冰銅

冰銅又稱銅鋶。主要組成為Cu₂S和FeS的熔體，是提煉粗銅的中間產物和原料。銅礦石大多為硫化銅(CuS和Cu₂S)礦，氧化銅(CuO和Cu₂O)礦較少，含銅量均很低(1.0%左右)。銅的冶煉分火法與濕法兩種。火法是將銅礦破碎、浮選、燒結、造塊成銅精礦，含銅10%～35%，與熔劑一起送入反射爐或鼓風爐中，在高溫(1550～1600℃)下進行氧化、脫硫和去除雜質，獲得含銅35%～50%的冰銅。也可不經冰銅而直接煉成粗銅。濕法是在常溫、常壓或高壓下用溶劑(稀硫酸)使銅從礦石中浸出，從浸出液中去除雜質，銅便沉澱出來。火法適應性廣，而濕法只適於氧化銅礦和自然銅礦。

基本介紹

• 中文名：冰銅
• 外文名：matte
• 別名：銅鋶
• 主要由：硫化亞銅和硫化亞鐵熔解而成的
• 含銅率：20%～70%之間
• 性質：冶金術語

基本介紹

冰銅也叫銅鋶，主要由硫化亞銅和硫化亞鐵互相熔解而成的，它的含銅率在20%～70%之間，含硫率在15%～25%之間。冰銅較重，沉於下層，可以從冶金爐（熔煉爐）的排銅口流出來，熔煉渣則從上部渣層排渣口排出。

主要成分

主要組成為Cu₂S和FeS的熔體，是提煉粗銅的中間產物和原料。銅礦石大多為硫化銅(CuS和Cu₂S)礦，氧化銅(CuO和Cu₂O)礦較少，含銅量均很低(1.0%左右)。銅的冶煉分火法與濕法兩種。火法是將銅礦破碎、浮選、燒結、造塊成銅精礦，含銅10%～35%，與熔劑一起送入反射爐或鼓風爐中，在高溫(1550～1600℃)下進行氧化、脫硫和去除雜質，獲得含銅35%～50%的冰銅。也可不經冰銅而直接煉成粗銅。濕法是在常溫、常壓或高壓下用溶劑(稀硫酸)使銅從礦石中浸出，從浸出液中去除雜質，銅便沉澱出來。火法適應性廣，而濕法只適於氧化銅礦和自然銅礦。

加工方法

冰銅的加工方法是將粉狀或顆粒狀銅原料（銅精礦）與石英沙（石）混合後，加入熔煉爐進行熔煉，在1084-1300`C的高溫下，石英與銅礦中鐵、鉬、鎂、鈣、矽等結合，形成爐渣，其餘剩下的即為冰銅，以達到銅渣分離、銅含量提高之目的。

用途

冰銅主要作為吹煉爐生產粗銅的原料使用。

硫化亞銅

硫化亞銅是一種硫化物，分子式為Cu₂S，呈黑色或灰黑色，在自然界中形成輝銅礦。硫化亞銅只有很窄的化學計量變化範圍： Cu1.997S至Cu2.000S。

Cu₂S有兩種形式，其中一種低溫單斜形的結構複雜，稱為低輝銅礦，在一個晶格中有96個銅原子，有著六邊形結構，超過140°C也穩定。在這種結構中，有24個晶體學上單獨的銅原子，而且這種結構近似一個被銅原子和硫原子緊緊擠滿的六邊形結構。這種結構起初被指定為斜方晶系，因為其有成對的晶體。

硫化亞銅的另一種形式是一種非整比化合物：Cu1.96S（範圍在 Cu1.934S至Cu1.965S之間），為248個銅原子和128硫原子在一個晶格中組成單斜結構，如藍輝銅礦Cu31S16。Cu2S和Cu1.96S在外觀上十分相似，以致很難分清彼此。

硬而脆，導電，有毒。對熱穩定。不溶於水、丙酮、硫化銨、稀硫酸和稀鹽酸。稍溶於氨水溶於氰化鉀溶液，在硝酸和熱濃硫酸中分解。跟硝酸反應生成硝酸銅、硫和一氧化氮。在隔絕空氣下加熱生成銅和硫化銅，在空氣存在下生成氧化銅、硫酸銅和二氧化硫。在自然界以輝銅礦（也稱輝鐵礦）形式存在。

硫化亞銅常用作制防污塗料、固體潤滑劑、催化劑、太陽電池等。硫化亞銅中銅呈+1價，硫呈-2價。

硫化亞鐵

硫化亞鐵的化學式為FeS(含硫量：36%),硫化亞鐵為黑褐色六方晶體難溶於水。可由硫和鐵在高真空石英封管內共熔而得，反應方程式為Fe+S→ FeS（條件為加熱）。這樣製得的硫化亞鐵作為化學試劑成本較高，而化學純試劑硫化亞鐵含雜質較多。

化學試劑的貯存縱然密封也要和空氣接觸，在空氣中有微量水分存在下，硫化亞鐵逐漸氧化成四氧化三鐵和硫，化學方程式如下：3FeS+2O₂=3S+Fe₃O₄。用硫化亞鐵與稀鹽酸或稀硫酸反應制硫化氫氣體時，由於是在啟普發生器或其簡易裝置中製備，硫化亞鐵固體表面的氧化層中的硫不與稀鹽酸、稀硫酸反應，阻礙了硫化亞鐵與酸液中的氫離子接觸(即硫化亞鐵雖然難溶，但畢竟能溶解一點點，溶解的部分完全電離出亞鐵離子與硫的陰離子。)此時溶液中幾乎無硫陰離子，與氫離子結合生成弱電解質硫化氫就很少。另一方面在常溫下四氧化三鐵與稀鹽酸、稀硫酸反應比較慢，溶解四氧化三鐵還會消耗較多的氫離子，使氫離子濃度下降，發生反應的化學方程式Fe(FeO₂)₂+8H+=Fe₂++2Fe₃++4H₂O。

反應速率慢而又不能加熱因此不能製取硫化氫氣體，必須對硫化亞鐵固體進行預處理以除去表面的氧化層。

對硫化亞鐵表面的氧化層溶解可用1∶1的鹽酸加熱以溶解表面的四氧化三鐵成可溶的鐵鹽、亞鐵鹽後，附著在硫化亞鐵表面的硫附著力減弱，隨著溶液沸騰時因固體的跳動，硫會脫離硫化亞鐵表面。然後將硫化亞鐵固體取出、沖洗，就可得到較純的呈凸凹狀的硫化亞鐵固體。

對已除去氧化層的硫化亞鐵放置時間不能太長，以實驗前一天處理氧化層後備用。貯存方法：不能放在試劑瓶中，因為它極易氧化；而可以用聚乙烯塑膠薄膜包裹緊，為防薄膜破損可再加一層薄膜包裹，以防其與空氣接觸而氧化。

在製備硫化氫氣體時，為了符合演示實驗要求，可用溫熱的稀硫酸與硫化亞鐵固體在啟普發生器的簡易裝置中進行反應(用鹽酸製備硫化氫時會使硫化氫中混有氯化氫氣體)，這樣收集的硫化氫氣體用來做其性質實驗，如水溶液的酸性、與硫酸銅溶液的反應、點燃硫化氫等實驗時現象才明顯。

S為-2價Fe為+2價

注意：硫化亞鐵的著火點很低，通常在約在50℃以上可以自燃。在石油煉製塔設備內表面及內填料都會產生硫化亞鐵，在停工維修過程中，設備及填料與氧接觸，加上光照使其溫度上升，很容易造成自燃。這樣的生產事故以前常有發生，所以通常一般定期地往停工狀態的塔設備註水，就是這個原因。

鐵和硫在加熱的條件下即可生成硫化亞鐵，即：