金屬冶煉

金屬冶煉是把金屬從化合態變為游離態的過程。用碳、一氧化碳、氫氣等還原劑與金屬氧化物在高溫下發生還原反應，獲得金屬單質。

基本介紹

• 中文名：金屬冶煉
• 定義：把金屬從化合態變為游離態的過程
• 常用方法：金屬氧化物在高溫下發生還原反應
• 原理：置換法

概述

定義

金屬冶煉是把金屬從化合態變為游離態的過程。

常用方法

用碳、一氧化碳、氫氣等還原劑與金屬氧化物在高溫下發生還原反應，獲得金屬單質。

國內前景

全國從事稀土礦開採、冶煉分離的企業有200多家，已能生產單一稀土氧化物、單一稀土金屬、稀土鹽類、稀土合金、稀土功能材料等400多個種類、近千個規格的稀土產品，而且不斷向高附加值、精細化、深加工產品及下游套用產品延伸。隨著我國新材料、軍工、航空航天、新能源汽車等行業的快速發展，稀土金屬冶煉行業發展前景看好。

冶煉原理

1.還原法：金屬氧化物（與還原劑共熱）－－→游離態金屬

2.置換法：金屬鹽溶液（加入活潑金屬）－－→游離態金屬

火法冶金（Pyrometallurgy）

又稱為乾式冶金，把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫，熔化為液體，生成所需的化學反應，從而分離出用於精煉的粗金屬的方法。

濕法冶金（Hydrometallurgy）

濕法冶金是在酸、鹼、鹽類的水溶液中發生的以置換反應為主的從礦石中提取所需金屬組分的製取方法。此法主要套用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石。世界上有75%的鋅和鎘是採用焙燒-浸取-水溶液電解法製成的。這種方法已大部分代替了過去的火法煉鋅。其他難於分離的金屬如鎳-鈷，鋯-鉿，鉭-鈮及稀土金屬都採用濕法冶金的技術如溶劑萃取或離子交換等新方法進行分離，取得顯著的效果。

3.電解法：熔融金屬鹽（電解）－－→游離態金屬（金屬單質）

電解法套用在不能用還原法、置換法冶煉生成單質的活潑金屬（如鈉、鈣、鉀、鎂等）和需要提純精煉的金屬（如精煉鋁、鍍銅等）。電解法相對成本較高，易造成環境污染，但提純效果好、適用於多種金屬。

常見金屬冶煉方法

汞：熱分解法：2HgO(s)=加熱=2Hg(l)+O2(g)；

銅：置換法：CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (濕法煉銅）；

鋁：電解法：2Al2O3=通電=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因為AlCl3不是離子化合物）；

鎂：電解法：MgCl2(熔融)=通電=Mg(s)+Cl2(g)；

鈉：電解法：2NaCl=通電=2Na+Cl2(g)；

鉀：原理是高沸點金屬制低沸點金屬：Na+KCl=(高溫，真空)=K+NaCl；

鐵：熱還原法：2Fe2O3+3C=高溫=4Fe+3CO2↑。

高爐煉鐵：Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2