有色金属冶金原理 火法冶金部分
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有色金属冶金常用方法总结有色金属冶金常用方法总结00制取有色金属的方法有火法冶金、湿法冶金、电冶金。
一、火法冶金火法冶金就是在利用燃料燃烧或电能产生的热或某些化学反应所放出的热的高温条件下,将矿石或精矿经受一系列的物理化学变化过程,使其中的金属与脉石或其他杂质分离,而得到金属的冶金方法。
简言之,所有在高温下进行的冶金过程都属于火法冶金。
它包括矿石准备、冶炼、精炼三个步骤。
(一)矿石准备矿石准备一般包括选矿、烧结或焙烧。
选矿是对采出的矿石采用物理或化学方法将矿物原料中的有用矿物和无用矿物或有害矿物分开,或将多种有用矿物分离开的工艺过程。
选出的精矿作为加工或冶炼的原料。
选矿方法又有重选、浮选、磁选、电选、拣选、化学选等。
烧结是将粉矿同燃料或熔剂均匀混合,经过布料器铺到带式烧结机的台车或盘式烧结机的烧结盘上,然后在1250~1300℃的温度下进行点火烧成块矿。
生产烧结矿的烧结方法主要分抽风烧结和鼓风烧结两种。
焙烧是将矿石、精矿或金属化合物在空气中不加或配加一定的物料(如炭粉、氯化剂等),加热到低于炉料的熔点,发生氧化、还原或其他化学变化的过程。
焙烧方法有氧化焙烧、硫酸化焙烧、挥发焙烧、氯化焙烧、氯化离析焙烧、还原焙烧、氧化钠化焙烧、煅烧。
上述各种焙烧以所用设备的不同又有流态化焙烧、固定床焙烧、移动床焙烧和旋风焙烧等。
(二)冶炼冶炼实际上是采用熔炼、还原和蒸馏等方法进行金属提取或富集的过程。
火法冶炼过程中一般形成两种熔体:一种是由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣;另一种是熔锍或含有少量杂质的金属液。
冶炼一般分为还原冶炼、造锍冶炼、氧化吹炼。
还原冶炼是在高温熔炼炉内的还原气氛下进行。
加入此炉料有富矿或烧结块或球团矿,造渣用的熔剂石灰石或石英石,发热剂焦炭产生高温,也作还原剂,还原氧化铜为粗铜,或还原氧化铅为粗铅。
造锍冶炼是主要用于处理硫化铜或硫化镍矿,一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。
加人酸性石英石熔剂与氧生成的氧化亚铁和脉石造渣,熔渣之下形成一层含主金属的熔锍,使被制取的金属在熔锍中得到富集。
有色金属火法冶炼作者:赵喜鹏来源:《城市建设理论研究》2013年第36期摘要:有色金属种类繁多,冶炼的方法也是多种多样,主要分为火法冶炼、湿法提取和电化学沉积,本文主要根据近年来冶炼工艺技术的发展,重点介绍有色金属的火法冶炼。
关键词:有色金属;火法冶炼中图分类号: P618.4 文献标识码: A近年来,有色重金属与轻金属的火法冶炼工艺技术得到了很大的发展,本文介绍了火法冶炼的特点及其工艺流程,并通过对铜的火法冶炼的分析,对有色金属的火法冶炼进行探讨。
一、有色金属火法冶炼的特点有色金属通常指除去铁和铁基合金以外的所有金属,可以分为重金属、轻金属、贵金属及稀有金属。
在有色重金属的火法冶炼中,所采用的矿石多为铜、铅、锌、锡等硫化物礦,因此与钢铁工业相比,在冶炼中产生的气体和冶炼中遇到的熔体都有很大差异。
在火法冶炼中,由于含硫量较大,在冶炼炉气的气氛中含有大量硫化气体,而产生的熔体不仅含有金属熔体和氧化物熔渣,还有硫化物熔体如冰铜等。
虽然冶炼时的温度和钢铁冶炼相比较低,但火法冶炼中的熔体的熔化温度却比钢铁冶炼中遇到的熔体低得多,而且流动性很好,极易渗入到耐火材料内。
火法冶炼中产生的熔渣多为FeO-SiO2渣系,而且渣量比较大,渣的侵蚀也非常严重。
二、火法冶炼的工艺流程火法冶炼是把矿石和必要的添加物放在炉中加热,熔化为液体生成所需的化学反应,通过还原-氧化反应,利用高温从矿石中提取金属或其化合物。
因为在冶炼过程中没有水溶液的参与,又被称为干法冶金。
火法冶金主要应用于钢铁生产、有色金属造锍溶炼和熔盐电解以及铁合金生产等,是最古老但在现代工业中应用规模最大的金属冶炼方法。
火法冶炼的工艺流程可以分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤:1、矿石的准备通过选矿得到细粒的精矿后,先在冶炼要使用的鼓风炉内加入冶金熔剂,使之能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物发生作用,对鼓风炉加热至低于炉料的熔点使溶剂烧结成块,或是添加粘合剂使之压制成型,也可以滚成小球再烧结成球团或加水混捏。
火法冶金技术1. 简介火法冶金技术是一种利用高温和氧化反应来提取金属的工艺方法。
它是人类历史上最早发展起来的冶金技术之一,广泛应用于矿石的提炼和精炼过程中。
通过控制反应条件和处理原料,火法冶金技术能够将金属从其氧化物中还原出来,并获得高纯度的金属产品。
2. 原理火法冶金技术基于氧化还原反应原理,通过加热和氧化作用将金属从其氧化物中分离出来。
一般而言,该过程包括以下几个步骤:2.1 矿石预处理在进行火法冶金之前,通常需要对矿石进行预处理。
这包括去除杂质、粉碎、浸泡等步骤,以便提高冶炼效率和产品质量。
2.2 矿石焙烧焙烧是火法冶金过程中的关键步骤之一。
在焙烧过程中,将粉碎后的矿石加热至一定温度,使其发生物理和化学变化。
焙烧可以去除矿石中的水分、二氧化碳等挥发性成分,并将金属氧化物转化为更易于还原的形式。
2.3 还原反应在焙烧后,矿石中的金属氧化物被转化为相应的金属还原物。
在高温下,通过加入还原剂或控制气氛中的气体成分,可以促进金属氧化物与还原剂之间的反应,将金属从其氧化物中还原出来。
2.4 精炼和提纯通过火法冶金技术获得的金属通常需要进一步精炼和提纯,以去除残留的杂质和提高产品纯度。
这可以通过电解、溶解、萃取等方法实现。
3. 应用领域火法冶金技术在多个领域得到了广泛应用:3.1 铁冶炼火法冶金技术最早应用于铁冶炼过程中。
利用高温和还原剂(如木炭)进行冶炼,将铁从铁矿石中提取出来。
这种方法被称为高炉冶炼,是现代钢铁工业的基础。
3.2 铜冶炼火法冶金技术也广泛应用于铜冶炼过程中。
通过高温和还原剂将铜从其硫化物或氧化物中还原出来,得到纯铜产品。
这种方法被称为火法精炼,是铜工业的重要组成部分。
3.3 锌、铅等有色金属冶炼除了铁和铜,火法冶金技术还被应用于锌、铅等有色金属的冶炼过程中。
通过控制反应条件和处理原料,可以将锌、铅等金属从其硫化物或氧化物中还原出来,并获得高纯度的金属产品。
4. 发展趋势随着科学技术的进步,火法冶金技术也在不断发展和改进。
火法冶金的原理
火法冶金的原理是将矿石或原材料加热到熔点以上 ,使之熔化为
液态,经过与熔剂发生物理化学反应,使所需金属与杂志分离,再冷凝为
固体而提取金属原材料,此法可通过对原料精炼达到提纯及合金化目的,以制备高质量的锭坯;
火法冶金(Pyrometallurgy)
又称为干式冶金,把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温,熔化为液体,生成所需的化学反应,从而分离出用于精炼的粗金属的方法。
常见方法
汞:热分解法:2HgO(s)=加热=2Hg(l)+O2(g);
铜:置换法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (湿法炼铜);
铝:电解法:2Al2O3=通电=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因为AlCl3不是离子化合物);
镁:电解法:MgCl2(熔融)=通电=Mg(s)+Cl2(g);
钠:电解法:2NaCl=通电=2Na+Cl2(g);
钾:原理是高沸点金属制低沸点金属:Na+KCl=(高温,真空)=K+NaCl;
铁:热还原法:2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑。
高炉炼铁:Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2
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