)石(shi),這種(zhong)綠(lv)色的(de)(de)(de)寶石(shi),至今仍(reng)應用在(zai)(zai)首飾上。第二(er)種(zhong)是玉,有(you)玉援(yuan)戈,玉葉的(de)(de)(de)矛(mao),玉刃(ren)的(de)(de)(de)斧鉞等。第三種(zhong)隕鐵(tie)(tie),如鐵(tie)(tie)刃(ren)銅鉞,鐵(tie)(tie)援(yuan)銅刃(ren),經鑒定,鐵(tie)(tie)刃(ren)均為碩鐵(tie)(tie)。第四(si)種(zhong)是嵌紅(hong)(hong)銅,用紅(hong)(hong)銅來組(zu)成獸(shou)形花紋。春秋戰國(guo)時也有(you)用金、銀來鑲嵌裝飾的(de)(de)(de)青銅器。
東周時代,冶(ye)鑄(zhu)技(ji)術發展(zhan)較高,出(chu)現了制(zhi)造青(qing)銅(tong)器(qi)的(de)技(ji)術總結性文獻《考工記》。書中對制(zhi)作鐘鼎、斧斤、弋戟等(deng)各種器(qi)物所用青(qing)銅(tong)中銅(tong)錫的(de)比例做了詳(xiang)細(xi)的(de)規定。由于(yu)戰爭頻(pin)繁,兵器(qi)鑄(zhu)造得到了迅速(su)發展(zhan)。特(te)別是吳、越的(de)寶(bao)劍,異常鋒利,名聞天下,出(chu)現了一些著名的(de)鑄(zhu)劍的(de)匠師,如(ru)干將,歐冶(ye)子等(deng)人。有(you)的(de)寶(bao)劍雖(sui)已(yi)在地(di)下埋藏兩(liang)千多年,但仍然(ran)可以切開成(cheng)疊的(de)紙張。越王(wang)勾踐劍等(deng)一些劍,其(qi)表面(mian)經過一定的(de)化學處(chu)理,形成(cheng)防(fang)銹的(de)菱形、鱗片形或火焰形的(de)花紋,異常華麗。
轉變時期一般指戰國(guo)末(mo)(mo)年(nian)至秦漢末(mo)(mo)年(nian)這(zhe)一時期。經(jing)過幾(ji)百年(nian)的(de)兼并戰爭及以富(fu)國(guo)、強兵為(wei)目的(de)的(de)政治、經(jing)濟、文化改革(ge),以郡(jun)縣制取代分封制,具有(you)中央集(ji)權性質的(de)封建社會最終建立,傳統的(de)禮儀制度(du)已徹底(di)瓦解,鐵(tie)制品已廣泛使用。社會各(ge)領域均發(fa)生了翻天(tian)覆地(di)的(de)變化。
青(qing)(qing)(qing)銅器(qi)在社(she)會生活(huo)中(zhong)的地位逐(zhu)漸下降,器(qi)物大多日用化,但是具體到某些(xie)青(qing)(qing)(qing)銅器(qi),精(jing)美的作品(pin)還是不(bu)少的。如在陜西臨潼(tong)秦始皇陵掘(jue)獲(huo)的兩乘(cheng)銅車(che)(che)馬。第一(yi)乘(cheng)駕四(si)馬,車(che)(che)上(shang)有(you)棚,御者為坐狀。這兩乘(cheng)車(che)(che)馬均為青(qing)(qing)(qing)銅器(qi)鑄件構成(cheng),大小與實(shi)際合乎比(bi)例,極其精(jing)巧(qiao)。車(che)(che)馬上(shang)還有(you)不(bu)少金銀飾(shi)件,通(tong)體施以(yi)(yi)彩繪。第二乘(cheng)馬,長(chang)3.17、高1.06米(mi),可以(yi)(yi)說是迄今(jin)發掘(jue)到的形制巨(ju)大、結構又最復雜的青(qing)(qing)(qing)銅器(qi)。
到了東漢末年,陶瓷器(qi)(qi)(qi)得(de)到較(jiao)大發展(zhan),在社會生活中的作用(yong)日益(yi)重要,從而把日用(yong)青銅(tong)器(qi)(qi)(qi)皿(min)進一步從生活中排擠出去。至于兵器(qi)(qi)(qi),工具等方(fang)面,這時鐵器(qi)(qi)(qi)早已占(zhan)了主導地位。隋唐時期的銅(tong)器(qi)(qi)(qi)主要是各(ge)類精(jing)美的銅(tong)鏡(jing),一般均有各(ge)種(zhong)銘文。自此以后,青銅(tong)器(qi)(qi)(qi)除了銅(tong)鏡(jing)外,可(ke)以說不(bu)再(zai)有什么發展(zhan)了。
外觀(guan) 銅呈紫(zi)紅色光澤的金屬(shu)
密度 8.92克/立方厘米
熔點 1083.4℃
沸(fei)點 2567℃
延展性 很好
導熱和導電性能 較好
磁性 抗磁性
晶體類型 面心立方結構
電阻率 1.75×10-8Ω·m
聲速(室溫) 3810(m/s)
楊氏(shi)模量 110-128GPa
剪切模量 48GPa
泊松比(bi) 0.34
莫氏硬度 3
維氏硬度 343–369MPa
布(bu)氏(shi)硬度 235–878MPa
固態密度 8.960g/cm3
熔融液態(tai)密度 8.920g/cm3
比熱容 24.440J/(mol·K)
汽化熱 300.4kJ/mol
融化(hua)熱 13.26kJ/mol
熱導(dao)率 401W/(m.K)
膨脹(zhang)系(xi)數 (25°C)16.5μm/(m·K)
化合價 通(tong)常為+2,也有+1(3價銅(tong)僅在少(shao)數不穩定(ding)的化合物中出現,例(li)如(ru)銅(tong)酸鉀KCuO2)
在地殼中的含量(liang)(ppm) 50
在(zai)太陽中的含量(ppm) 0.7
電(dian)離能 7.726電(dian)子伏特
焰色為 綠色
原子大小與結構
電子(zi)層(ceng) K-L-M-N
電子層分布 2-8-18-1
電(dian)子排布(bu)式 1s22s22p63s23p63d104s1
原子半(ban)徑 128pm
范(fan)德華半(ban)徑 140pm
與氧氣的反應
銅是不太活潑的(de)重金屬(shu),在常溫下不與(yu)干(gan)燥空氣中(zhong)的(de)氧氣化(hua)合(he),加(jia)熱時能產生黑色的(de)氧化(hua)銅:
如果繼續在很高溫度(du)下燃燒,就(jiu)生成紅色的Cu2O:
與空氣的反應(ying)(與O2、H2O、CO2反應(ying))
在潮濕的(de)空氣中(zhong)放久后,銅表面會慢(man)慢(man)生成(cheng)一(yi)層銅綠(堿式(shi)碳酸銅),銅綠可(ke)防止(zhi)金屬(shu)進一(yi)步腐蝕,其組成(cheng)是可(ke)變(bian)的(de)。
或:
與鹵素的反應
銅可與氯氣在(zai)點(dian)燃(ran)條件(jian)下化合。
與硫的反應
加熱時(shi),銅與硫直接(jie)化合生成硫化亞銅(Cu2S):
與氯化鐵溶液反應
在電子工(gong)業中,常用(yong)FeCl3溶液來刻(ke)蝕銅(tong),以制造印刷線(xian)路。
與空氣和稀酸反應
在電位(wei)序(金屬(shu)活動性順(shun)序)中(zhong),銅族元素都在氫以后(hou),所以不能置換稀(xi)酸中(zhong)的氫。但當(dang)有空氣存在時,銅可先被氧(yang)化成(cheng)氧(yang)化銅,然后(hou)再(zai)與(yu)酸作(zuo)用(yong)然后(hou)緩(huan)慢溶于這些稀(xi)酸中(zhong)。方程(cheng)式見下(xia):
與濃鹽酸反應
該(gai)反應(ying)符合(he)置換反應(ying)。
與氧化性酸反應
銅會被(bei)硝酸(suan)(suan)、濃硫酸(suan)(suan)(需加(jia)熱)等氧化性酸(suan)(suan)氧化而(er)溶解(jie):
催化劑
銅能充當一(yi)些有機反(fan)應(ying)的催化(hua)劑,如酒精(jing)的催化(hua)氧(yang)化(hua):
銅有29個同位(wei)素。Cu-63和(he)Cu-65很穩定,它們的自旋(xuan)量子(zi)數(shu)都為(wei)3/2。
同位(wei)素 豐度 半(ban)衰(shuai)期 方式 能(neng)量(liang)(MeV) 產(chan)物(wu)
63Cu 69.15% 穩定(ding),帶(dai)34個中子
64Cu 人造 12.700小時 ε - Ni
β - Zn
65Cu 30.85% 穩(wen)定,帶36個中子
67Cu 人造 61.83小(xiao)時 β - Zn
實驗室常用還(huan)原(yuan)劑(如氫氣)還(huan)原(yuan)氧化銅(tong)制得金屬銅(tong)。如:
銅常(chang)見的價態是+1和(he)+2。
銅(I)
銅(tong)(tong)(tong)(I)通常稱為亞銅(tong)(tong)(tong),氯化(hua)亞銅(tong)(tong)(tong)(CuCl)、氧化(hua)亞銅(tong)(tong)(tong)(Cu2O)、硫化(hua)亞銅(tong)(tong)(tong)(Cu2S)都是常見(jian)的一價銅(tong)(tong)(tong)化(hua)合物。[Cu(NH3)2]2-是亞銅(tong)(tong)(tong)和(he)氨的配離子,無(wu)色,易被氧化(hua),在酸性溶液中(zhong)自(zi)行歧化(hua),生成(cheng)Cu(II)和(he)Cu。
銅(II)
銅(tong)(tong)(tong)(II)是銅(tong)(tong)(tong)最常(chang)見的(de)價態,它可以和絕大部分常(chang)見的(de)陰離子形(xing)成(cheng)鹽,如眾所周知的(de)硫酸銅(tong)(tong)(tong),存在白色的(de)無水(shui)物(wu)和藍色的(de)五水(shui)合(he)物(wu)。堿(jian)式碳酸銅(tong)(tong)(tong),又(you)稱銅(tong)(tong)(tong)綠,有好幾種(zhong)組成(cheng)形(xing)式。氯化(hua)銅(tong)(tong)(tong)和硝(xiao)酸銅(tong)(tong)(tong)也是重要的(de)銅(tong)(tong)(tong)鹽。
銅(II)可以形成(cheng)一(yi)系列的(de)配離(li)子,如Cu(H2O)4(藍色)、CuCl4(黃(huang)綠)、Cu(NH3)4(深藍)等,它們(men)的(de)顏色也(ye)不盡相同(tong)。
常見銅化合物
硫酸銅(CuSO4)、醋酸銅((CH3COO)2Cu)、氧化銅(CuO)和氧化亞(ya)銅(Cu2O)、氯化銅(CuCl2)和氯化亞(ya)銅(CuCl)、硝酸銅(Cu(NO3)2)、氰化銅(Cu(CN)2)、脂肪酸銅、環(huan)烷酸銅(C22H14CuO4)等。
銅(tong)是與人類(lei)關系非常密切的(de)(de)(de)有(you)色(se)金(jin)(jin)屬,被廣泛地應用(yong)于(yu)電(dian)氣、輕工(gong)、機械制造、建筑工(gong)業、國(guo)防(fang)工(gong)業等(deng)領域,在中國(guo)有(you)色(se)金(jin)(jin)屬材料的(de)(de)(de)消費中僅次于(yu)鋁。銅(tong)是一種紅(hong)色(se)金(jin)(jin)屬,同時(shi)也是一種綠色(se)金(jin)(jin)屬。說它(ta)(ta)是綠色(se)金(jin)(jin)屬,主(zhu)要(yao)是因為(wei)它(ta)(ta)熔點較(jiao)低(di),容易再熔化、再冶煉,因而回(hui)收(shou)利用(yong)相當地便(bian)宜。古(gu)代(dai)主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)器(qi)皿、藝(yi)術品(pin)及(ji)武器(qi)鑄造,比較(jiao)有(you)名的(de)(de)(de)器(qi)皿及(ji)藝(yi)術品(pin)如后母戊鼎(ding)、四(si)羊方(fang)尊(zun)。
電(dian)(dian)器(qi)(qi)和(he)(he)(he)電(dian)(dian)子(zi)市(shi)場約占總(zong)數(shu)的(de)28%。1997年,這兩個(ge)市(shi)場成為(wei)(wei)銅(tong)(tong)(tong)消耗的(de)第(di)二(er)大終端用(yong)戶(hu),擁(yong)有25%的(de)市(shi)場份(fen)額。在(zai)許(xu)多電(dian)(dian)器(qi)(qi)產(chan)(chan)品(pin)(例(li)如:電(dian)(dian)線(xian)、母線(xian)、變壓器(qi)(qi)繞組、重型(xing)馬達、電(dian)(dian)話(hua)線(xian)和(he)(he)(he)電(dian)(dian)話(hua)電(dian)(dian)纜(lan)),銅(tong)(tong)(tong)的(de)使(shi)用(yong)壽命都相當(dang)地(di)長(chang),只(zhi)有經過20到(dao)50年以后,里(li)面的(de)銅(tong)(tong)(tong)才可(ke)以進行回收(shou)利(li)用(yong)。其(qi)他含銅(tong)(tong)(tong)的(de)電(dian)(dian)器(qi)(qi)和(he)(he)(he)電(dian)(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin)(比如:小型(xing)電(dian)(dian)器(qi)(qi)和(he)(he)(he)消費(fei)電(dian)(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin))使(shi)用(yong)壽命則比較短(duan),一般是5~10年。商業性電(dian)(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin)和(he)(he)(he)大型(xing)電(dian)(dian)器(qi)(qi)產(chan)(chan)品(pin)通常要回收(shou)的(de),因為(wei)(wei)它們(men)除含有銅(tong)(tong)(tong)以外(wai),還有其(qi)他珍貴的(de)金(jin)屬。盡管如此,小型(xing)的(de)電(dian)(dian)子(zi)消費(fei)產(chan)(chan)品(pin)的(de)回收(shou)率還是相當(dang)低的(de),因為(wei)(wei)它們(men)里(li)面幾乎沒有多少銅(tong)(tong)(tong)元素。
隨著電子領域(yu)科(ke)學技術的(de)快速(su)發展,一些陳(chen)舊(jiu)的(de)含銅(tong)產品越(yue)來越(yue)過時(shi)了。比如,在二十(shi)世紀80年代(dai),電話轉(zhuan)換站和(he)中央營(ying)業所是(shi)銅(tong)和(he)銅(tong)合(he)金(jin)碎屑(xie)的(de)主要來源,但是(shi)數字轉(zhuan)換的(de)出現使(shi)得(de)這些笨重的(de)、金(jin)屬密(mi)集的(de)東西變得(de)越(yue)來越(yue)過時(shi)了。
交通設備是銅(tong)的(de)(de)(de)(de)第(di)三大市場(chang),約占總數的(de)(de)(de)(de)13%,與二十世(shi)紀60年(nian)代基本相(xiang)同。盡管交通的(de)(de)(de)(de)重要性沒有改變(bian),但(dan)是銅(tong)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)形式卻發生了很大的(de)(de)(de)(de)變(bian)化。許多年(nian)來(lai),自動散(san)熱(re)器是這方(fang)面最重要的(de)(de)(de)(de)終端用(yong)(yong)戶;然(ran)而(er),銅(tong)在自動電(dian)器和(he)電(dian)子產品中(zhong)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)飛速增長,而(er)在熱(re)交換器市場(chang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)則有所下降。小轎車的(de)(de)(de)(de)平均(jun)使用(yong)(yong)壽命是10-15年(nian),幾乎所有的(de)(de)(de)(de)銅(tong)(包括散(san)熱(re)器和(he)配(pei)線)都是在它的(de)(de)(de)(de)整體拆卸和(he)回(hui)(hui)收前來(lai)進(jin)行回(hui)(hui)收的(de)(de)(de)(de)。
工業機器(qi)和(he)設(she)備是(shi)另外一(yi)個主要(yao)(yao)的應用(yong)市場,在(zai)當(dang)中銅往(wang)(wang)往(wang)(wang)有比較(jiao)長的使用(yong)壽(shou)命。硬幣(bi)和(he)軍火是(shi)這方面主要(yao)(yao)的終端用(yong)戶。子彈(dan)很少(shao)回收(shou),一(yi)些硬幣(bi)可(ke)以熔化,而還有許多(duo)則(ze)由收(shou)藏者或儲蓄者保(bao)存,不(bu)可(ke)以進行回收(shou)。在(zai)機械和(he)運(yun)輸車(che)輛制(zhi)造中,用(yong)于制(zhi)造工業閥門和(he)配件、儀表、滑動軸承(cheng)、模(mo)具(ju)、熱交換(huan)器(qi)和(he)泵等。
在化學(xue)工(gong)業中廣泛應用于制造真空器(qi)、蒸餾鍋、釀造鍋等。
在國(guo)防工業中用(yong)以(yi)制造子(zi)彈、炮彈、槍炮零(ling)件等,每生產300萬(wan)發子(zi)彈,需(xu)用(yong)銅13~14噸(dun)。
在建(jian)筑(zhu)工業中(zhong),用作各種管道(dao)、管道(dao)配件、裝飾器件等(deng)。
醫(yi)學中,銅(tong)的殺菌作用(yong)很早就被認知(zhi)。自20世紀50年代以來(lai),人(ren)(ren)們還發(fa)(fa)(fa)現銅(tong)有非常好的醫(yi)學用(yong)途。后來(lai),墨(mo)西哥科學家(jia)也發(fa)(fa)(fa)現銅(tong)有抗(kang)癌功能。新世紀,英國研究人(ren)(ren)員又發(fa)(fa)(fa)現,銅(tong)元素(su)有很強(qiang)的殺菌作用(yong)。相信不久的將來(lai),銅(tong)元素(su)將為提(ti)高人(ren)(ren)類(lei)健康(kang)水平做出巨大貢獻。
有(you)機化(hua)學中,有(you)機銅鋰(li)化(hua)合(he)物是一類重要(yao)的金屬(shu)有(you)機化(hua)合(he)物。
銅的重要合金
黃(huang)銅 黃(huang)銅是銅與鋅的合金,因(yin)色黃(huang)而得名。黃(huang)銅的機械性(xing)能和耐磨性(xing)能都(dou)很好(hao),可用于制(zhi)造精(jing)密儀器、船舶(bo)的零件、槍(qiang)炮(pao)的彈殼等(deng)。黃(huang)銅敲(qiao)起來聲音好(hao)聽,因(yin)此鑼、鈸、鈴、號等(deng)樂器都(dou)是用黃(huang)銅制(zhi)作的。
航(hang)海黃銅 銅與(yu)鋅、錫的合金,抗海水侵蝕(shi),可(ke)用來制作船的零(ling)件、平(ping)衡(heng)器(qi)。
青銅 銅與錫(xi)的(de)合金(jin)叫青銅,因色(se)青而得名(ming)。在古(gu)代為常用合金(jin)(如中國(guo)的(de)青銅時代)。青銅一般具有較好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)、鑄(zhu)造(zao)性(xing)(xing)和(he)優良(liang)的(de)機械(xie)性(xing)(xing)能。用于制造(zao)精(jing)密軸承、高(gao)壓(ya)軸承、船舶(bo)上抗海水腐(fu)蝕的(de)機械(xie)零件以及(ji)各種板材(cai)、管材(cai)、棒(bang)材(cai)等。青銅還有一個反常的(de)特性(xing)(xing)——“熱縮冷脹”,用來鑄(zhu)造(zao)塑像,冷卻后膨脹,可以使眉目更清楚(chu)。
磷(lin)青銅 銅與錫、磷(lin)的合金(jin),堅(jian)硬,可制彈簧。
白銅 白銅是(shi)銅與鎳的合金,其色澤和銀一樣,銀光閃閃,不易生銹。常用于制(zhi)造硬幣、電器、儀表(biao)和裝飾品。
18K金(jin)(jin)(玫瑰(gui)金(jin)(jin)) 6/24的(de)銅與18/24的(de)金(jin)(jin)的(de)合金(jin)(jin)。紅(hong)黃色(se),硬度大,可用來制作首飾、裝飾品。
從銅(tong)(tong)(tong)礦中開采出來(lai)的銅(tong)(tong)(tong)礦石,經(jing)(jing)過選礦成(cheng)為含銅(tong)(tong)(tong)品位較高的銅(tong)(tong)(tong)精(jing)礦或者說是(shi)銅(tong)(tong)(tong)礦砂,銅(tong)(tong)(tong)精(jing)礦需(xu)要(yao)經(jing)(jing)過冶煉提成(cheng),才能(neng)成(cheng)為精(jing)銅(tong)(tong)(tong)及銅(tong)(tong)(tong)制品。最早的銅(tong)(tong)(tong)礦石來(lai)源是(shi)孔(kong)雀(que)石。
銅(tong)礦石的分(fen)類及(ji)屬性:
煉銅的(de)原(yuan)料是銅礦(kuang)石(shi)。銅礦(kuang)石(shi)可分為三類(lei):
分類 示例
硫化礦 如(ru)黃銅(tong)礦(CuFeS2)、斑銅(tong)礦(Cu5FeS4)和輝銅(tong)礦(Cu2S)等。
氧化礦(kuang) 如赤銅礦(kuang)(Cu2O)、孔雀石(shi)(shi)[Cu?(OH)?CO?]、藍(lan)銅礦(kuang)[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(shi)(shi)(CuSiO3·2H2O)等。
自(zi)然銅 銅礦石中(zhong)銅的含量在1%左右(you)(0.5%~3%)的便有開(kai)采(cai)(cai)價值,因(yin)為采(cai)(cai)用(yong)浮(fu)選法可以把礦石中(zhong)一(yi)部分脈石等雜質(zhi)除去,而得到(dao)含銅量較高(gao)(8%~35%)的精(jing)礦砂。
通(tong)過熔(rong)(rong)融冶(ye)煉(lian)(lian)和電解精(jing)火(huo)煉(lian)(lian)生(sheng)產出陰極銅(tong)(tong)(tong)(tong),也即電解銅(tong)(tong)(tong)(tong),一般(ban)適(shi)于(yu)高品位(wei)的硫化(hua)(hua)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦。火(huo)法(fa)(fa)(fa)冶(ye)煉(lian)(lian)一般(ban)是先將含銅(tong)(tong)(tong)(tong)百分之(zhi)幾(ji)或千分之(zhi)幾(ji)的原(yuan)礦石,通(tong)過選礦提高到20%~30%,作為(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)精(jing)礦,在(zai)密閉(bi)鼓風爐(lu)(lu)(lu)、反(fan)射爐(lu)(lu)(lu)、電爐(lu)(lu)(lu)或閃速爐(lu)(lu)(lu)進行造锍(liu)(liu)熔(rong)(rong)煉(lian)(lian),產出的熔(rong)(rong)锍(liu)(liu)(冰銅(tong)(tong)(tong)(tong))接(jie)著(zhu)送入轉爐(lu)(lu)(lu)進行吹(chui)煉(lian)(lian)成粗銅(tong)(tong)(tong)(tong),再在(zai)另一種反(fan)射爐(lu)(lu)(lu)內經過氧(yang)化(hua)(hua)精(jing)煉(lian)(lian)脫雜,或鑄(zhu)成陽極板進行電解,獲得品位(wei)高達99.9%的電解銅(tong)(tong)(tong)(tong)。該流程簡短(duan)、適(shi)應性強,銅(tong)(tong)(tong)(tong)的回收(shou)率可達95%,但因礦石中的硫在(zai)造锍(liu)(liu)和吹(chui)煉(lian)(lian)兩(liang)階段作為(wei)二氧(yang)化(hua)(hua)硫廢氣排出,不易(yi)回收(shou),易(yi)造成污染。90年代出現如(ru)白銀法(fa)(fa)(fa)、諾(nuo)蘭達法(fa)(fa)(fa)等熔(rong)(rong)池熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)以(yi)及日(ri)本(ben)的三(san)菱法(fa)(fa)(fa)等、火(huo)法(fa)(fa)(fa)冶(ye)煉(lian)(lian)逐(zhu)漸向(xiang)連(lian)續化(hua)(hua)、自動化(hua)(hua)發展。
從銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)冶煉銅(tong)(tong)(tong)(tong):以黃銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)為(wei)(wei)(wei)例,首先把精礦(kuang)(kuang)砂(sha)(sha)、熔(rong)(rong)劑(ji)(ji)(石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)、砂(sha)(sha)等)和燃料(焦炭、木炭或無煙煤(mei))混(hun)合(he),投入(ru)“密閉(bi)”鼓風爐(lu)中(zhong),在(zai)(zai)1000℃左(zuo)右進行熔(rong)(rong)煉。于是礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)中(zhong)一(yi)部分(fen)硫(liu)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)(wei)SO?(用(yong)于制硫(liu)酸),大部分(fen)的(de)砷、銻等雜(za)質(zhi)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)(wei)As?O?、Sb?O?等揮發性物(wu)質(zhi)而被除(chu)去(qu)(qu):2CuFeS?+O?=Cu?S+2FeS+SO?↑。一(yi)部分(fen)鐵(tie)的(de)硫(liu)化(hua)(hua)物(wu)轉變(bian)(bian)為(wei)(wei)(wei)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu):2FeS+3O?=2FeO+2SO?↑。Cu?S跟剩(sheng)余的(de)FeS等便熔(rong)(rong)融(rong)在(zai)(zai)一(yi)起而形(xing)成(cheng)(cheng)“冰(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)”(主(zhu)要(yao)由Cu?S和FeS互(hu)相溶解形(xing)成(cheng)(cheng)的(de),它的(de)含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)率(lv)在(zai)(zai)20%~50%之間(jian),含(han)硫(liu)率(lv)在(zai)(zai)23%~27%之間(jian)),FeO跟SiO?形(xing)成(cheng)(cheng)熔(rong)(rong)渣:FeO+SiO?=FeSiO?。熔(rong)(rong)渣浮在(zai)(zai)熔(rong)(rong)融(rong)冰(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)上面,容易分(fen)離,借(jie)以除(chu)去(qu)(qu)一(yi)部分(fen)雜(za)質(zhi)。然(ran)后(hou)把冰(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)移(yi)(yi)入(ru)轉爐(lu)中(zhong),加入(ru)熔(rong)(rong)劑(ji)(ji)(石(shi)(shi)英(ying)砂(sha)(sha))后(hou)鼓入(ru)空氣進行吹(chui)煉(1100~1300℃)。由于鐵(tie)比銅(tong)(tong)(tong)(tong)對(dui)氧(yang)(yang)有較大的(de)親和力,而銅(tong)(tong)(tong)(tong)比鐵(tie)對(dui)硫(liu)有較大的(de)親和力,因此冰(bing)銅(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)的(de)FeS先轉變(bian)(bian)為(wei)(wei)(wei)FeO,跟熔(rong)(rong)劑(ji)(ji)結合(he)成(cheng)(cheng)渣,而后(hou)Cu?S才轉變(bian)(bian)為(wei)(wei)(wei)Cu?O,Cu?O跟Cu?S反應生成(cheng)(cheng)粗銅(tong)(tong)(tong)(tong)(含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)量(liang)約(yue)為(wei)(wei)(wei)98.5%)。2Cu?S+3O?=2Cu?O+2SO?↑,2Cu?O+Cu?S=6Cu+SO?↑,再把粗銅(tong)(tong)(tong)(tong)移(yi)(yi)入(ru)反射爐(lu),加入(ru)熔(rong)(rong)劑(ji)(ji)(石(shi)(shi)英(ying)砂(sha)(sha)),通入(ru)空氣,使(shi)粗銅(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)的(de)雜(za)質(zhi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua),跟熔(rong)(rong)劑(ji)(ji)形(xing)成(cheng)(cheng)爐(lu)渣而除(chu)去(qu)(qu)。在(zai)(zai)雜(za)質(zhi)除(chu)到一(yi)定程(cheng)度后(hou),再噴入(ru)重油,由重油燃燒產(chan)生的(de)一(yi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳等還(huan)原性氣體使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)亞銅(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)(zai)高溫下還(huan)原為(wei)(wei)(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)。得到的(de)精銅(tong)(tong)(tong)(tong)約(yue)含(han)銅(tong)(tong)(tong)(tong)99.7%。
除(chu)了銅(tong)(tong)(tong)(tong)精礦之(zhi)外,廢銅(tong)(tong)(tong)(tong)作為精煉銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)主要原(yuan)料(liao)之(zhi)一,包(bao)括舊(jiu)(jiu)廢銅(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)新(xin)廢銅(tong)(tong)(tong)(tong),舊(jiu)(jiu)廢銅(tong)(tong)(tong)(tong)來自(zi)舊(jiu)(jiu)設備和(he)舊(jiu)(jiu)機器,廢棄的(de)(de)樓房和(he)地下管(guan)道;新(xin)廢銅(tong)(tong)(tong)(tong)來自(zi)加工廠棄掉的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)屑(銅(tong)(tong)(tong)(tong)材(cai)的(de)(de)產出比為50%左(zuo)右),一般廢銅(tong)(tong)(tong)(tong)供應較穩定,廢銅(tong)(tong)(tong)(tong)可以(yi)分為:裸(luo)雜(za)(za)銅(tong)(tong)(tong)(tong):品位在90%以(yi)上;黃雜(za)(za)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(電(dian)線(xian)):含銅(tong)(tong)(tong)(tong)物料(liao)(舊(jiu)(jiu)馬(ma)達、電(dian)路板);由廢銅(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)其他(ta)類(lei)似材(cai)料(liao)生(sheng)產出的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong),也(ye)稱(cheng)為再生(sheng)銅(tong)(tong)(tong)(tong)。
一船適于低品位(wei)的(de)氧化(hua)銅(tong),生產出(chu)(chu)的(de)精(jing)銅(tong)稱為電(dian)積銅(tong)。現代(dai)濕(shi)(shi)法冶(ye)煉(lian)(lian)有硫酸化(hua)焙燒(shao)—浸(jin)(jin)出(chu)(chu)—電(dian)積,浸(jin)(jin)出(chu)(chu)—萃取—電(dian)積,細菌浸(jin)(jin)出(chu)(chu)等法,適于低品位(wei)復雜礦、氧化(hua)銅(tong)礦、含銅(tong)廢(fei)礦石(shi)的(de)堆浸(jin)(jin)、槽浸(jin)(jin)選用或就地浸(jin)(jin)出(chu)(chu)。濕(shi)(shi)法冶(ye)煉(lian)(lian)技術正在逐步推廣,預計(ji)本世紀末可達(da)總(zong)產量的(de)20%,濕(shi)(shi)法冶(ye)煉(lian)(lian)的(de)推出(chu)(chu)使銅(tong)的(de)冶(ye)煉(lian)(lian)成本大(da)大(da)降低。
銅冶煉(lian)行業(ye)是國(guo)民經濟中(zhong)(zhong)的(de)基礎性行業(ye),特別是我國(guo)正處(chu)于(yu)工(gong)業(ye)化階段,對(dui)銅的(de)需求保持高速增長,銅冶煉(lian)行業(ye)在(zai)國(guo)民經濟中(zhong)(zhong)的(de)地(di)位將不斷(duan)提高。
世(shi)界銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)資源比較(jiao)豐(feng)富。銅(tong)(tong)(tong)不難從它(ta)的礦(kuang)(kuang)石中(zhong)提取,但可開(kai)采的礦(kuang)(kuang)藏(zang)相對稀少。有(you)些,如在瑞典(dian)法倫的銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang),從13世(shi)紀開(kai)始,曾是巨(ju)大財富的來(lai)源。一種提取這種金屬的方(fang)法是烘烤硫化礦(kuang)(kuang)石,然后(hou)用水分(fen)離出其形成的硫酸銅(tong)(tong)(tong)。之后(hou)流(liu)淌過(guo)鐵屑(xie)表面銅(tong)(tong)(tong)就會沉淀(dian),形成的薄層(ceng)很(hen)容易分(fen)離。世(shi)界上已探明的銅(tong)(tong)(tong)約為3.5~5.7億噸,其中(zhong)斑巖銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)約占全部總量的76%。從地(di)(di)區分(fen)布看,全球(qiu)銅(tong)(tong)(tong)蘊藏(zang)量最豐(feng)富的地(di)(di)區共有(you)五個:
非洲(zhou):剛果盧(lu)伊盧(lu)(科盧(lu)韋齊(qi))、希圖魯、贊比亞盧(lu)安夏和巴(ba)利巴(ba)、穆(mu)富(fu)利拉、恩昌加(jia)TLP、恩卡納(羅卡納)。
亞洲:中國白銀(金(jin)川)/甘(gan)(gan)肅、山(shan)(shan)東/陽谷(gu)祥光銅(tong)業大(da)冶、貴溪、葫蘆島、金(jin)昌、上海、天津、云南、印(yin)度伯(bo)爾拉銅(tong)(代海伊)、杜蒂戈林、伊朗薩(sa)爾切什(shen)梅、日本別子/愛媛(東予冶煉(lian)廠)、小坂(秋田)直島(香(xiang)川)、小名濱(福(fu)島)、佐(zuo)賀(he)關(guan)(大(da)分)、玉野(ye)(岡(gang)山(shan)(shan))、哈薩(sa)克斯(si)坦(tan)巴(ba)爾卡(ka)什(shen)米(mi)斯(si)、杰茲(zi)卡(ka)茲(zi)甘(gan)(gan)冶煉(lian)廠、韓國溫山(shan)(shan)冶煉(lian)廠Ⅰ、溫山(shan)(shan)冶煉(lian)廠Ⅱ、菲(fei)律賓伊莎貝爾/萊特(te)(菲(fei)律賓熔煉(lian)與精煉(lian)協(xie)會)、烏茲(zi)別克斯(si)坦(tan)阿爾馬雷克冶煉(lian)廠。
歐洲:奧地利布里(li)(li)克斯(si)(si)(si)萊格比利時(shi)貝爾(er)(er)瑟(se);霍(huo)博肯(ken)、UM皮爾(er)(er)多(duo)普(pu)芬蘭哈爾(er)(er)亞(ya)瓦爾(er)(er)塔德國漢堡、黑特(te)施泰、呂嫩Lunen170、意大利波代馬(ma)格拉(la)(la)(la)、波蘭格沃古夫Ⅰ、格沃古夫Ⅱ、萊格尼察冶煉廠(chang)、羅馬(ma)尼亞(ya)茲(zi)拉(la)(la)(la)特(te)納冶煉廠(chang)、俄羅斯(si)(si)(si)基(ji)洛夫格拉(la)(la)(la)德(卡拉(la)(la)(la)塔)、克拉(la)(la)(la)斯(si)(si)(si)諾烏拉(la)(la)(la)爾(er)(er)斯(si)(si)(si)克冶煉廠(chang)、納杰日金斯(si)(si)(si)基(ji)、諾里(li)(li)爾(er)(er)斯(si)(si)(si)克冶煉廠(chang)、中烏拉(la)(la)(la)爾(er)(er)斯(si)(si)(si)克冶煉廠(chang)、西班牙韋爾(er)(er)瓦、瑞典倫(lun)島、英(ying)國沃爾(er)(er)索(suo)爾(er)(er)、南斯(si)(si)(si)拉(la)(la)(la)夫博爾(er)(er)。
單位:千噸
美國 1986.6 1664.2 1276.7 2057.8
日本 1127.1 1243 1276.6 1613.2
德國(guo) 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
意大利(li) 326 342 420 470.7
比利(li)時 295.4 277.1 291.8 372
韓國 53.2 131.9 259 343.2
英國 512.2 355.4 327.7 269.4
十大(da)國消費量 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 1977 1982 1987 1992
智利 1056.5 1242.2 1412.9 1940
美國(guo) 1346.8 1147 1243.6 1760.5
加拿大 780.9 612.4 794.1 764.2
贊比亞 656.2 574.5 463.2 440
波蘭 284.8 376 438 387
中國 99.8 175 250 375
俄羅斯 853 560 630 375
秘魯 350.1 353.8 417.6 368.1
哈薩(sa)克 - - - 350
澳洲(zhou) 220 245.3 232.7 326
十國小計 5666.1 5286.2 5882.1 7085.8
全球總計 7716.4 7622.3 8306.3 9289.6
銅(tong)的(de)離(li)子(銅(tong)質)對生物(wu)而言,不論是動物(wu)或植物(wu),是必需的(de)元素。人體缺乏銅(tong)會引(yin)起貧血,毛發異常,骨和(he)動脈異常,以至腦障(zhang)礙。但如過剩(sheng),會引(yin)起肝硬化、腹瀉(xie)、嘔(ou)吐、運(yun)動障(zhang)礙和(he)知覺神經障(zhang)礙。一般來說,牛肉、葵花(hua)籽、可可、黑椒、羊肝等(deng)等(deng)都有豐富的(de)銅(tong)質。
銅是人體必需(xu)的微量礦物質,在(zai)攝入后15分鐘即可進入血液中(zhong),同時存(cun)在(zai)于紅(hong)血球(qiu)內(nei)外,可幫助鐵質傳遞蛋(dan)白,在(zai)血紅(hong)素(su)形成(cheng)過程(cheng)中(zhong)扮(ban)演催化的重要角色。而且(qie)在(zai)食(shi)物烹飪過程(cheng)中(zhong),銅元素(su)不易被破壞掉。
銅廣(guang)泛分布于生(sheng)物(wu)(wu)組織中,大部(bu)分以有機復合物(wu)(wu)存在,很多是金屬蛋白,以酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)形式(shi)起著(zhu)功能作用。每個(ge)含銅蛋白的(de)(de)(de)(de)酶(mei)(mei)都(dou)有它清楚(chu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)理(li)生(sheng)化作用,生(sheng)物(wu)(wu)系統中許多涉(she)及氧(yang)的(de)(de)(de)(de)電子傳遞和氧(yang)化還原(yuan)反應都(dou)是由含銅酶(mei)(mei)催化的(de)(de)(de)(de),這(zhe)些酶(mei)(mei)對生(sheng)命過程都(dou)是至(zhi)關重要的(de)(de)(de)(de)。
當然(ran),銅作(zuo)為重(zhong)金屬,攝入過(guo)量也會(hui)有危害。銅離子會(hui)使蛋(dan)白(bai)質(zhi)變性(xing)。如(ru)硫酸銅對(dui)(dui)胃(wei)(wei)腸道有刺(ci)激(ji)作(zuo)用,誤服引起惡心、嘔(ou)吐、口內有銅性(xing)味、胃(wei)(wei)燒(shao)灼感。嚴重(zhong)者有腹絞痛、嘔(ou)血(xue)、黑便。可造成嚴重(zhong)腎損害和(he)溶血(xue),出(chu)現(xian)黃疸、貧血(xue)、肝(gan)大、血(xue)紅蛋(dan)白(bai)尿、急性(xing)腎功能衰竭和(he)尿毒(du)癥。對(dui)(dui)眼和(he)皮(pi)膚有刺(ci)激(ji)性(xing)。長期接觸可發生(sheng)接觸性(xing)皮(pi)炎(yan)和(he)鼻、眼黏膜(mo)刺(ci)激(ji)并出(chu)現(xian)胃(wei)(wei)腸道癥狀。
成年(nian)(nian)(nian)人每天需要(yao)銅(tong)0.05~2毫克,孕、產婦和青、少(shao)年(nian)(nian)(nian)(少(shao)年(nian)(nian)(nian)食(shi)品)的(de)需要(yao)量還(huan)要(yao)多些。足月生下(xia)(xia)的(de)嬰兒(er)體(ti)內(nei)含銅(tong)量約為16毫克,按單(dan)位(wei)體(ti)重比成年(nian)(nian)(nian)人要(yao)高(gao)得多,其中約70%集中在(zai)肝中,由此(ci)可見,胎兒(er)的(de)肝是含銅(tong)量極高(gao)的(de)器官。從妊(ren)娠(shen)開始,胎兒(er)體(ti)內(nei)的(de)含銅(tong)量就(jiu)急劇(ju)增(zeng)(zeng)加,約從妊(ren)娠(shen)的(de)第200天到(dao)出(chu)生,銅(tong)含量約增(zeng)(zeng)加4倍。因此(ci),妊(ren)娠(shen)后期(qi)是胎兒(er)吸收(shou)銅(tong)最多的(de)時期(qi),早產兒(er)易患缺(que)銅(tong)癥就(jiu)是這(zhe)個(ge)原(yuan)因。孕婦體(ti)內(nei)銅(tong)的(de)濃度(du)在(zai)妊(ren)娠(shen)過程中逐漸上升,這(zhe)可能與胎兒(er)長(chang)大(da)體(ti)內(nei)雌激素水(shui)平(ping)增(zeng)(zeng)加有關。正常情(qing)況下(xia)(xia),孕婦不需要(yao)額(e)外補充銅(tong)劑(ji),銅(tong)過量可產生致(zhi)畸作用(yong)。
中(zhong)(zhong)國(guo)營養學(xue)會沒有制(zhi)定(ding)每(mei)日膳食中(zhong)(zhong)銅的(de)需要量(liang),但制(zhi)定(ding)了(le)每(mei)日銅的(de)“安(an)全(quan)和適宜的(de)攝入(ru)量(liang)”,半歲前嬰兒(er)每(mei)天(tian)需0.5~0.7毫(hao)克(ke)(ke),半歲至(zhi)1歲每(mei)天(tian)0.7~1.0毫(hao)克(ke)(ke),1歲以(yi)上(shang)每(mei)天(tian)1.0~1.5毫(hao)克(ke)(ke),4歲以(yi)上(shang)每(mei)天(tian)1.5~2.0毫(hao)克(ke)(ke),7歲以(yi)上(shang)每(mei)天(tian)2.0~2.5毫(hao)克(ke)(ke),11歲以(yi)上(shang)至(zhi)青(qing)年、成年,均為每(mei)天(tian)2.0~3.0毫(hao)克(ke)(ke)。這個攝入(ru)量(liang)與美國(guo)科學(xue)研究委(wei)員會制(zhi)定(ding)的(de)“估計每(mei)日飲食中(zhong)(zhong)安(an)全(quan)充(chong)足的(de)銅攝取量(liang)”相當。
銅(tong)與人(ren)體(ti)健(jian)康(kang)關(guan)系密(mi)切。人(ren)體(ti)每天都(dou)要攝(she)入各種微量(liang)元(yuan)素(su)(su),銅(tong)是人(ren)體(ti)不(bu)能缺(que)少的金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)(su)之(zhi)一(yi)。成年人(ren)體(ti)內,1千克(ke)體(ti)重中(zhong),銅(tong)含量(liang)大約為1.4mg~2.1mg;血液中(zhong)銅(tong)的含量(liang)約為1.0mg~1.5mg。這一(yi)數量(liang)雖(sui)小(xiao),但它(ta)對于維持(chi)身體(ti)健(jian)康(kang)和(he)(he)器官的正常運(yun)行卻不(bu)可(ke)缺(que)少。這是因(yin)為銅(tong)元(yuan)素(su)(su)在機(ji)體(ti)運(yun)行中(zhong)具有特殊的作(zuo)用。銅(tong)是機(ji)體(ti)內蛋白(bai)質和(he)(he)酶(mei)的重要組成部分,許多重要的酶(mei)需要微量(liang)銅(tong)的參與和(he)(he)活化(hua)。例如,銅(tong)可(ke)以(yi)催化(hua)血紅蛋白(bai)的合成。研究表(biao)明,缺(que)銅(tong)會導致血漿膽固醇升高,增加動脈(mo)粥樣硬(ying)化(hua)的危險,因(yin)而(er)是引發(fa)冠狀動脈(mo)心臟病的重要因(yin)素(su)(su)。科學家還發(fa)現(xian),營養性貧(pin)血、白(bai)癜風、骨(gu)質疏松(song)癥、胃(wei)癌及食(shi)道(dao)癌等疾病的產生也都(dou)與人(ren)體(ti)缺(que)銅(tong)有關(guan)。嚴重缺(que)銅(tong)和(he)(he)長期邊緣性缺(que)銅(tong),還會引發(fa)小(xiao)兒發(fa)育不(bu)良和(he)(he)一(yi)些地方病。
吸(xi)收(shou)(shou)率30%~40%。胃、十二指腸(chang)(chang)和小腸(chang)(chang)上部是(shi)銅(tong)的主要吸(xi)收(shou)(shou)部位,其(qi)腸(chang)(chang)吸(xi)收(shou)(shou)是(shi)主動吸(xi)收(shou)(shou)過程。膜內(nei)外銅(tong)離子的轉運體為ATP酶,依靠天冬氨酸(suan)(suan)殘基磷酸(suan)(suan)化供能(neng),能(neng)將(jiang)主動吸(xi)收(shou)(shou)的銅(tong)與(yu)門(men)靜脈側支循(xun)環中(zhong)的白(bai)蛋白(bai)結合,運至肝臟進一步參與(yu)代謝。
銅(tong)(tong)(tong)主要通(tong)過(guo)膽(dan)(dan)汁(zhi)(zhi)排(pai)泄,膽(dan)(dan)汁(zhi)(zhi)中(zhong)含有低分(fen)(fen)子和(he)高分(fen)(fen)子量的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)結(jie)合(he)(he)化合(he)(he)物,前者多(duo)(duo)存在(zai)肝(gan)膽(dan)(dan)汁(zhi)(zhi)中(zhong),后者則(ze)多(duo)(duo)在(zai)膽(dan)(dan)囊膽(dan)(dan)汁(zhi)(zhi)中(zhong)。銅(tong)(tong)(tong)可以通(tong)過(guo)溶(rong)酶(mei)(mei)體的(de)(de)胞吐作用或(huo)ATP酶(mei)(mei)的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)轉移作用而進(jin)入膽(dan)(dan)汁(zhi)(zhi)內,膽(dan)(dan)汁(zhi)(zhi)中(zhong)的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)也可以是肝(gan)細胞溶(rong)酶(mei)(mei)體對存在(zai)于(yu)膽(dan)(dan)汁(zhi)(zhi)中(zhong)銅(tong)(tong)(tong)結(jie)合(he)(he)蛋白分(fen)(fen)解的(de)(de)結(jie)果(guo)。血漿中(zhong)銅(tong)(tong)(tong)大多(duo)(duo)與銅(tong)(tong)(tong)藍(lan)蛋白結(jie)合(he)(he)或(huo)存在(zai)于(yu)腎細胞內,很少濾過(guo)腎小(xiao)球(qiu),正常情況下尿(niao)液中(zhong)含銅(tong)(tong)(tong)量甚微。當銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)排(pai)泄、存儲(chu)和(he)銅(tong)(tong)(tong)藍(lan)蛋白合(he)(he)成失衡(heng)時會出現銅(tong)(tong)(tong)尿(niao)。
銅(tong)(tong)是(shi)人體健康(kang)不可缺(que)少的(de)微(wei)量營養素,對于血液、中(zhong)樞神經和(he)免疫系(xi)統(tong),頭(tou)發、皮膚和(he)骨(gu)骼組織(zhi)(zhi)以及腦子和(he)肝、心等內臟的(de)發育和(he)功能有重要影響。銅(tong)(tong)主要從日常飲食中(zhong)攝(she)入。世(shi)界衛生組織(zhi)(zhi)建議(yi),為了維持健康(kang),成人每公斤體重每天應(ying)攝(she)入0.03毫克銅(tong)(tong)。孕婦和(he)嬰(ying)幼(you)兒應(ying)加倍。缺(que)銅(tong)(tong)會引(yin)起各種疾病(bing),可以服用含銅(tong)(tong)補劑和(he)藥(yao)丸來加以補充。
銅(tong)在人體內(nei)含量約100~150mg,血清銅(tong)正常(chang)值(zhi)100~120μg/dl,是人體中含量位居(ju)第二的(de)必需微(wei)量元素。含銅(tong)的(de)酶(mei)(mei)(mei)(mei)有(you)酪氨酸酶(mei)(mei)(mei)(mei)、單(dan)胺氧(yang)化酶(mei)(mei)(mei)(mei)、超氧(yang)化酶(mei)(mei)(mei)(mei)、超氧(yang)化物歧化酶(mei)(mei)(mei)(mei)、血銅(tong)藍蛋白等。銅(tong)對血紅蛋白的(de)形成(cheng)起活化作用,促進鐵的(de)吸收和利用,在傳遞電子、彈性(xing)蛋白的(de)合成(cheng)、結締組織(zhi)的(de)代謝、嘌呤代謝、磷脂及(ji)神經組織(zhi)形成(cheng)方面有(you)重要意義。
銅缺(que)乏可引起如下疾病:
1.貧血
一般最常見的(de)臨床表現(xian)(xian)為頭(tou)暈(yun)、乏力、易倦、耳鳴、眼花。皮膚黏膜(mo)及指甲等顏色蒼白,體力活動后感覺氣促、心悸。嚴重(zhong)貧血(xue)時,即使在休息(xi)時也出現(xian)(xian)氣短和(he)(he)心悸,在心尖(jian)和(he)(he)心底部可聽到柔(rou)和(he)(he)的(de)收縮期雜(za)音。
2.骨骼改變。
臨床表現(xian)為骨(gu)質疏松,易發生骨(gu)折。
3.銅與冠心(xin)病。
4.銅與白癜風病。
5.女性不孕癥。
1.
缺銅會使神(shen)(shen)經系(xi)統(tong)的抑(yi)制過程失(shi)調,使神(shen)(shen)經系(xi)統(tong)處于(yu)興奮(fen)狀態而(er)導致失(shi)眠,久(jiu)而(er)久(jiu)之可發(fa)生神(shen)(shen)經衰(shuai)弱。
人體缺銅可(ke)(ke)適量增加攝入含銅較高的食物,如口蘑、海米、紅茶(cha)(cha)、花茶(cha)(cha)、磚茶(cha)(cha)、榛子、葵花子、芝麻醬、西(xi)瓜子、綠(lv)茶(cha)(cha)、核桃(tao)、黑(hei)胡椒、可(ke)(ke)可(ke)(ke)、肝、豆制品等。
銅離子可以消毒(du)殺菌(jun)(jun)、衛生(sheng)防疫(yi)。例如:可以殺滅易于在水(shui)中滋生(sheng)的(de)大腸桿菌(jun)(jun)和痢疾等(deng)病(bing)(bing)菌(jun)(jun),清除水(shui)中傳播血吸蟲病(bing)(bing)的(de)蛞蝓和螺等(deng)軟體動(dong)物,以及傳播瘧疾的(de)蚊子幼蟲等(deng)疾病(bing)(bing)攜帶體。它還(huan)可以應用在游泳池內,防止綠藻污染(ran)和通過地板(ban)傳染(ran)足癬(xian)等(deng)等(deng)。
銅是人體內一種必(bi)需的(de)(de)微量元素,在人體的(de)(de)新陳代謝過程(cheng)中起著重(zhong)要的(de)(de)作(zuo)用。
1.大腦(nao)的(de)(de)“益友”銅(tong)與鋅、鐵等一樣都是(shi)大腦(nao)神經遞質的(de)(de)重(zhong)要(yao)成(cheng)分。如(ru)果攝取不(bu)足可致神經系統失(shi)調,大腦(nao)功能會發生障礙。銅(tong)缺乏將使腦(nao)細胞中的(de)(de)色素氧化酶減少,活(huo)力下降,從而使記憶衰退、思維紊(wen)亂(luan)、反應遲(chi)鈍,甚至步(bu)態(tai)不(bu)穩、運動失(shi)常等。要(yao)有一副健(jian)康靈活(huo)的(de)(de)大腦(nao),是(shi)離不(bu)開銅(tong)元(yuan)素這個(ge)益友的(de)(de)。
2.心(xin)臟(zang)的(de)(de)“衛士(shi) 當人(ren)們將(jiang)心(xin)臟(zang)病的(de)(de)原因(yin)(yin)單(dan)純(chun)歸咎于(yu)脂肪、高膽固(gu)(gu)醇飲食時,美國科學(xue)家提醒人(ren)們:絕對不可(ke)忽視銅元素的(de)(de)缺乏。銅元素在人(ren)體內參與多種金屬酶的(de)(de)合成,其中的(de)(de)氧化酶是(shi)構成心(xin)臟(zang)血管(guan)的(de)(de)基質(zhi)膠(jiao)原和(he)彈性(xing)蛋白(bai)形成過程中必不可(ke)少(shao)的(de)(de)物(wu)質(zhi),而膠(jiao)原又(you)是(shi)將(jiang)心(xin)血管(guan)的(de)(de)肌細胞牢固(gu)(gu)地(di)連接起來(lai)的(de)(de)纖維成分,彈性(xing)蛋白(bai)則具有(you)促使心(xin)臟(zang)和(he)血管(guan)壁保持彈性(xing)之(zhi)功能(neng)。因(yin)(yin)此,銅元素一旦缺乏,此類酶的(de)(de)合成減少(shao),心(xin)血管(guan)就(jiu)無(wu)法維持正(zheng)常的(de)(de)形態和(he)功能(neng),從而給冠心(xin)病入(ru)侵以可(ke)乘之(zhi)機。
3.造血的(de)“助手(shou)”眾(zhong)所周知,鐵(tie)是人體造血的(de)重要(yao)原(yuan)料(liao),但(dan)鐵(tie)元素要(yao)成為(wei)紅血球中的(de)一部分,必(bi)(bi)須依靠銅(tong)(tong)元素的(de)幫忙(mang)。奧妙在于血紅蛋白(bai)中的(de)鐵(tie)是三(san)價(jia)鐵(tie)離(li)子(zi)(zi),而(er)來源于食物(wu)中的(de)乃是二價(jia)鐵(tie)離(li)子(zi)(zi),二價(jia)鐵(tie)離(li)子(zi)(zi)要(yao)轉化成三(san)價(jia)鐵(tie)離(li)子(zi)(zi),有賴于含(han)銅(tong)(tong)的(de)活性物(wu)質(zhi)——血漿(jiang)銅(tong)(tong)藍(lan)蛋白(bai)的(de)氧化作用。如果體內(nei)缺銅(tong)(tong),血漿(jiang)銅(tong)(tong)藍(lan)蛋白(bai)的(de)濃度勢必(bi)(bi)降低,從而(er)導(dao)致(zhi)鐵(tie)難以轉化而(er)誘(you)發(fa)貧血癥。
4.助孕(yun)的(de)(de)“新星”育齡女性(xing)要懷孕(yun)也(ye)離不(bu)開(kai)銅(tong)。據產(chan)科(ke)醫生研(yan)究,婦女缺銅(tong)就難以(yi)受孕(yun),即使受孕(yun)也(ye)會因(yin)缺銅(tong)而削(xue)弱羊膜的(de)(de)厚(hou)度和(he)韌(ren)性(xing),導致羊膜早破(po),引起流(liu)產(chan)或胎兒感染。故女性(xing)要想出一(yi)個健康聰明的(de)(de)小寶貝,也(ye)須(xu)借助銅(tong)元(yuan)素的(de)(de)一(yi)臂之力。
5.抗(kang)衰(shuai)(shuai)老的“能(neng)(neng)手”人(ren)體(ti)的衰(shuai)(shuai)老是因(yin)為體(ti)內的自(zi)由基(ji)的代謝(xie)廢物起著(zhu)相當大的作用,又是多種老年(nian)疾病的禍根。其中的羥自(zi)由基(ji),毒性(xing)最強,不但會通(tong)過脂質過氧化(hua)反應(ying)損害細(xi)胞膜,而且(qie)會破壞細(xi)胞核(he)的遺傳物質,導(dao)致細(xi)胞死亡。此(ci)外,還可使許(xu)多重要酶的活(huo)性(xing)降低甚至消(xiao)失。研究表明,含銅(tong)的金屬硫蛋白、超氧化(hua)物歧化(hua)酶等(deng)具有較(jiao)強的清(qing)掃此(ci)種代謝(xie)廢物的功能(neng)(neng),保護人(ren)體(ti)細(xi)胞不受(shou)其害,可見(jian)銅(tong)元(yuan)素在抗(kang)衰(shuai)(shuai)老中有舉足輕重的地位(wei)。
即可(ke)收到良(liang)好的(de)效(xiao)果。實驗證(zheng)明(ming),人(ren)體攝入足(zu)夠的(de)銅(tong)(tong),可(ke)在侵入人(ren)體的(de)流(liu)感病(bing)毒(du)(du)表面(mian)聚集較多的(de)銅(tong)(tong)離(li)子(zi),從而為維(wei)生(sheng)素(su)攻擊流(liu)感病(bing)毒(du)(du)提供有(you)效(xiao)的(de)“靶子(zi)”。維(wei)生(sheng)素(su)C與病(bing)毒(du)(du)表面(mian)的(de)銅(tong)(tong)離(li)子(zi)發(fa)生(sheng)作(zuo)用,構成一種可(ke)以分離(li)的(de)含(han)有(you)活性氧離(li)子(zi)的(de)不穩定化合物(wu),促(cu)使含(han)有(you)蛋白質的(de)病(bing)毒(du)(du)表面(mian)發(fa)生(sheng)破裂(lie),進而置病(bing)毒(du)(du)于死地(di)。為此,專家將維(wei)生(sheng)素(su)C與銅(tong)(tong)元素(su)稱(cheng)為一對防(fang)治流(liu)感的(de)最(zui)佳“搭檔”。
6.防治白發的(de)(de)(de)“靈丹”人(ren)的(de)(de)(de)頭發為何早白?體內缺(que)銅(tong)是(shi)一個(ge)重要原因。缺(que)銅(tong)可使人(ren)體內的(de)(de)(de)酪氨酸(suan)酶的(de)(de)(de)形成(cheng)困難,導致酪氨酸(suan)轉變成(cheng)多(duo)巴的(de)(de)(de)過(guo)程受阻。多(duo)巴為多(duo)巴胺的(de)(de)(de)前體,而多(duo)巴胺又是(shi)黑色素(su)的(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)產(chan)物(wu),最終妨礙黑色素(su)的(de)(de)(de)合成(cheng),遂引起頭發變白。欲求黑發不衰,補足(zu)銅(tong)元素(su)是(shi)有效的(de)(de)(de)一招。
如(ru)何補銅呢?增加富含銅元素的食(shi)物,如(ru)動物肝(gan)臟、蝦、豆類、鮮肉、果(guo)仁等。
銅(tong)(tong)是(shi)人體不可缺少的(de)微量(liang)元(yuan)素(su)。成人體內一般含(han)銅(tong)(tong)70~100mg,平均每(mei)千克體重含(han)銅(tong)(tong)1.9~2.1mg。銅(tong)(tong)存(cun)(cun)在(zai)于(yu)人們的(de)所(suo)有器官和(he)組織中,通(tong)常與蛋白質或其他(ta)有機物結合,而不以自由銅(tong)(tong)離子(zi)的(de)形式存(cun)(cun)在(zai)。肝臟是(shi)儲(chu)存(cun)(cun)銅(tong)(tong)的(de)倉庫,含(han)銅(tong)(tong)量(liang)最高。腦和(he)心臟也含(han)有較多的(de)銅(tong)(tong)。健(jian)康(kang)人血(xue)液中的(de)銅(tong)(tong)含(han)量(liang)1.1~1.5mg/L,它(ta)隨著年齡、運(yun)動(dong)和(he)健(jian)康(kang)而發生變化。
銅是機體(ti)(ti)內蛋(dan)白(bai)質和(he)(he)酶(mei)的重(zhong)要(yao)組分(fen),如(ru)銅藍蛋(dan)白(bai)、細胞色素(su)、C氧化酶(mei)等。許多關鍵的酶(mei),需(xu)(xu)要(yao)鋼的參(can)(can)與和(he)(he)活化,對機體(ti)(ti)的代謝(xie)過(guo)程(cheng)(cheng)產生(sheng)作用,促進(jin)人體(ti)(ti)的許多功能(neng)。這就(jiu)是為(wei)什(shen)么這么微量的銅,會對生(sheng)命產生(sheng)至關重(zhong)要(yao)作用的主要(yao)原因。例如(ru):它有(you)助(zhu)于(yu)提供機體(ti)(ti)生(sheng)物化學過(guo)程(cheng)(cheng)所需(xu)(xu)的能(neng)量;幫助(zhu)形成(cheng)血(xue)液中的血(xue)紅素(su),影響皮膚色素(su)的形成(cheng);促進(jin)在(zai)骨膠原及(ji)彈性蛋(dan)白(bai)中形成(cheng)交(jiao)聯,保持和(he)(he)恢復結締(di)組織;參(can)(can)與葡萄(tao)糖和(he)(he)膽固(gu)醇的代謝(xie)過(guo)程(cheng)(cheng);影響頭發、皮膚、骨骼、大腦的發育,以(yi)及(ji)心(xin)臟(zang)、肝臟(zang)、中樞神經和(he)(he)免疫系統的功能(neng)等。
此外,某些(xie)含銅的藥劑有消(xiao)炎(yan)和治(zhi)療(liao)關節(jie)炎(yan)的作用,并(bing)已在(zai)一些(xie)國家得到應用。長期以來人(ren)們得出這樣的經驗,配戴銅具有治(zhi)療(liao)關節(jie)炎(yan)的作用。這可能是由(you)于(yu)汗水(shui)溶解的微量鋼(gang)經皮膚而(er)被人(ren)體吸收的結果。銅在(zai)放射科和治(zhi)療(liao)痙攣、癲癇和痛風上的應用也(ye)正(zheng)在(zai)研究中。
缺(que)銅有礙人(ren)體(ti)健康,長時間邊緣性缺(que)銅的(de)影響是潛移默化的(de)。它會引起嬰幼兒(er)發育不(bu)良。此外(wai),在我國(guo)以(yi)及印度、坦桑尼亞、南非等地發現了膝蓋彎曲的(de)“膝外(wai)翻癥”,這是缺(que)銅的(de)一種(zhong)典型癥狀。分(fen)析表明畸(ji)形骨骼(ge)中的(de)銅含量顯著低于正(zheng)常值。
值(zhi)得注意(yi)的(de)(de)是,最(zui)近的(de)(de)研究(jiu)發(fa)現(xian),缺(que)銅是增加(jia)冠(guan)心(xin)病(bing)發(fa)病(bing)率的(de)(de)一(yi)個因素!冠(guan)心(xin)病(bing)是由于血液中過高的(de)(de)冠(guan)狀(zhuang)動脈(mo)管壁(bi)上沉(chen)積,造成堵塞(動脈(mo)粥(zhou)樣硬化),從而引起心(xin)臟供血不(bu)足的(de)(de)一(yi)種常見的(de)(de)心(xin)臟病(bing)。脂肪(fang)的(de)(de)代謝(xie)過程對(dui)銅很敏(min)感。對(dui)大鼠的(de)(de)試驗表明,缺(que)銅會顯著升高血漿膽(dan)(dan)固醇,改變膽(dan)(dan)固醇與(yu)脂蛋(dan)白的(de)(de)結合形式(shi),增加(jia)動脈(mo)粥(zhou)樣硬化的(de)(de)危險。還(huan)發(fa)現(xian)缺(que)銅會引起大鼠的(de)(de)心(xin)臟生理(li)發(fa)生異常,它與(yu)人類(lei)冠(guan)心(xin)病(bing)的(de)(de)某(mou)些(xie)病(bing)癥相似(si),這(zhe)就更(geng)證(zheng)實了缺(que)銅與(yu)冠(guan)心(xin)病(bing)之間的(de)(de)聯系。
銅(tong)對人體(ti)的潛在毒性很輕,只有當攝(she)入量大大超(chao)過了正常值時,方(fang)會(hui)引起胃腸紊(wen)亂等不(bu)良反(fan)應。研究(jiu)結果(guo)表(biao)明,當成年男(nan)子和(he)女子每天攝(she)入量分別(bie)超(chao)過12mg和(he)10mg時,會(hui)對人體(ti)生(sheng)物化學過程(cheng)產生(sheng)輕微的影(ying)響。
鑒于銅的潛在(zai)毒性較低,相反地它卻是(shi)人體健康(kang)不(bu)可缺(que)(que)少(shao)的元素,世界(jie)衛生組織的專家組已(yi)作(zuo)出(chu)結(jie)(jie)論(lun),缺(que)(que)銅的危害遠比銅的毒性大得多(duo)。除了(le)某些罕見的遺傳外,人們主要防止的是(shi)缺(que)(que)銅。要充分保證膳食(shi)中有足夠的銅,以(yi)滿足身體的需要。對(dui)歐美發達國家膳食(shi)結(jie)(jie)構中含銅量的調查(cha)結(jie)(jie)果,已(yi)為防止缺(que)(que)銅敲起(qi)了(le)警(jing)鐘(zhong)。實際上,許多(duo)人已(yi)在(zai)服用(yong)含銅片劑來補充營養。
哪(na)些人應特別注(zhu)意(yi)對銅的攝入:
①孕(yun)婦(fu)、嬰兒(er)和(he)兒(er)童
他(她)們需要(yao)攝入較多的銅。保持體內鋼的平衡是決定胎兒和嬰兒成長快慢的一個主要(yao)因(yin)素(su),應(ying)特(te)別關注。
②膳食(shi)不正常的人群
貧(pin)困地區營養不良(liang)的居民,生活難以自(zi)理(主要(yao)是老年(nian)人(ren)和(he)殘(can)疾人(ren))或有偏食(shi)習慣的人(ren)群(qun),他們(men)的膳(shan)食(shi)結(jie)構往(wang)往(wang)不合(he)理容易由(you)于(yu)缺(que)銅而(er)影響(xiang)健康。
③某些病人
慢性肝炎的(de)(de)患者(zhe),定期接受血液透析以(yi)及長期依賴(lai)輸液代替或補充(chong)進食的(de)(de)病(bing)(bing)人,應對他們的(de)(de)銅攝入(ru)量進行監測。此外,某(mou)些(xie)患有代謝異常的(de)(de)病(bing)(bing)人也應該注意(yi)缺銅的(de)(de)潛在影響。
④嚴重銅代謝異常的遺傳病人
在(zai)(zai)人(ren)的血(xue)液中,銅(tong)(tong)是鐵(tie)的“助手”。銅(tong)(tong)的吸收部(bu)(bu)位主(zhu)要(yao)是胃和小腸上部(bu)(bu)。銅(tong)(tong)在(zai)(zai)腸中被吸收后進人(ren)血(xue)液中,80%的結(jie)合(he)成血(xue)漿銅(tong)(tong)藍蛋(dan)白(bai)(bai)。銅(tong)(tong)在(zai)(zai)血(xue)紅蛋(dan)白(bai)(bai)形成中的作用,一般認為(wei)是促(cu)進對腸道(dao)鐵(tie)(鐵(tie)食(shi)品)的吸收和從肝及網(wang)狀內皮系統的貯藏中使它釋放出來,故銅(tong)(tong)對于血(xue)紅蛋(dan)白(bai)(bai)的形成起著(zhu)重(zhong)要(yao)作用。
從食(shi)品(pin)(pin)(pin)商(shang)品(pin)(pin)(pin)化(hua)的(de)角度(du)來看,少量(liang)的(de)銅對產(chan)品(pin)(pin)(pin)質量(liang)的(de)影(ying)響主要是在(zai)食(shi)油(you)(油(you)食(shi)品(pin)(pin)(pin))及(ji)含不飽和脂肪的(de)食(shi)品(pin)(pin)(pin)中,銅離(li)子實際(ji)上起著(zhu)催化(hua)劑的(de)作用,造成食(shi)品(pin)(pin)(pin)酸敗(bai)、變色和其(qi)他一些(xie)反應。這(zhe)些(xie)影(ying)響盡管(guan)使(shi)產(chan)品(pin)(pin)(pin)在(zai)外觀(guan)上不受人歡迎,但通常并不會引起中毒和降(jiang)低食(shi)品(pin)(pin)(pin)的(de)營(ying)養價值。
食物中銅(tong)的豐(feng)富來(lai)源有(you)口蘑、海米、紅(hong)茶(cha)、花茶(cha)、磚茶(cha)、榛子(zi)、葵花子(zi)、芝(zhi)麻醬(jiang)、西(xi)瓜子(zi)、綠茶(cha)、核桃、黑胡椒、可(ke)可(ke)、肝等。
良好來源(yuan)有(you)蟹(xie)肉、蠶豆(dou)(dou)、蘑(mo)菇(gu)(gu)(鮮)、青豆(dou)(dou)、小(xiao)茴(hui)香(xiang)、黑芝麻、大豆(dou)(dou)制品(pin)、松子(zi)(zi)、龍蝦、綠豆(dou)(dou)、花(hua)生米、黃豆(dou)(dou)、土豆(dou)(dou)粉、紫(zi)菜(cai)、蓮子(zi)(zi)、蕓豆(dou)(dou)、香(xiang)菇(gu)(gu)(香(xiang)菇(gu)(gu)食(shi)品(pin))、毛豆(dou)(dou)、面筋、果丹皮、茴(hui)香(xiang)、豌(wan)豆(dou)(dou)、黃醬、金鐵菜(cai)、燕麥片、栗(li)子(zi)(zi)、堅果、黃豆(dou)(dou)粉和小(xiao)麥胚(pei)芽。