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濕法煉銅

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 高中化學 來源: 記憶方法網

  我國勞動人民很早就認識了銅鹽溶液里的銅能被鐵置換,從而發明了水法煉銅。它成為濕法冶金術的先驅,在世界化學史上占有光輝的一頁。

  水法煉銅的原理是:CuSO4+Fe=Cu+FeSO4

  在漢代許多著作里有記載“石膽能化鐵為銅”,晉葛洪《抱樸子內篇·黃白》中也有“以曾青涂鐵,鐵赤色如銅”的記載。南北朝時更進一步認識到不僅硫酸銅,其他可溶性銅鹽也能與鐵發生置換反應。南北朝的陶弘景說:“雞屎礬投苦灑(醋)中涂鐵,皆作銅色”,即不純的堿式硫酸銅或堿式碳酸銅不溶于水,但可溶于醋,用醋溶解后也可與鐵起置換反應。顯然認識的范圍擴大了。到唐末五代間,水法煉銅的原理應用到生產中去,至宋代更有發展,成為大量生產銅的重要方法之一。

  水法煉銅也稱膽銅法,其生產過程主要包括兩個方面。一是浸銅,就是把鐵放在膽礬(CuSO4·5H2O)溶液(俗稱膽水)中,使膽礬中的銅離子被金屬置換成單質銅沉積下來;二是收集,即將置換出的銅粉收集起來,再加以熔煉、鑄造。各地所用的方法雖有不同,但總結起來主要有三種方法:第一種方法是在膽水產地就近隨地形高低挖掘溝槽,用茅席鋪底,把生鐵擊碎,排放在溝槽里,將膽水引入溝槽浸泡,利用銅鹽溶液和鐵鹽溶液顏色差異,浸泡至顏色改變后,再把浸泡過的水放去,茅席取出,沉積在茅席上的銅就可以收集起來,再引入新的膽水。只要鐵未被反應完,可周而復始地進行生產。第二種方法是在膽水產地設膽水槽,把鐵鍛打成薄片排置槽中,用膽水浸沒鐵片,至鐵片表面有一層紅色銅粉覆蓋,把鐵片取出,刮取鐵片上的銅粉。第二種方法比第一種方法麻煩是將鐵片鍛打成薄片。但鐵鍛打成薄片,同樣質量的鐵表面積增大,增加鐵和膽水的接觸機會,能縮短置換時間,提高銅的產率。第三種方法是煎熬法,把膽水引入用鐵所做的容器里煎熬。這里盛膽水的工具既是容器又是反應物之一。煎熬一定時間,能在鐵容器中得到銅。此法長處在于加熱和煎熬過程中,膽水由稀變濃,可加速鐵和銅離子的置換反應,但需要燃料和專人操作,工多而利少。所以宋代膽銅生產多采用前兩種方法。宋代對膽銅法中浸銅時間的控制,也有比較明確的了解,知道膽水越濃,浸銅時間可越短;膽水稀,浸銅的時間要長一些?梢哉f在宋代已經發展從浸銅方式、取銅方法、到浸銅時間的控制等一套比較完善的工藝。

  水法煉銅的優點是設備簡單、操作容易,不必使用鼓風、熔煉設備,在常溫下就可提取銅,節省燃料,只要有膽水的地方,都可應用這種方法生產銅。

  在歐洲,濕法煉銅出現比較晚。15世紀50年代,人們把鐵片浸入硫酸銅溶液,偶爾看出銅出現在鐵表面,還感到十分驚訝,更談不上應用這個原理來煉銅了。

  來源:查字典化學網


本文來自:逍遙右腦記憶 /gaozhong/669972.html

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