[科普中國]-礦石精煉廠

礦石精煉廠就是利用冶金技術(shù)從礦石中提取金屬元素，再對(duì)粗煉產(chǎn)品進(jìn)行精煉提純和合金化處理，然后澆注成錠，加工成形，能得到所需成分、組織和規(guī)格的金屬材料的工廠。

起源從古代陶術(shù)中發(fā)展而來。首先是冶銅，銅的熔點(diǎn)相對(duì)較低，隨著陶術(shù)的發(fā)展，陶術(shù)需要的溫度越來越高，達(dá)到銅的熔點(diǎn)溫度，而在陶術(shù)制作過程中，在一些有銅礦的地方制作陶術(shù)，銅自然成了附生物質(zhì)而被發(fā)現(xiàn)。之后開始發(fā)現(xiàn)各類金屬，并對(duì)其進(jìn)行礦石精煉提純。

歷史概述古代人們利用土法（初期的火法冶金）對(duì)礦石進(jìn)行初步的精煉，這種方法慢且低效。到了近代，人們開始利用科學(xué)技術(shù)，發(fā)明了濕法冶金和電冶金對(duì)礦石精煉提純，這大大加大了生產(chǎn)效率，并建立起了各種類型的礦石精煉廠。

主要技術(shù)火法冶金

火法冶金是在高溫條件下進(jìn)行的冶金過程。礦石中的部分或全部礦物在高溫下經(jīng)過一系列物理化學(xué)變化，生成另一種形態(tài)的化合物或單質(zhì)，分別富集在氣體、液體或固體產(chǎn)物中，達(dá)到所要提取的金屬與脈石及其它雜質(zhì)分離的目的。實(shí)現(xiàn)火法冶金過程所需熱能，通常是依靠燃料燃燒來供給，也有依靠過程中的化學(xué)反應(yīng)來供給的，比如，硫化礦的氧化焙燒和熔煉就無需由燃料供熱；金屬熱還原過程也是自熱進(jìn)行的。

火法冶金的工藝方法分四種：提取冶金，氯化冶金，噴射冶金，真空冶金。

火法冶金包括:干燥、焙解、焙燒、熔煉,精煉,蒸餾等過程。

濕法冶金

濕法冶金是在溶液中進(jìn)行的冶金過程。濕法冶金溫度不高,一般低于100℃,現(xiàn)代濕法冶金中的高溫高壓過程,溫度也不過200℃左右,極個(gè)別情況溫度可達(dá)300℃。濕法冶金包括:浸出、凈化、制備金屬等過程。

1、浸出用適當(dāng)?shù)娜軇┨幚淼V石或精礦,使要提取的金屬成某種離子(陽離子或絡(luò)陰離子)形態(tài)進(jìn)入溶液,而脈石及其它雜質(zhì)則不溶解,這樣的過程叫浸出。浸出后經(jīng)沉清和過濾,得到含金屬(離子)的浸出液和由脈石礦物絹成的不溶殘?jiān)?浸出渣)。對(duì)某些難浸出的礦石或精礦,在浸出前常常需要進(jìn)行預(yù)備處理,使被提取的金屬轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诮龅哪撤N化合物或鹽類。例如,轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘牧蛩猁}而進(jìn)行的硫酸化焙燒等,都是常用的預(yù)備處理方法。

2、凈化在浸出過程中,常常有部分金屬或非金屬雜質(zhì)與被提取金屬一道進(jìn)入溶液,從溶液中除去這些雜質(zhì)的過程叫做凈化。

3、制備金屬用置換、還原、電積等方法從凈化液中將金屬提取出來的過程。

電冶金

電冶金是利用電能提取金屬的方法。根據(jù)利用電能效應(yīng)的不同,電冶金又分為電熱冶金和電化冶金。

1、電熱冶金是利用電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苓M(jìn)行冶煉的方法。在電熱冶金的過程中,按其物理化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)來說,與火法冶金過程差別不大,兩者的主要區(qū)別只飼冶煉時(shí)熱能來源不同。

2、電化冶金(電解和電積)是利用電化學(xué)反應(yīng),使金屬從含金屬鹽類的溶液或熔體中析出。前者稱為溶液電解,如錒的電解精煉和鋅的電積,可列入濕法冶金一類;后者稱為熔鹽電解,不僅利用電能的化學(xué)效應(yīng),而且也利用電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?借以加熱金屬鹽類使之成為熔體,

故也可列入火法冶金一類。從礦石或精礦中提取金屬的生產(chǎn)工藝流程,常常是既有火法過程,又有濕法過程,即使是以火法為主的工藝流程,比如,硫化鍋精礦的火法冶煉,最后還須要有濕法的電解精煉過程;而在濕法煉鋅中,硫化鋅精礦還需要用高溫氧化焙燒對(duì)原料進(jìn)行煉前處理。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

任毅如 - 副教授 - 湖南大學(xué)