中国古代的铜湿法冶金
大约在一万多年前人类就开始利用自然铜制成针、珠、锥等。至今发掘到的最早炼制铜器是在伊朗出土的刮刀、锥、凿等物，年代可能是公元前3800年。我国甘肃发现的青铜小刀的炼制时间约为公元前2750年。公元前3000年在塞浦鲁斯人类已经用熔炼方法炼铜。
世界冶金学史界公认，湿法炼铜的工艺始于中国。铁置换铜反应的发现远自西汉。汉代《淮南万毕术》卷下记载：“白青得铁即化为铜”。白青是水胆矾。用铁从天然含铜水流中置换、提取金属铜在唐朝已开始，两宋时期已形成工业规模，当时称为“浸铜法”。由于蓝绿色的含铜水称为“胆水”，所得的铜称为“胆铜”。据宋代史书《宋会要辑稿》记载的当时东南各路九处产铜情况，仅韶州岑水场（今广东翁源县北）一处年产胆铜即达80万斤，各处之和多达187: 4427万斤。
北宋元丰、元祐（1086~1094）年间，有一位富有经验的炼铜能手还总结编写了《浸铜要略》一书，可惜已失传。但其后人编写的《浸铜要略序》今尚存世。在金人南侵的南宋时期，随着国家衰落，胆水炼铜业也随之衰败[1]。
西方铜湿法冶金的发展过程
西方最早的湿法炼铜厂出现在欧洲的匈牙利境内靠近西莫尔尼兹（Schmollnitz）的一个矿山，15世纪就开始从矿水中用铁置换回收铜。但是西方公认的湿法提铜厂鼻祖是西班牙的雷奥·廷托(Rio Tinto)矿 ,1752年起他们先对含铜黄铁矿进行氧化焙烧，然后浸取，再从浸取液中置换回收铜［2］。
据记载，1854年西班牙的一项专利是焙烧一浸取一置换法生产铜。可能是由于焙烧产生的二氧化硫造成过分污染，20世纪初，他们开始发展并采用堆浸技术，所得浸取液流经一系列木制大桶，其中堆放铸铁块。
进人20世纪，随着铜的需求量日益扩大，人们开始重视铜矿表层氧化矿的开发利用，湿法逐渐成为处理氧化矿的主要冶金方法，在浸取技术方面有了长足的进步。但是，甚至到1960年代，主要湿法铜厂仍然采用溜槽作为置换反应器。虽然有所改进，如有的槽子底部为网格状结构，使生成的铜粉落人底部与铁分离。但是，生产方式仍然没有脱离几百年前形成的劳动强度很大的模式。特别是在敞开的溜槽中，溶液和置换用的废钢铁与空气接触面大，导致铁的氧化损失，使置换用铁消耗为2.3t/t铜，生产成本仍较高。[next]
美国肯涅科特（Kennecott)公司发明的一种锥底形置换设备（如下图所示）是一种很大的进步，使机械化程度大为增加。并且由于减少了溶液和铁屑与空气的接触，使生产每吨铜的废铁消耗量下降至1.6t/t铜。置换过程中溶解在溶液中的铁返回到浸取堆上，亚铁逐渐氧化为高铁，水解后沉淀在矿石表面，往往对浸取有不良影响。留在溶液中的高铁离子返回置换工序时，又会增加铁屑的消耗。这些是铁置换法的缺点。其优点是技术简单，易于掌握，因此，至今在小型生产中仍在应用。
参考文献
1 赵匡华.中国古代的冶金化学.中国科学技术史，化学卷，卢嘉锡总主编.北京：科学出版社，1998.179~183
2 Malouf，E.E.，in Internation Conference on Hydrometallurgy 1973，Evans，D.G.L. and Shoemaker，R.S.Ed.，AIME，New York，615~620。
QQ交流群
