冶金就是從礦石中提取金屬或金屬化合物,用各種加工方法將金屬制成具有一定性能的金屬材料的過程和工藝。
冶金的技術(shù)主要包括火法冶金、濕法冶金以及電冶金。隨著物理化學(xué)在冶金中成功應(yīng)用,冶金從工藝走向科學(xué),于是有了大學(xué)里的冶金工程專業(yè)。
火法冶金
火法冶金是在高溫條件下進行的冶金過程。
礦石或精礦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行的。 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,極個別情況溫度可達(dá)300℃
冶金
濕法冶金包括:浸出、凈化、制備金屬等過程。
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渣(浸出渣)。對某些難浸出的礦石或精礦,在浸出前常常需要進行預(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}而進行的硫酸化焙燒等
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行冶煉的方法。
冶金
在電熱冶金的過程中,按其物理化學(xué)變化的實質(zhì)來說,與火法冶金過程差別不大,兩者的主要區(qū)別只是冶煉時熱能來源不同。
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原料進行煉前處理。