铜矿石

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铜矿石


铜矿石是铜元素主要以化合物形式,少数以单质形式存在的矿物形态。自然界中的含铜矿石有200多种,常见的铜矿可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型。铜矿石的脉石主要是石英,其次为方解石、长石、云母、绿泥石、重晶石等。
中文名铜矿石外文名Copper ore分    类自然铜、硫化矿、氧化矿脉    石石英、方解石、长石、云母、绿泥石、重晶石应    用冶金、中医学    科采矿学、冶金学
铜在地壳中主要以化合物形态存在,自然界中的含铜矿物有200多种,常见的铜矿物可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型。自然铜在自然界中很少,主要是硫化矿和氧化矿。硫化矿分布最广,是主要的炼铜原料。铜的硫化矿中分布依次为黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿。
铜的氧化矿,以孔雀石分布最广。硫化铜矿石中,除了铜的硫化矿物外,还有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、镍黄铁矿等。氧化铜矿石中,常见的其他金属矿物有褐铁矿、赤铁矿和菱铁矿等。铜矿石中的脉石,主要为石英,其次为方解石、长石、云母、绿泥石、重晶石等。脉石主要成分为SiO2、CaO、MgO、Al2O3等。铜矿石中还含有少量的砷、锑、铋、钴、硒、碲、金、银等  。
自然铜的主要成分是Cu,原生自然铜成分中有时含银和金等。铜的晶体结构属等轴晶系,晶体呈立方体,但少见;一般呈树枝状、片状或致密块状集合体。铜红色,表面易氧化成褐黑色。条痕呈光亮的铜红色。金属光泽。硬度2.5~3,具强延展性,断口呈锯齿状,为电和热的良导体,比重8.5~8.9。自然铜常见于含铜硫化物矿床氧化带内,一般是铜的硫化物转变为氧化物时的产物 [2]  。
热液成因的原生自然铜常成浸染状见于一些热液矿床中,含铜砂岩中亦常有自然铜产出。自然铜在自然界存在产量十分稀少,主要分布于美国密执安州的苏必利尔湖南岸(1857年这里发现重达420吨的自然铜块)、俄罗斯的图林斯克和意大利的蒙特卡蒂尼等。在中国的湖北、云南、甘肃、长江中下游等地铜矿床氧化带等地区,也有自然铜的存在。
硫化矿主要包括黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿等。
黄铜矿的成分 CuFeS2,含Cu34.56%。最常见的为四方晶系变体。晶体呈四方双锥或四方四面体,但很少见;经常呈粒状或致密块状集合体。黄铜色,表面常因氧化而呈金黄或红紫等锖色;条痕绿黑色。硬度3~4;比重4.1~4.3。主要产于铜镍硫化物矿床、斑岩铜矿、接触交代铜矿床以及某些沉积成因(包括火山沉积成因)的层状铜矿中。在风化作用下,黄铜矿转变为易溶于水的硫酸铜,后者当与含碳酸的溶液作用时便形成孔雀石、蓝铜矿;与原生的硫化铜矿物作用,可形成次生斑铜矿、辉铜矿和铜蓝,形成铜的次生富集。黄铜矿是炼铜的主要矿物原料之一。
黄铜矿主要存在于西班牙的里奥廷托,美国亚利桑那州的克拉马祖、犹他州的宾厄姆、蒙大那州的比尤特,墨西哥的卡纳内阿,智利的丘基卡马塔等。在中国,长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等也有黄铜矿的存在。其中以江西德兴、西藏玉龙等铜矿最为著名。
斑铜矿
化学组成Cu5FeS4,为硫化物矿物。由于斑铜矿中常含有黄铜矿、辉铜矿的显微包裹体,其成分变化很大。斑铜矿为等轴晶系。单晶极为少见,通常呈致密块状或粒状不规则状集合体。新鲜断面呈古铜红色,表面常呈蓝紫斑状锖色而得名;条痕灰黑色。具有金属光泽,不透明,无解理;硬度3,比重4.9~5。
斑铜矿可形成于Cu-Ni硫化物矿床、矽卡岩矿床及铜硫化物矿床的次生硫化物富集带中。斑铜矿在氧化环境中易遭受分解而形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、褐铁矿等矿物。斑铜矿主要存在于美国蒙大那州的比尤特,墨西哥卡纳内阿和智利丘基卡马塔等。 在中国云南东川等铜矿床以斑铜矿的形式存在。
辉铜矿
辉铜矿化学成分Cu2S,含Cu79.86%,属斜方晶系。晶体少见,通常呈烟灰状、粒状或致密块状。铅灰色;条痕暗灰色。具有金属光泽。硬度2~3,比重5.5~5.8。
辉铜矿可以是内生热液成因的,也可以是外生成因,是炼铜的主要矿物原料之一。主要分布在美国的布里斯托、康涅狄格州、比由特、蒙大拿、亚利桑那州、宾厄姆峡谷、犹他州、鸭城,田纳西州;英国的康瓦尔,纳米比亚楚梅布、意大利托斯卡纳和西班牙的力拓矿区、美国的内达华州的Ely矿区、Arizone州的Morenci,Miami和Clifton矿区以及蒙大拿州的比由特矿区等地。在中国,云南东川铜矿主要以辉铜矿形式存在。
氧化矿主要可以分为蓝铜矿,赤铜矿和孔雀石等。
蓝铜矿的化学式为Cu(OH)2(CO3)2,成分相当稳定。属单斜晶系。晶体常呈短柱状、柱状或厚板状,集合体为致密块状、晶簇状、放射状、土状或皮壳状、薄膜状等。深蓝色,土状块体呈浅蓝色;浅蓝色条痕;晶体呈玻璃光泽,土状块体呈土状光泽;透明至半透明。解理完全或中等;贝壳状断口;硬度3.5~4,比重3.7~3.9,性脆。
产于铜矿床氧化带、铁帽及近矿围岩的裂隙中,是一种次生矿物,常与孔雀石共生或伴生,其形成一般稍晚于孔雀石,但有时也被孔雀石所交代。主要分布于赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。在中国,广东阳春、湖北大冶和赣西北均有蓝铜矿的存在 。
赤铜矿的化学式为Cu2O,含Cu88.8%。属等轴晶系。晶体呈细小八面体形,有时呈针状或毛发状称为针赤铜矿;集合体呈粒状、致密块状或土状。暗红色,条痕褐红,具有金刚光泽或半金属光泽。硬度3.5~4,比重6。
形成于外生条件下,赤铜矿主要见于铜矿床氧化带,是含铜硫化物氧化后的产物。大量聚积时可作为铜矿石利用。主要分布于法国、智利、玻利维亚、南澳大利亚、美国等地区。在中国,云南东川铜矿和江西、甘肃等地区的铜矿区存在氧化铜。
孔雀石
孔雀石的化学组成Cu2(OH)2CO3。属单斜晶系。晶体常呈柱状。集合体呈晶簇状、肾状、葡萄状、皮壳状、充填脉状、粉末状、土状等。在肾状集合体内部具有同心层状,由深浅不同的绿色至白色组成环带,形似孔雀羽毛上的花纹,所以得名。土状孔雀石称为铜绿(或称石绿),一般为绿色,但色调变化较大,从暗绿、鲜绿到白色;浅绿色条痕;玻璃至金刚光泽,纤维状者呈丝绢光泽。解理完全;硬度3.5~4,比重4.0~4.5。
孔雀石大量产出时可炼铜,质纯形美的孔雀石可作装饰品及艺术品,粉末可作绿色颜料。孔雀石可作为铜矿的找矿标志。孔雀石产于铜矿床氧化带,常与蓝铜矿共生或伴生。主要分布于赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。在中国,广东阳春、湖北大冶和赣西北均有蓝铜矿的存在。