火法精煉是指在高溫熔化金屬的條件下，用各種方法除去粗金屬中雜質的精煉過程。根據金屬和雜質的不同特性，火法精煉有下列一些方法，如加劑法、熔析法、精餾等。火法精煉主要用於重有色金屬和某些輕有色金屬的精煉。
基本介紹
- 中文名：火法精煉
- 外文名：pyro-refining
- 條件：高溫熔化金屬
- 目的：出去粗金屬中雜質
- 套用：冶金行業
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基本性質
根據金屬和雜質的不同特性，火法精煉有加劑法、熔析法、精餾等，主要用於重有色金屬和某些輕有色金屬的精煉。除去有害雜質，生產出具有一定純度的金屬；當金屬中的雜質含量超過一定限度時，其物理、化學和機械性能會發生變化生產出含有各種規定量的合金元素的金屬，使其具有一定的物理、化學和機械性能；如合金鋼的生產。回收其中具有很高經濟價值的稀貴金屬“雜質”如：粗鉛、粗銅中的金、銀及其他稀貴金屬。
加劑精煉
在熔融的粗金屬中加入一種或幾種附加物質，使雜質與附加物質生成不溶於金屬中的穩定化合物，並上浮成渣而除去雜質的過程。根據加入物質不同，加劑精煉又可分為：鼓入空氣的氧化精煉，加入元素硫或硫物質的硫化精煉，加入氯化物或氯氣的氯化精煉，或加入其他附加物的精煉（如粗鉛加鋅除銀）等。
熔析精煉
將粗金屬在加熱熔化後，在冷卻其熔體的過程中，控制溫度，由於雜質與金屬相互溶解度和比重不同等，發生分層而達到分離雜質的目的。例如粗鋅熔析除去鉛和鐵。
原理
利用主金屬雜質的物理和化學性質的差異形成與主金屬不同的新相，而使雜質殘留下來。
火法精煉體系
火法精煉體系步驟：
1、用多種（化學的或物理的）方法使均勻的粗金屬體系變為多相（一般為二相）體系；
2、用各種方法將不同的相分開，實現主體金屬與雜質的分離。
分類
火法精煉按其工藝過程中所發生變化主要分為: 化學變化和物理變化兩類。
化學變化
化學變化為主的火法精煉主要是利用雜質與主金屬某些化學性質的不同，通過適當的化學反應而使兩者分離。其中又大致上可分為兩類。
1、利用主金屬與雜質對某種元素親和勢的差異而進行的分離。
例如某些雜質對氧親和勢大於主金屬， 在精煉中加入氧化劑，雜質被氧化成氧化物，而主金屬不被氧化仍保持為金屬形態，從而實現分離。這種通過氧化過程而進行的精煉常稱為氧化精練。與之類似的還有硫化精煉、氛化精煉、鹼性精煉、金屬脫氣、電漁熔煉等。
2、利用某些主金屬能生成某種易揮發而又易離解的化合物，而雜質不能生成這種化合物的性質差異， 而進行分離的方法。
首先是控制一定的精煉條件，使主金屬變成易揮發化合物揮發而與雜質分離，然後通過化合物離解得純金屬。有時還可以通過化合物的離解 製取具有一定物理形態如鍍層、超細球形粉等的純金屬。碘化粉熱離解法、撥基法屬於這類精煉方法。從某 種意義上說來，歧化冶金亦屬此類。
物理變化
物理變化為主的火法精煉主要是利用主金屬與雜質的某些物理性質的不同，通過某種物理過程而進行脫除雜質的方法。
例如利用主金屬和雜質蒸氣壓的不同進行精煉的方法有蒸餾（升華法）、精餾精煉、真空精煉；利用雜質在金屬的液、固兩相間的溶解度不同進行精煉的方法有熔析精煉和區域熔煉。 應當指出，在實踐中幾乎不存在單純的化學法精煉或物理法精煉，這兩方法往往相互配合使用以達到最佳的精煉效果。例如，妮的真空精煉，銳中的氧、碳 雜質主要是藉助於化學反應使之成為低價氧化銳或CO揮發而脫除；而鐵、鋁等雜質則主要是利用它們蒸 氣壓與妮的不同而脫除的。
精煉方法及原理火法精煉設備
以銅火法精煉為例：
1、反射爐精煉
用於銅火法精煉的爐型有反射妒、迴轉式精煉爐、傾動式精煉爐三種。反射爐是傳統的火法精煉設備，是一種表面加熱的膛式爐，結構簡單、操作容易，可以處理冷料，也可處理熱料。可以燒固體燃料、液體燃料或氣體燃料。反射爐容積、爐體尺寸可大、可小，波動範圍較大。處理量可以從1t變化到400t，適應性很強。處理冷料較多的工廠和規模較小的工廠多採用反射爐生產陽極銅。
反射爐也存在著以下幾方面的缺點:
（1）氧化、還原插風管，扒渣、放銅等作業全部是手工操作，勞動量和勞動強度大，勞動條件差，難以實現機械化和自動化；
（2）爐體氣密性差，散熱損失大，煙氣泄漏多，車間環境差；
（3）耐火材料用量多，風管及輔助材料消耗大；
（4） 爐子內銅液攪動循環差，操作效率低。
2、迴轉爐精煉
迴轉爐是20世紀50年代後期開發的火法精煉設備。它是一個圓筒形的爐體，在爐體上配置有2~4個風管、一個爐口和一個出銅口。可作360°迴轉。轉動爐體將風口埋入液面下，進行氧化、還原作業；迴轉爐體，可進行加料、放渣、出銅。操作簡便、靈活。與反射爐比較，具有以下優點：
（1）妒體結構簡單，機械化、自動化程度高。取消了插風管、扒渣、出銅等人工操作。在處理雜質含量低的粗銅時，可以實現程式控制；
（2）爐子容量從100t變化到550t，處理能力大，技術經濟指標好，勞動生產率高；
（3）取消了插風管機渣等作業.輔助材料消耗減少；
（4）迴轉爐密閉性好，爐體散熱損失小，燃料消耗低。
