淺論冶金工藝的方法

常玉

（河北 唐山 063000）

一、概述

濕法冶金的一般步驟有：1.用化學(xué)溶劑將原料中部分轉(zhuǎn)入在溶液中，稱為浸?。?.過濾殘?jiān)?，洗滌回收夾帶于殘?jiān)械挠杏貌糠郑?.提取溶液，比較常用的是離子交換和溶劑萃取技術(shù)還可以用化學(xué)沉淀；4.在凈化液中獲取金屬及其化合物。在目前的工藝條件下，金、銀、銅、鋅、鎳、鈷等純金屬常采用電解提取法。以含氧酸形式在溶液中存在的鋁、鎢、鉬、釩等常用氧化物提取，最后還原獲得金屬。除此之外很多金屬或化合物都能夠用濕法方法提取。就目前來看，世界上全部的氧化鋁、氧化鈾、大于74%的鋅、大于12%的銅都是用濕法生產(chǎn)的?；鸱ㄒ苯鹨步懈邷匾苯稹Ｖ饕遣捎酶邷貙⒌V石中金屬或金屬化合物提取出來的過程。火法冶金水溶液不參與反應(yīng)。目前火法冶金工藝在鋼鐵冶煉、熔鹽電解以及鐵合金生產(chǎn)等方面比較常用。火法冶金的一般工藝為礦石準(zhǔn)備、冶煉、精煉這幾部分，主要采用還原-氧化反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)形式進(jìn)行。

二、濕法冶金工藝

（一）往載金剛毛中加硫酸

方法：將載金剛毛裝入大號(hào)塑料桶中，往桶中邊加硫酸邊加開水，加至一定量，然后攪拌，直至鋼毛溶解完。過濾，F(xiàn)e 溶于液體被分離出來，得到固相①，而固相①中主要成分為Au、Ag 及石英砂、炭泥等雜物。反應(yīng)如下：2Fe+6H2SO4（濃）=（加熱）Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O。現(xiàn)象：鐵逐漸溶解，生成無色有刺激性氣味的氣體，溶液變?yōu)辄S色。討論：這一步驟主要目的是將載金剛毛中的Fe 除去。

（二）往融金王水中加無水亞硫酸鈉

方法：往裝王水的大熟料桶中加入適量片堿，攪拌一下，然后往桶中加無水亞硫酸鈉，直至反應(yīng)到終點(diǎn)。反應(yīng)如下：Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2SO3；H2SO3=SO2↑+H2O；2HAuCl4+3SO2+6H2O=2Au ↓+8HCl+3H2SO4。現(xiàn)象：桶中發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡，生成無色有刺激性氣味氣體，同時(shí)還產(chǎn)生棕色有刺激性氣味氣體，生成大量土黃色顆粒狀沉淀物。

討論：這一步驟主要目的是用無水亞硫酸鈉將溶于王水的金還原出來。Na2SO3 的還原作用實(shí)質(zhì)是SO2的還原作用。

（三）硝酸煮海綿金

方法：往裝海綿金的白瓷盆中加硝酸，然后放電路上加熱片刻，取下過濾，用熱水沖洗干凈。該步反應(yīng)現(xiàn)象不明顯。

（四）煉金

在我們生產(chǎn)中，經(jīng)過以上5 個(gè)步驟的處理，得到的海綿金純度已經(jīng)很高，可作為熔煉原料直接熔煉鑄錠。討論：金的熔點(diǎn)1064℃，一般煉金溫度控制在1250～1300℃。由于我們的海綿金純度很高，一般不需要加入氧化劑和造渣劑。

三、火法冶金工藝

（一）礦石準(zhǔn)備

選礦得到的細(xì)粒精礦不易直接加入鼓風(fēng)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(zhì)氧化物作用的物質(zhì)），加熱至低于爐料的熔點(diǎn)燒結(jié)成塊；或添加粘合劑壓制成型；或滾成小球再燒結(jié)成球團(tuán)；或加水混捏；然后裝入鼓風(fēng)爐內(nèi)冶煉。硫化物精礦在空氣中焙燒的主要目的是：除去硫和易揮發(fā)的雜質(zhì)，并使之轉(zhuǎn)變成金屬氧化物，以便進(jìn)行還原冶煉；使硫化物成為硫酸鹽，隨后用濕法浸取；局部除硫，使其在造锍熔煉中成為由幾種硫化物組成的熔锍。

（二）冶煉

1.還原冶煉。是在還原氣氛下的鼓風(fēng)爐內(nèi)進(jìn)行。加入的爐料，除富礦、燒結(jié)塊或球團(tuán)外，還加入熔劑（石灰石、石英石等），以便造渣，加入焦炭作為發(fā)熱劑產(chǎn)生高溫和作為還原劑?？蛇€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(jié)塊為粗鉛。2.氧化吹煉。在氧化氣氛下進(jìn)行，如對(duì)生鐵采用轉(zhuǎn)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。3.造锍熔煉。主要用于處理硫化銅礦或硫化鎳礦，一般在反射爐、礦熱電爐或鼓風(fēng)爐內(nèi)進(jìn)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锍。在造锍熔煉中，有一部分鐵和硫被氧化，更重要的是通過熔煉使雜質(zhì)造渣，提高熔锍中主要金屬的含量，起到化學(xué)富集的作用。

（三）精煉

進(jìn)一步處理由冶煉得到的含有少量雜質(zhì)的金屬，以提高其純度。如煉鋼是對(duì)生鐵的精煉，在煉鋼過程中去氣、脫氧，并除去非金屬夾雜物，或進(jìn)一步脫硫等；對(duì)粗銅則在精煉反射爐內(nèi)進(jìn)行氧化精煉，然后鑄成陽(yáng)極進(jìn)行電解精煉；對(duì)粗鉛用氧化精煉除去所含的砷、銻、錫、鐵等，并可用特殊方法如派克司法以回收粗鉛中所含的金及銀。對(duì)高純金屬則可用區(qū)域熔煉等方法進(jìn)一步提煉。

結(jié)語(yǔ)：目前工業(yè)的發(fā)展特別是以冶金為代表的重工業(yè)發(fā)展，越來越重視節(jié)能環(huán)保，這使得冶金工業(yè)在發(fā)展的過程中面臨著極大的工藝改革壓力。本文在對(duì)兩者冶金工藝進(jìn)行介紹后發(fā)現(xiàn)，就目前的情況來看，濕法冶金普遍比火法冶金更能滿足節(jié)能環(huán)保的要求，而且這種方法能夠使礦產(chǎn)利用率得到提高，副產(chǎn)品利率也有所提高。更為經(jīng)濟(jì)、高效、綠色的冶金工藝也將在科技進(jìn)步的推動(dòng)下更為適用，為我國(guó)工業(yè)化發(fā)展提供持續(xù)動(dòng)力。