火法冶金

  • 格式:docx
  • 大小:21.67 KB
  • 文档页数:10

下载文档原格式

  / 8
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

火法冶金

火法冶金是指在高温下应用冶金炉把有价金属和精矿中的大量脉石分离开的各种作业。火法冶金是提取纯金属最古老、最常用的方法。火法冶炼所采用的步骤有焙烧、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼以及化学精炼。电解精炼可以使用火法冶金炼出来的金属达到较高的纯度.

用燃料、电能或其他能源产生高温,在高温下,从矿石中提取和精炼金属或其化合物的冶金方法。火法冶金一般分矿石准备、冶炼、精炼和烟气处理等步骤。是最古老、现代应用规模最大的金属冶炼方法。目前钢铁生产应用火法冶金、重有色金属硫化矿主要采用火法冶金。此法因没有水溶液参加,故又称干法冶金。火法冶金的主要化学反应是还原-氧化反应。

又称高温冶金。利用高温从矿石中提取金属或金属化合物的冶金过程,是提取冶金的主要方法。此过程没有水溶液参与反应,所以又称干法冶金。主要用于钢铁冶炼、有色金属造锍溶炼和熔盐电解以及铁合金生产等。火法冶金的典型工艺过程有矿石准备、冶炼、精炼三个步骤;其主要反应是还原-氧化反应。

利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加,故又称为干法冶金。火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。

①矿石准备。选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉(或炼铁高炉),须先加入冶金熔剂(能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质),加热至低于炉料的熔点烧结成块;或添加粘合剂压制成型;或滚成小球再烧结成球团;或加水混捏;然后装入鼓风炉内冶炼。硫化物精矿在空气中焙烧的主要目的是:除去硫和易挥发的杂质,并使之转变成金属氧化物,以便进行还原冶炼;使硫化物成为硫酸盐,随后用湿法浸取;局部除硫,使其在造锍熔炼中成为由几种硫化物组成的熔锍。

②冶炼。此过程形成由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣和熔锍(有色重金属硫化物与铁的硫化物的共熔体)或含有少量杂质的金属液。有还原冶炼、氧化吹炼和造锍熔炼3种冶炼方式:还原冶炼:是在还原气氛下的鼓风炉内进行。加入的炉料,除富矿、烧结块或球团外,还加入熔剂(石灰石、石英石等),以便造渣,加入焦炭作为发热剂产生高温和作为还原剂。可还原铁矿为生铁,还原氧化铜矿为粗铜,还原硫化铅精矿的烧结块为粗铅。氧化吹炼:在氧化气氛下进行,如对生铁采用转炉,吹入氧气,以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷,炼成合格的钢水,铸成钢锭。造锍熔炼:主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿,一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加入的酸性石英石熔剂与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣,熔渣之下形成一层熔锍。在造锍熔炼中,有一部分铁和硫被氧化,更重要的是通过熔炼使杂质造渣,提高熔锍中主要金属的含量,起到化学富集的作用。

③精炼。进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属,以提高其纯度。如炼钢是对生铁的精炼,在炼钢过程中去气、脱氧,并除去非金属夹杂物,或进一步脱硫等;对粗铜则在精炼反射炉内进行氧化精炼,然后铸成阳极进行电解精炼;对粗铅用氧化精炼除去所含的砷、锑、锡、铁等,并可用特殊方法如派克司法以回收粗铅中所含的金及银。对高纯金属则可用区域熔炼等方法进一步提炼。

火法冶金简述

火法冶金是利用高温从矿石或金属废料中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加,所以又称为干法冶金。火法冶金是提取冶金的主要方法之一。算入环境保护和综合利用的费用,火法冶金的成本一般低于湿法冶金。

利用火法从矿石提取金属的流程一般分为三个步骤

一、矿石准备大致分为选矿、烧结、焙烧等。选矿得到的细粒精矿不宜直接加入鼓风炉(或炼铁高炉)。须先加入熔剂(见冶金熔剂),再高温烧结成块;或添加粘合剂压制成型;或滚成小球再烧结成球团;或加水混捏;然后,装入鼓风炉内冶炼。

硫化物精矿在空气中焙烧的主要目的是:①除去硫和易挥发的杂质,并使之转变成金属氧化物,以便进行还原冶炼;②使硫化物成为硫酸盐,随后用湿法浸取;③局部去硫,使其在造锍熔炼中成为由几种硫化物组成的熔锍。若添加氯化剂进行焙烧,则称为氯化焙烧(见氯化冶金)。

二、冶炼本过程中形成两种熔体:一种是由脉石、熔剂及燃料灰融合而成的炉渣;另一种是熔锍或含有少量杂质的金属液。冶炼分下列三种:

1、还原冶炼在还原气氛下的鼓风炉内进行。加入的炉料,除富矿、烧结块或球团矿外,还加入熔剂(石灰石、石英石等),以便造渣。加入焦炭既作为发热剂,燃烧产生高温;也作为还原剂,或还原铁矿为生铁,或还原氧化铜矿为粗铜,或还原硫化铅精矿的烧结块(氧化铅)为粗铅。

2、造锍熔炼主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿,一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加入的酸性石英石熔剂与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣,熔渣之下形成一层熔锍。在造锍熔炼中,虽然有一部分铁和硫被氧化,但更重要的是通过熔炼使杂质造渣,从而提高熔锍中主金属的含量,起到化学富集的作用。

3、氧化吹炼在氧化气氛下进行。如对生铁采用转炉,吹入氧气,有顶吹、底吹及复合吹炼等方式,以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷,炼成合格的钢水,铸成钢锭。又如吹炼铜锍,采用卧式转炉,用空气或富氧空气吹炼成粗铜。

三、精炼进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属,以提高其纯度。对生铁而言,炼钢(转炉炼钢、平炉炼钢或电弧炉炼钢)可以认为是对生铁的精炼。在炼钢过程中,去气(除去铁液内溶解的氢或氮)、脱氧,并除去非金属夹杂物,或进一步脱硫等,均属于精炼的范畴。精炼还可用真空冶金、喷射冶金或电渣重熔等方法进行。

对粗铜则在精炼反射炉内进行氧化精炼,然后铸成阳极进行电解精炼(见水溶液电解)。对粗铅用氧化精炼除去所含的砷、锑、锡、铁等,并可用特殊方法如派克斯法以回收粗铅中所含的金及银。对高纯金属则可用区域熔炼等方法进一步提纯。

熔盐电解提取铝、镁,还原蒸馏提取锌、镁(见挥发与蒸馏),镁热还原氯化物提取钛、锆、铪,以及利用化学迁移反应进行气相沉积以制取纯金属等均属于火法冶金的范畴。

火法冶金的主要反应是还原-氧化反应。当有多种金属参加时,则存在还原-氧化反应的可能性和顺序,即选择性还原和氧化的问题。运用自由焓计算,可以对此复杂过程进行热力学分析。提高冶炼温度或采用闪速熔炼、喷射冶金等技术,可以改善动力学条件,提高反应速度,以加强冶炼强度、缩短冶炼时间及节约能源消耗等。

利用化学反应方法,将金属由矿石中提炼出来,再将提出的金属加以精炼,提取冶多学又可分为:火法冶炼、湿法提取或电化学沉积火法冶炼(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,从而分离出粗金属,然后再将粗金属精炼。

湿式冶金(Hydrometallurgy)

湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液,以化学方法从矿石中提取所需金属组分,然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75%