1簡介

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。火法熔煉是提取純金屬最古老、最常用的方法。用燃料、電能或其他能源產生高溫,在高溫下,從礦石中提取和精鍊金屬或其化合物的冶金方法。火法熔煉一般分礦石準備、冶鍊、精鍊和煙氣處理等步驟。是最古老、現代應用規模最大的金屬冶鍊方法。目前鋼鐵生產主要採用火法熔煉。此法因沒有水溶液參加,故又稱干法冶金。火法熔煉的主要化學反應是還原-氧化反應。

2步驟

火法熔煉工藝流程一般分為礦石準備、冶鍊、精鍊3個步驟。
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。
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。
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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