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        火法冶金的熔煉方法有哪些?

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        熔煉是指爐料在高溫(1300-1600K)爐內發生一定的物理、化學變化,產出粗金屬或金屬富集物和爐渣的冶金過程。

        熔煉實質上可以分為氧化熔煉和還原熔煉。此外還有其他的熔煉方法,如還原硫化熔煉、揮發熔煉、沉淀和反應熔煉,由于種種原因已不多用。

        1、氧化熔煉是以氧化反應為主的熔煉過程,如硫化、鎳礦物原料的造锍熔煉、锍的吹煉、硫化銻精礦鼓風爐熔煉等。熔煉過程中發生的主要反應是:
        MeS(s,l)+O2(g)====Me(l)+SO2(g)
        MeS(s,l)+1.5O2(g)====MeO(s,l,g)+SO2(g)
        [Me′S](l)+(MeO)(l)====[MeS](l)+[Me′O](l)
        式中的Me、Me'代表金屬,[ ]代表主金屬熔體,()代表熔渣。
        氧化熔煉是一個富集和分離過程,如銅、鎳硫化精礦,在熔煉時將Cu、Ni富集到锍中,同時被氧化后與雜質金屬(如Fe)與脈石一道造渣除去而分離。

        2、還原熔煉是一種金屬氧化物料在高溫熔煉爐還原氣氛下被還原成熔體金屬的熔煉方法。
        還原熔煉采用碳質還原劑,如煤、焦炭。在高溫條件碳質還原劑與金屬氧化物發生的主要反應有:
        MeO+C====Me十CO
        MeO+CO====Me+CO2
        CO2+C====2CO
        由于MeO和C的反應為固相接觸,受接觸面的限制,反應不可能很好進行,CO氣體還原劑對金屬氧化物的還原起主要作用。為此必須加過量還原劑,以保證MeO和CO反應產生的CO2在高溫下被過剩碳還原為CO。這樣循環著不斷地為氧化物還原提供足夠的氣體還原劑。
        冶煉物料中除主金屬氧化物外往往還含有多種次要的金屬氧化物,在還原熔煉過程中也還原成金屬,并且熔于主金屬中,所以還原熔煉得到的金屬是含有多種雜質的粗金屬。如鼓風爐熔煉鉛、反射爐熔煉錫、鉍和銻等。為得到純金屬還需進一步精煉。
        除了金屬氧化物外,還原熔煉正常與否與高鐵氧化物的還原和造渣密切相關。物料中的高價鐵氧化物被還原成低價鐵氧化物(FeO),然后與物料中的SiO2、CaO等組分反應造渣。還原條件必須控制得當,否則生成Fe3O4或Fe都將影響還原熔煉過程的進行。因此控制好高價鐵的還原反應是確定技術條件的主要因素。
        以上技術條件除根據其氧化標準生成自由能變化來判斷其還原次序及程度外,也常用反應MeO+CO====CO2+Me的平衡常數logKp=PCO2:PCO來進行比較確定。

        爐料

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