火法冶金
火法冶金 pyrometallurgy
火法冶金是指在高溫下應用冶金爐把有價金屬和精礦中的大量脈石分離開的各種作業。火法冶金是提取純金屬最古老、最常用的方法。火法冶煉所采用的步驟有焙燒、熔煉、吹煉、火法精煉、電解精煉以及化學精煉。
利用高溫從礦石中提取金屬或其化合物的冶金過程。此過程沒有水溶液參加，故又稱為干法冶金。火法冶金的工藝流程一般分為礦石準備、冶煉、精煉3個步驟。①礦石準備。選礦得到的細粒精礦不易直接加入鼓風爐（或煉鐵高爐），須先加入冶金熔劑（能與礦石中所含的脈石氧化物、有害雜質氧化物作用的物質），加熱至低于爐料的熔點燒結成塊；或添加粘合劑壓制成型；或滾成小球再燒結成球團；或加水混捏；然后裝入鼓風爐內冶煉。硫化物精礦在空氣中焙燒的主要目的是：除去硫和易揮發的雜質，并使之轉變成金屬氧化物，以便進行還原冶煉；使硫化物成為硫酸鹽，隨后用濕法浸取；局部除硫，使其在造锍熔煉中成為由幾種硫化物組成的熔锍。②冶煉。此過程形成由脈石、熔劑及燃料灰分融合而成的爐渣和熔锍（有色重金屬硫化物與鐵的硫化物的共熔體）或含有少量雜質的金屬液。有還原冶煉、氧化吹煉和造锍熔煉3種冶煉方式：還原冶煉：是在還原氣氛下的鼓風爐內進行。加入的爐料，除富礦、燒結塊或球團外，還加入熔劑（石灰石、石英石等），以便造渣，加入焦炭作為發熱劑產生高溫和作為還原劑。可還原鐵礦為生鐵，還原氧化銅礦為粗銅，還原硫化鉛精礦的燒結塊為粗鉛。氧化吹煉：在氧化氣氛下進行，如對生鐵采用轉爐，吹入氧氣，以氧化除去鐵水中的硅、錳、碳和磷，煉成合格的鋼水，鑄成鋼錠。造锍熔煉：主要用于處理硫化銅礦或硫化鎳礦，一般在反射爐、礦熱電爐或鼓風爐內進行。加入的酸性石英石熔劑與氧化生成的氧化亞鐵和脈石造渣，熔渣之下形成一層熔锍。在造锍熔煉中，有一部分鐵和硫被氧化，更重要的是通過熔煉使雜質造渣，提高熔锍中主要金屬的含量，起到化學富集的作用。③精煉。進一步處理由冶煉得到的含有少量雜質的金屬，以提高其純度。如煉鋼是對生鐵的精煉，在煉鋼過程中去氣、脫氧，并除去非金屬夾雜物，或進一步脫硫等；對粗銅則在精煉反射爐內進行氧化精煉，然后鑄成陽極進行電解精煉；對粗鉛用氧化精煉除去所含的砷、銻、錫、鐵等，并可用特殊方法如派克司法以回收粗鉛中所含的金及銀。對高純金屬則可用區域熔煉等方法進一步提煉。
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