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英文名稱:pyrometallurgy
火法冶鍊是冶鍊方式的一種,是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、冶鍊、精鍊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),加熱至低於爐料的熔點燒結成塊;或添加粘合劑壓製成型;或滾成小球再燒結成球團;或加水混捏;然後裝入鼓風爐內冶鍊。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,並使之轉變成金屬氧化物,以便進行還原冶鍊;使硫化物成為硫酸鹽,隨後用濕法浸取;局部除硫,使其在造鋶熔煉中成為由幾種硫化物組成的熔鋶。
②冶鍊。此過程形成由脈石、熔劑及燃料灰分融合而成的爐渣和熔鋶(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。有還原冶鍊、氧化吹煉和造鋶熔煉3種冶鍊方式:還原冶鍊: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,如對生鐵採用轉爐,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。造鋶熔煉:主要用於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鋶。在造鋶熔煉中,有一部分鐵和硫被氧化,更重要的是通過熔煉使雜質造渣,提高熔鋶中主要金屬的含量,起到化學富集的作用。
③精鍊。進一步處理由冶鍊得到的含有少量雜質的金屬,以提高其純度。如鍊鋼是對生鐵的精鍊,在鍊鋼過程中去氣、脫氧,併除去非金屬夾雜物,或進一步脫硫等;對粗銅則在精鍊反射爐內進行氧化精鍊,然後鑄成陽極進行電解精鍊;對粗鉛用氧化精鍊除去所含的砷、銻、錫、鐵等,並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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