转化为铜盐，电解如电解硫酸铜溶液(铜湿法冶金)

也可以用还原法，如一氧化碳还原氧化铜，即木炭高温加热(火法炼铜)。

在大约1000度时，它会分解成Cu2O和氧气，并分解成铜。没人研究过。这种反应对人类发展意义不大。如果能需要的条件比较苛刻，那就完全不用考虑了。化学服务于工业和生物医学。放心吧，这种问题一般不会提。一般常温下从氧化物中提取固体金属只能还原电解。

这是工业炼铜的方法。对于不是学冶炼行业的人来说，知道以上就够了。

水炼铜的原理是:CuSO4+Fe = Cu+FeSO4。

水炼铜又称胆炼铜、湿法炼铜，其生产工艺主要包括两个方面。第一步是浸铜，即将铁放入CuSO4 5H2O(俗称胆汁水)的溶液中，使胆汁明矾中的铜离子被金属置换，沉淀为单质铜；二是收集，即收集置换出来的铜粉，然后熔炼铸造。虽然各地采用的方法不同，但主要有三种方法:第一种方法是利用地形在近区挖一条沟，用席子打地基，把生铁打碎，排入沟内，把水引入沟内浸泡。利用铜盐溶液和铁盐溶液的颜色差异，浸泡至颜色变化，然后将浸泡过的水收起来，取出垫子，垫子上沉积的铜就可以收集起来，再导入新的胆汁。只要铁没有完全反应，就可以一次又一次的产生。第二种方法是在胆水场中设置胆水槽，将铁锻造成薄片放入槽中，将铁片浸泡在胆水中，直至铁片表面覆盖一层红铜粉，取出铁片，将铜粉刮在铁片上。第二种方法，比第一种方法麻烦，就是把铁片锻造成薄片。而将铁锻造成薄片，同等质量的铁表面积增大，铁与胆汁水的接触机会增加，可以缩短置换时间，提高铜的产量。第三种方法是煎药法，将胆汁水引入铁质的容器中进行煎药。在这里，装胆汁水的工具既是容器，也是反应物之一。煮沸一定时间后，在铁制容器中即可得到铜。这种方法的优点是在加热熬制的过程中，胆汁水由稀变稠，可以加速铁、铜离子的置换反应，但需要燃料和专人操作，工作量大，收益少。因此，宋代的瘿铜生产采用了前两种方法。对宋代瘿铜法浸铜时间的控制也有清楚的认识，知道瘿水越浓，浸铜时间可以越短；水比较稀，所以浸铜的时间比较长。可以说在宋代已经发展出一套比较完善的工艺，包括浸铜法、取铜法、浸铜时间的控制等。

火法炼铜的主要原料是硫化铜精矿，一般包括焙烧、熔炼、吹炼和精炼。

焙烧分为半氧化焙烧和全氧化焙烧(“死焙烧”)，分别脱除精矿中的部分或全部硫，同时脱除砷、锑等部分挥发性杂质。这个过程是一个放热反应，通常不需要额外的燃料。冰铜冶炼一般采用半氧化焙烧，以保持形成冰铜所需的硫量。全氧化焙烧熔炼；另外，湿法冶金中硫化铜精矿的焙烧是将铜转化为可溶性硫酸盐，称为硫酸化焙烧。

冶炼主要是冰铜冶炼，其目的是将铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化，随脉石和熔剂除去，生产出含铜量高的冰铜(xCu2S yFeS)。冰铜中铜、铁、硫的总量往往占80% ~ 90%，炉料中的贵金属几乎全部进入冰铜。

冰铜的含铜量取决于精矿品位和焙烧冶炼过程中的脱硫率。世界冰铜品位一般含铜40% ~ 55%。生产高品位冰铜可以更多地利用硫化物反应热，缩短下一道工序的吹炼时间。冶炼渣含铜量与冰铜品位有关，弃渣含铜量一般为0.4% ~ 0.5%。熔炼过程中的主要反应有:

2 cufe 2→Cu2S+2 FeS+S

Cu2O+FeS→Cu2S+FeO

2FeS+3O2+SiO2→2FeO SiO2+2SO2

2FeO+SiO2→2FeO SiO2

传统的冰铜冶炼设备有高炉、反射炉、电炉等。新建的现代化大型铜冶炼厂大多采用闪速炉。

鼓风炉熔炼鼓风炉是一种竖炉，很早就被小国用于直接炼铜。传统的方法是在高炉中熔炼烧结块。硫化铜精矿先烧结焙烧除去部分硫，然后制成烧结块，与熔剂、焦炭等一起入炉。根据批料分层。熔炼产生铜锍和废渣。该方法烟气中SO2含量低，难以经济地回收硫。为了消除烟尘危害，回收精矿中的硫，在20世纪50年代，发展了精矿的高炉冶炼法，即将硫化铜精矿捏炼成糊状，再加入一些团块、熔剂、焦炭等。从炉顶中央加料口分批加入炉内，形成物料密封，减少气体泄漏，提高SO2浓度。捏合后的物料在炉内被热烟气烘干焙烧，形成烧结料柱，块状物料也以柱状包围烧结料柱，以保持透气性，使冶炼工作正常进行。我国沈阳冶炼厂和富春江冶炼厂都采用这种方法。

反射炉熔炼适合浮选的精矿粉。反射炉冶炼工艺脱硫率较低，仅为20% ~ 30%，适合处理铜品位较高的精矿。如果原料含铜低、硫高，则应先焙烧后冶炼。反射炉因其生产规模大，对原料和燃料适应性强，长期以来一直是铜冶炼的主要设备。到20世纪80年代初，反射炉的产能仍居世界铜冶炼设备之首。而反射炉烟气量大，SO2含量只有1%左右，回收难度大。反射炉热效率仅为25% ~ 30%，冶炼过程中的反应热利用较少，所需热量主要由外部燃料供给。自20世纪70年代以来，世界各国都在研究和改进反射炉冶炼，有的还利用氧气喷射装置向炉内喷射精矿，以加强密封，提高SO2浓度。中国白银公司第一冶炼厂在反射炉熔体中加入铜精矿，通过鼓风熔炼提高熔炼强度。烟道气可用于制备硫酸。

反射炉是长方形的，用优质耐火材料建造。燃烧器布置在炉头，烟气从炉尾排出，炉料从炉顶或侧墙加入，锍从侧墙底部的锍口排出，炉渣从侧墙或端墙下方的排渣口排出。炉头温度1500℃ ~ 1550℃，炉尾温度1250℃ ~ 1300℃，排放烟气约1200℃。冶炼矿石时，燃料率为10% ~ 15%，床能率为3 ~ 6t/(m2·天)。铜精矿直接入炉，燃料率16% ~ 25%，床能率2 ~ 4t/(m2/天)，称为绿精矿冶炼。中国大冶冶炼厂采用270m2反射炉冶炼粗精矿。

电炉炼铜采用电阻电弧炉，即矿热电炉，对材料的适应性广。一般用在电价低的地区，用于处理含有较多难处理脉石的精矿。电炉烟气量少，如果控制得当，烟气中SO2浓度可达5%左右，有利于硫的回收。

大多数炼铜炉是长方形的，少数是圆形的。大型电炉一般长30m~35m，宽8m ~ 10m，高4m ~ 5m。它们使用6个直径为1.2 m~1.8m的自焙电极，由3个单相变压器供电。电炉表观功率3000 ~ 50000 kVA，每炉床面积功率约100kw/m2，床能比3 ~ 6t/(m2·天)，炉料电耗400 ~ 500 kW·h/t，电极糊消耗约2 ~ 3 kg/t，云南冶炼厂用30000kVA电炉冶炼高镁铜精矿。

闪速熔炼是将硫化铜精矿和熔剂的混合物干燥至含水量在0.3%以下，与热空气(或氧气或富氧空气体)混合，喷入炉内快速氧化熔化生成冰铜和熔渣。其优点是熔炼强度高，充分利用硫化物氧化反应热。降低冶炼过程中的能源消耗。烟气中SO2浓度可超过8%。闪速熔炼可以大范围调整冰铜的品位，一般控制在50%左右，有利于下一步吹炼。但炉渣含铜量高，需要进一步处理。

闪速炉有两种:奥托昆普型和国际镍公司型。70年代末，世界上有几十家工厂采用奥托昆普闪速炉，我国贵溪冶炼厂也采用了这种炉型。

铜冶炼利用了硫化亚铁比硫化亚铜更容易氧化的特性。在卧式转炉中，向熔融冰铜中吹入空气体，将硫化亚铁氧化成氧化亚铁，氧化亚铁被渣化并与加入的应时熔剂一起除去，其它杂质被部分除去。然后进行连续吹炼，将硫化亚铜中的硫氧化成烟气，得到含铜98% ~ 99%的粗铜。贵金属也进入了粗铜。

一个吹炼循环分为两个阶段:在第一阶段，FeS被氧化成FeO，并且去除炉渣以获得白冰铜(Cu2S)。熔炼温度为1150℃ ~ 1250℃。主要反应是:

2FeS+3O2→2FeO+2SO2

2FeO+SiO2→2FeO SiO2

第二阶段，熔炼温度为1200℃ ~ 1280℃，白冰铜按以下反应吹炼成粗铜:

2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2

Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2

铜冶炼是放热反应，可以通过自热进行。通常，必须添加一些冷材料来吸收其多余的热量。吹炼后的渣含铜量高，一般为2% ~ 5%，返回冶炼炉或经选矿、电炉稀释处理。吹炼烟气中SO2浓度较高，一般为8% ~ 12%，可用于制酸。一般采用卧式转炉吹炼，间歇操作。压力约为1kgf/cm2的空气体通过沿转炉长度方向安装的排气孔吹入熔体，加料、排渣、出铜、排烟均通过炉体上的炉口。

粗铜精炼、分火精炼和电解精炼。火法精炼是利用某些杂质对氧的亲和力大于铜，其氧化物不溶于铜液，通过氧化造渣或挥发除去。该工艺是将液态铜加入精炼炉中加热或固态铜加入炉中熔化，然后吹铜液氧化，使杂质挥发成渣；出渣后，通过插入青木或向铜液中注入重油、石油气或氨水，使渣中的氧化铜还原。在还原过程中用木炭或焦炭覆盖铜液表面，以防止再次氧化。精炼后可铸成铜阳极或铜锭进行电解精炼。精炼渣含铜量高，可返回转炉处理。精炼在反射炉或旋转精炼炉中进行。

火法精炼的产品称为火炼铜，一般含铜99.5%以上。烟火铜往往含有金银等贵金属和少量杂质，所以通常需要电解精炼。如果金银及有害杂质含量少，可以直接铸成商品铜锭。

电解在含硫酸铜的酸性溶液中进行，以火炼铜为阳极，电解铜片为阴极。电解产生含铜99.95%以上的电解铜，而金、银、硒、碲富集在阳极泥中。一般电解液含铜40 ~ 50g/L，温度58℃ ~ 62℃，槽电压0.2~0.3V，电流密度200 ~ 300a/m2，电流效率95% ~ 97%，残极率约15% ~ 20%，吨铜DC电耗220~300kwh。上海冶炼厂铜电解车间电流密度为330A/m2。

在电解过程中，大部分铁、镍、锌和一些砷、锑等。进入溶液，使电解液中的杂质逐渐积累，铜含量增加，硫酸浓度降低。因此，必须定期抽取部分溶液进行提纯，并加入一定量的硫酸。液体净化工艺为:硫酸铜直接浓缩结晶沉淀；电解除去结晶母液中的铜，分离出黑铜，同时除去砷和锑；将除铜后的溶液蒸发、浓缩、冷却、结晶，得到粗硫酸镍；母液部分补充硫酸并返回电解液。此外，可以在提取的电解液中加入铜，通过吹入空气使铜氧化，使铜溶解，产生更多的硫酸铜。放铜时要注意防止剧毒的砷化氢析出。

火法炼铜的其他方法已应用于工业生产，包括:

三菱法将硫化铜精矿和熔剂喷入熔炼炉熔体，熔炼成锍和渣，然后流到稀释炉产生废渣，锍流到吹炼炉产生粗铜。这种方法于1974年投入生产。

将诺达法粒化的精矿和熔剂加入圆筒形回转炉中，熔炼成高品位冰铜。产生的炉渣含铜量高，所以浮选选出的铜精矿必须回炉处理。这种方法于1973年投入生产。

采用氧气顶吹转炉工艺处理高品位铜精矿。将铜精矿粒化或压成块并加入熔炉中。氧气由顶部喷枪喷吹，燃料从顶部喷入，产生粗铜和炉渣。这种方法在中国用于处理高镍锍浮选的铜精矿。

偏析法用于处理耐火结合氧化铜矿石。将含铜1% ~ 5%的矿石磨碎，加热到750℃ ~ 800℃，与2% ~ 5%的煤粉和0.2% ~ 0.5%的盐混合，矿石中的铜形成气体(Cu3Cl3)，被氢气还原成金属铜，附着在碳粒表面。浮选后，获得含铜约50%的铜精矿，然后熔化。这种方法能耗高，很少使用。