火法冶金法 - 概述

火法冶金法 - 阶段(干燥 煅烧 烧烤 熔炼 精炼)

火法冶金法 - 概述

火法冶金法（pyrometallurgy）是萃取冶金法的一个分支。它包含矿物和冶金矿的热处理以及了解材料中物理和化学的变化，以便可能发现有用的金属。火法冶金可生产出售的产品，如纯金属，或中间化和物，或合金，以及进一步加工的材料。从火法冶金过程萃取的元素的例子包括较少反应的元素如铁，铜，锌，铬，锡，锰的氧化物。

火法冶金过程由干燥（Drying）、煅烧（Calcining）、烧烤（Roasting）、熔炼（Smelting）及精炼（Refining）阶段组合成一个或多个过程进行。大多火法冶金过程要求输入能量去维持过程的温度，能量通常由燃烧化石燃料提供，或材料的放热反应，或用电热。当供给的材料中，仅由放热反应的热（不用加燃料或电热）就可维持过程的温度，称为“自生过程”。

火法冶金法 - 阶段

火法冶金的阶段如下：

干燥

干燥是用热把液体湿气（非化学键的）从材料中除去。干燥通常将湿的固体和由燃烧化石燃料而产生的热气体接触。干燥的热由间接加热的热空气或椭性气体供给。某一个干燥过程所需的热，相当于把这些潮湿的液体蒸发所需的热。所加的热除掉要把产品提高到最后的温度外，还要加上由于辐射所损失的热。

通常温度设在水沸点之上，约120度摄氏。在特别要干燥含有水溶盐时，则要求高些的温度。

在几种工业干燥器中干燥湿的固体：包括转动干燥器，流态化床干燥器和闪光干燥器。

另一种称为喷雾干燥，将含水的材料在热室中喷出，水份蒸发，固体晶化，然后用一锥形的干燥器收集干燥的固体。从喷雾干燥生产的固体材料常常有特别的颗粒尺寸和形状。颗粒尺寸可由材料在水溶液中的浓度和喷雾器的设计得到。

煅烧

煅烧是使材料热分解。例如，水化物氢氧化铁分解成三氧化二铁和水汽，或碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳以及碳酸铁到氧化铁。用各种类型的炉进行锻烧，包括竖井（shaft）炉，转窑和流态床反应器。

烧烤

烧烤由热气-固反应，包括氧化，还原，氯化和硫酸盐化以及热水解所组成。烧烤的最普通的例子是金属硫化物矿的氧化，金属硫化物在空气中加热使空气中的氧和硫化物反应形成二氧化硫气体和固体金属氧化物。由烧烤得到的产品常称为“锻烧”。在硫化物的烧烤中如温度和气体条件可使硫化物完全氧化，这样的过程称为“死烧烤”（dead roast）。有时如在预处理的反射炉或电熔炉的进料中，由于氧的数量不足充分氧化进料，这样的烧烤过程称为“部份烧烤”，这是因为硫只有部份移去。最后，如控制的温度和气体条件使进料中金属的硫化物反应形成金属硫酸盐而代替形成金属氧化物。这样的过程称为“硫酸盐烧烤”。有时，温度和气体条件可维持成这样：混和硫化的进料中（例如进料中有硫化铜和硫化铁）反应成一部份成硫酸盐，而另一部成氧化物。这样的过程称为“选择烧烤”或“选择硫酸化”。

熔炼

熔炼是最低限度有一种产品为熔熔相的热反应过程。

这样，金属氧化物加热可和焦碳或木碳熔熔，造成一种以二氧化碳形式的还原气氛释放出来。近年来，才关心产生二氧化碳的问题，因为它可加大温室效应。

碳酸盐矿也可和木碳熔解，但有时需要预干燥。其它材料可能需要在熔解的氧化物矿种中加入助燃剂而帮助形成矿渣（助燃剂与杂质，如硅的化合物反应）。

熔解过程通常要求温度在金属的熔点以上，但根据矿和其它物质的不同，过程可变化很大。

精炼

精炼是用热过程把杂质从材料中除去。它包括许多过程，涉及不同的炉子和工厂（车间）。