浓硫酸、生石灰、氢氧化钠作干燥剂时的一些区别

造渣原因：1、单一的Al2O3、SiO2等杂质熔化性温度很高，冶炼时为了除去他们需要形成低熔化性温度的物质-炉渣，并能和铁水很好分离，并能顺利排出炉子，石灰石能起到此作用。2、合适的炉渣成分可以起到延长高炉寿命的作用，同时也有维持高炉合理炉型的作用。3、造渣也是为了脱出原、燃料带入炉内的硫，得到合格的生铁等。

炼铁过程中加入石灰石，能够与铁矿石中的熔点很高的脉石（二氧化硅）反应，生成硅酸盐而除去。从而降低了生铁中的杂质含量。

高炉生产时从炉顶装入造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。

在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。

炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。

产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁 ，还有副产高炉渣和高炉煤气。

扩展资料：

炼铁用石灰石作熔剂，除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害杂质。电石（主要成分是CaC2）是生石灰与焦碳在电炉里反应制得。纯碱是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应制得（索尔维法）。利用消石灰和纯碱反应制成烧碱（苛化法）。

利用纯净的消石灰和氯气反应制得漂白的。利用石灰石的化学加工制成氯化钙、硝酸钙、亚硫酸钙等重要钙盐。消石灰能除去水的暂时硬性，用作硬水软化剂。石灰石烧加工制成较纯的粉状碳酸钙，用做橡胶、塑料、纸张、牙膏、化妆品等的填充料。

石灰与烧碱制成的碱石灰，用作二氧化碳的吸收剂。生石灰用作干燥剂和消毒剂。农业上，用生石灰配制石灰硫黄合剂、波尔多液等农药。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的结构、供给植物所需的钙素。用石灰浆刷树干，可保护树木。

参考资料来源：百度百科-石灰石

金属矿物是提取金属元素的主要原料。作为冶金原料的矿石，其中除含有所要提取的金属外，还含有大量杂质组分。冶金过程就是通过特定的加工工艺将有用组分与废弃组分分离的过程。目前，常用的冶金工艺有火法冶金和湿法冶金两种。前者是在高温条件下进行的熔炼过程，主要用于钢铁、铜、铅等的冶炼；后者则是在溶液中进行的冶炼过程，主要用于稀有金属、贵金属以及铝、镍、钴的提取、富集和分离。

1.铁（钢）的火法冶炼

目前，作为炼铁原料的铁矿石主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿4种。铁的冶炼过程主要发生铁的还原反应和造渣反应。铁氧化物的还原是从高价氧化物到低价氧化物，最后到金属铁的逐级还原。温度低于570℃时，按Fe2O3→Fe3O4→Fe顺序还原。FeO不稳定，Fe3O4直接还原为Fe。温度高于570℃时，按Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe顺序还原。铁的还原既可直接以CO为还原剂，也可以通过消耗固体炭生成CO实现还原。造渣过程是一个复杂的化学反应过程，是熔剂（主要为石灰石）与矿石中脉石和焦炭中灰分反应生成一种多氧化物熔体的中和反应。造渣过程可以实现还原出来的铁与杂质（SiO2，Al2O3，CaO，MgO等）的有效分离。

钢是以铁为基的合金。钢和铁的成分差异在于，前者含碳量小于2.11%，后者含碳量大于2.11%。炼钢过程是一个复杂的氧化和还原过程，是通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质，再根据对钢的成分和性能要求添加适量的合金元素，炼出具有较高强度和塑性韧性或具有特殊性能钢的过程，其关键是清除钢水中的杂质，其中最主要的因素是造渣和除渣。

生铁中的杂质在高温下与氧具有较强的亲和力。炼钢过程中，利用氧化的方法向熔池供氧，用氧将其中的杂质氧化形成液体、固体或气体氧化物，这些氧化物又与加入的熔剂作用而形成炉渣并被排除。上述过程中，杂质被氧化并被排除了，但也使钢液中含有较多的FeO。因此，在炼钢过程的后期，通常加入脱氧剂（如硅铁、锰铁和铝等），使它们从FeO夺取氧而达到脱氧的目的。

2.铜的火法冶炼

铜的冶炼主要有火法冶炼和湿法冶炼两种，前者约占铜生产量的90%。

目前，作为炼铜的原料矿物主要为硫化物矿物（习称硫化矿），如：黄铜矿（CuFeS2），斑铜矿（Cu5FeS4），辉铜矿（Cu2S），铜蓝（CuS）。其次为碳酸盐、硅酸盐和氧化物矿物（习称氧化矿），如：孔雀石Cu2［CO3］（OH）2，蓝铜矿Cu3［CO3］2（OH）2，硅孔雀石（Cu，Al）2H2［Si2O5］（OH）4·nH2O），赤铜矿（Cu2O）。少量来自自然铜。

火法炼铜主要使用硫化矿。该工艺是在高温下使铜矿石先熔成冰铜（主要是由Cu2S和FeS组成的合金），再将其吹成粗铜。在冶炼炉中部700～1000℃区域内，对于硫化铜矿而言，氧与铁的亲和力比氧与铜的亲和力强，故氧先与铁化合成氧化亚铁（FeO），FeO又与熔剂作用生成熔渣被除去。在冶炼炉下部1000～1400℃区域内，没有反应的FeS与Cu2S结合生成冰铜。在吹炼的第一阶段，熔融的冰铜再与熔剂混合进行吹炼，硫化铁强烈氧化，生成氧化亚铁和二氧化硫，氧化亚铁和熔剂生成熔渣并被排除，得到的产物为纯的硫化亚铜（白冰铜）。在吹炼的第二阶段，硫化亚铜氧化生成氧化亚铜，它再与未经氧化的硫化亚铜反应生成粗铜（含铜量为98.5%～99.5%）。

3.铜的湿法冶炼

湿法炼铜是用溶剂浸泡矿石使铜进入溶液，然后从含铜的溶液回收铜。这种方法主要用于处理氧化矿石或低品位的氧化物或硫化矿尾矿。湿法炼铜常用的溶剂有硫酸、碳酸氨、硫酸高铁溶液等。进入溶液中的铜可采用如下方法进行萃取：电积法（在不溶阳极和铜阴极之间加直流电压，在阴极产生金属铜）；铁置换法（CuSO4+Fe=FeSO4+Cu）；溶剂萃取法（先使铜进入不相容的有机相，再从有机相中反萃铜）；蒸馏法［2Cu2（NH3）4CO3+O2=4CuO+8NH3+2CO2］。

4.拜尔法生产氧化铝

从铝土矿制取氧化铝的方法很多，但拜尔法是占绝对优势的一种方法，目前全世界90%的氧化铝是由拜尔法生产的。

铝土矿（铝矾土）是炼铝的最主要原料，其主要化学组成为Al2O3（50%～70%），其他组分主要为Fe2O3，SiO2，TiO2。矿物组成以三水铝石（Al2O3·3H2O），一水软铝石（γ-Al2O3·H2O），一水硬铝石（a-Al2O3·H2O）和高岭石为主。

拜尔法生产氧化铝的工艺流程如图25-2所示。

图25-2 拜尔法生产氧化铝的工艺流程图

（据李洪桂等，2002）

氧化铝再经过冰晶石-氧化铝熔融盐电解法制成金属铝。电解过程在电解槽内进行，直流电经过电解质使氧化铝分解。电解产物，在阴极上是液体铝，在阳极上是氧。铝溶液再经进一步处理可得到纯度达99.5%～99.7%的金属铝。

水法炼铜也称胆铜法，其生产过程主要包括两个方面。一是浸铜，就是把铁放在胆矾（CuSO4·5H2O）溶液（俗称胆水）中，使胆矾中的铜离子被金属置换成单质铜沉积下来；二是收集，即将置换出的铜粉收集起来，再加以熔炼、铸造。各地所用的方法虽有不同，但总结起来主要有三种方法：第一种方法是在胆水产地就近随地形高低挖掘沟槽，用茅席铺底，把生铁击碎，排放在沟槽里，将胆水引入沟槽浸泡，利用铜盐溶液和铁盐溶液颜色差异，浸泡至颜色改变后，再把浸泡过的水放去，茅席取出，沉积在茅席上的铜就可以收集起来，再引入新的胆水。只要铁未被反应完，可周而复始地进行生产。第二种方法是在胆水产地设胆水槽，把铁锻打成薄片排置槽中，用胆水浸没铁片，至铁片表面有一层红色铜粉覆盖，把铁片取出，刮取铁片上的铜粉。第二种方法比第一种方法麻烦是将铁片锻打成薄片。但铁锻打成薄片，同样质量的铁表面积增大，增加铁和胆水的接触机会，能缩短置换时间，提高铜的产率。第三种方法是煎熬法，把胆水引入用铁所做的容器里煎熬。这里盛胆水的工具既是容器又是反应物之一。煎熬一定时间，能在铁容器中得到铜。此法长处在于加热和煎熬过程中，胆水由稀变浓，可加速铁和铜离子的置换反应，但需要燃料和专人操作，工多而利少。所以宋代胆铜生产多采用前两种方法。宋代对胆铜法中浸铜时间的控制，也有比较明确的了解，知道胆水越浓，浸铜时间可越短；胆水稀，浸铜的时间要长一些。可以说在宋代已经发展从浸铜方式、取铜方法、到浸铜时间的控制等一套比较完善的工艺。

火法炼铜 主要原料是硫化铜精矿，一般包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序.

焙烧 分半氧化焙烧和全氧化焙烧（“死焙烧”），分别脱除精矿中部分或全部的硫，同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质。此过程为放热反应，通常不需另加燃料。造锍熔炼一般采用半氧化焙烧，以保持形成冰铜时所需硫量；还原熔炼采用全氧化焙烧；此外，硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧，是把铜转化为可溶性硫酸盐，称硫酸化焙烧。

熔炼 主要是造锍熔炼，其目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化，并与脉石、熔剂等造渣除去，产出含铜较高的冰铜（xCu2S·yFeS）。冰铜中铜、铁、硫的总量常占80%～90%，炉料中的贵金属，几乎全部进入冰铜。

冰铜含铜量取决于精矿品位和焙烧熔炼过程的脱硫率，世界冰铜品位一般含铜40%～55%。生产高品位冰铜，可更多地利用硫化物反应热，还可缩短下一工序的吹炼时间。熔炼炉渣含铜与冰铜品位有关，弃渣含铜一般在0.4%～0.5%。熔炼过程主要反应为：

2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S

Cu2O+FeS→Cu2S+FeO

2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO2

2FeO+SiO2→2FeO·SiO2

造锍熔炼的传统设备为鼓风炉、反射炉、电炉等，新建的现代化大型炼铜厂多采用闪速炉。

鼓风炉熔炼 鼓风炉是竖式炉，小国很早就用它直接炼铜。传统的方法为烧结块鼓风炉熔炼。硫化铜精矿先经烧结焙烧脱去部分硫，制成烧结块，与熔剂、焦炭等按批料呈层状加入炉内，熔炼产出冰铜和弃渣，此法烟气含SO2低，不易经济地回收硫。为消除烟害，回收精矿中的硫，20世纪50年代，发展了精矿鼓风炉熔炼法，即将硫化铜精矿混捏成膏状，再配以部分块料、熔剂、焦炭等分批从炉顶中心加料口加入炉内，形成料封，减少漏气，提高SO2浓度。混捏料在炉内经热烟气干燥、焙烧形成烧结料柱，块状物料也呈柱状环绕在烧结料柱的周围，以保持透气性，使熔炼作业正常进行。中国沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂等采用此法。

反射炉熔炼 适于处理浮选的粉状精矿。反射炉熔炼过程脱硫率低，仅20％～30％，适于处理含铜品位较高的精矿。如原料含铜低、含硫高，熔炼前要先进行焙烧。反射炉生产规模可大型化，对原料，燃料的适应性强，长期来一直是炼铜的主要设备，至80年代初，全世界保有的反射炉能力仍居炼铜设备的首位。但反射炉烟气量大，且含SO2仅1%左右，回收困难。反射炉的热效率仅25%～30%，熔炼过程的反应热利用较少，所需热量主要靠外加燃料供给。70年代以来，世界各国都在研究改进反射炉熔炼，有的采用氧气喷撒装置将精矿喷入炉内，加强密封，以提高SO2浓度。中国白银公司第一冶炼厂将铜精矿加到反射炉中的熔体内，鼓风熔炼，提高了熔炼强度，烟气可用于制取硫酸。

反射炉为长方形，用优质耐火材料砌筑。燃烧器设在炉头部，烟气从炉尾排出，炉料由炉顶或侧墙上部加入，冰铜从侧墙底部的冰铜口放出，炉渣从侧墙或端墙下的放渣口排出。炉头温度1500℃～1550℃，炉尾温度1250℃～1300℃，出炉烟气1200℃左右。熔炼焙烧矿时，燃料率10%～15%，床能率3～6t／(m2·日)。铜精矿直接入炉，燃料率16%～25%，床能率为2～4t/(m2·日)，称生精矿熔炼。中国大冶冶炼厂采用270m2反射炉熔炼生精矿。

电炉熔炼 炼铜采用电阻电弧炉即矿热电炉，对物料的适应性非常广泛，一般多用于电价低廉的地区和处理含难熔脉石较多的精矿。电炉熔炼的烟气量较少，若控制适当，烟气中SO2浓度可达5%左右，有利于硫的回收。

铜熔炼电炉多为长方形，少数为圆形。大型电炉一般长30 m～35m，宽8 m～10m，高4 m～5m，采用六根直径为1.2 m～1.8m的自焙电极，由三台单相变压器供电。电炉视在功率3000～50000千伏安，单位炉床面积功率100kw/m2左右，床能率3～6t/(m2·日)，炉料电耗400～500kw·h/t，电极糊消耗约2～3kg/t。中国云南冶炼厂采用30000kVA电炉熔炼含镁高的铜精矿。

闪速熔炼 是将硫化铜精矿和熔剂的混合料干燥至含水0.3%以下，与热风（或氧气、或富氧空气）混合，喷入炉内迅速氧化和熔化，生成冰铜和炉渣。其优点是熔炼强度高，可较充分地利用硫化物氧化反应热。降低熔炼过程的能耗。烟气中SO2浓度可超过8%。闪速熔炼可在较大范围内调节冰铜品位，一般控制在50%左右，这样对下一步吹炼有利。但炉渣含铜较高，须进一步处理。

闪速炉有奥托昆普型和国际镍公司型两种。70年代末世界上已有几十个工厂采用奥托昆普型闪速炉，中国贵溪冶炼厂也采用此种炉型。

冰铜吹炼 利用硫化亚铁比硫化亚铜易于氧化的特点，在卧式转炉中，往熔融的冰铜中鼓入空气，使硫化亚铁氧化成氧化亚铁，并与加入的石英熔剂造渣除去，同时部分脱除其他杂质，而后继续鼓风，使硫化亚铜中的硫氧化进入烟气，得到含铜98%～99%的粗铜，贵金属也进入粗铜中。

一个吹炼周期分为两个阶段：第一阶段，将FeS氧化成FeO，造渣除去，得到白冰铜（Cu2S）。冶炼温度1150℃～1250℃。主要反应是：

2FeS＋3O2→2FeO+2SO2

2FeO+SiO2→2FeO·SiO2

第二阶段，冶炼温度1200℃～1280℃将白冰铜按以下反应吹炼成粗铜：

2Cu2S＋3O2→2Cu2O+2SO2

Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2

冰铜吹炼是放热反应，可自热进行，通常还须加入部分冷料吸收其过剩热量。吹炼后的炉渣含铜较高，一般为2%～5%，返回熔炼炉或以选矿、电炉贫化等方法处理。吹炼烟气含SO2浓度较高，一般为8%～12%，可以制酸。吹炼一般用卧式转炉，间断操作。表压约1kgf/cm2的空气通过沿转炉长度方向安设的一排风眼鼓入熔体，加料、排渣、出铜和排烟都经过炉体上的炉口。

粗铜精炼 分火法精炼和电解精炼。火法精炼是利用某些杂质对氧的亲和力大于铜，而其氧化物又不溶于铜液等性质，通过氧化造渣或挥发除去。其过程是将液态铜加入精炼炉升温或固态铜料加入炉内熔化，然后向铜液中鼓风氧化，使杂质挥发、造渣；扒出炉渣后，用插入青木或向铜液注入重油、石油气或氨等方法还原其中的氧化铜。还原过程中用木炭或焦炭覆盖铜液表面，以防再氧化。精炼后可铸成电解精炼所用的铜阳极或铜锭。精炼炉渣含铜较高，可返回转炉处理。精炼作业在反射炉或回转精炼炉内进行。

火法精炼的产品叫火精铜，一般含铜99.5%以上。火精铜中常含有金、银等贵金属和少量杂质，通常要进行电解精炼。若金、银和有害杂质含量很少，可直接铸成商品铜锭。

电解精炼是以火法精炼的铜为阳极，以电解铜片为阴极，在含硫酸铜的酸性溶液中进行。电解产出含铜99.95%以上的电铜，而金、银、硒、碲等富集在阳极泥中。电解液一般含铜40～50g/L，温度58℃～62℃，槽电压0.2～0.3V，电流密度200～300A/m2，电流效率95%～97%，残极率约为15%～20%，每吨电铜耗直流电220～300kwh。中国上海冶炼厂铜电解车间电流密度为330A/m2。

电解过程中，大部分铁、镍、锌和一部分砷、锑等进入溶液，使电解液中的杂质逐渐积累，铜含量也不断增高，硫酸浓度则逐渐降低。因此，必须定期引出部分溶液进行净化，并补充一定量的硫酸。净液过程为：直接浓缩、结晶，析出硫酸铜；结晶母液用电解法脱铜，析出黑铜，同时除去砷、锑；电解脱铜后的溶液经蒸发浓缩或冷却结晶产出粗硫酸镍；母液作为部分补充硫酸，返回电解液中。此外，还可向引出的电解液中加铜，鼓风氧化，使铜溶解以生产更多的硫酸铜。电解脱铜时应注意防止剧毒的砷化氢析出。

火法炼铜的其他方法 已应用于工业生产的方法还有：

三菱法 将硫化铜精矿和熔剂喷入熔炼炉的熔体内，熔炼成冰铜和炉渣，而后流至贫化炉产出弃渣，冰铜再流至吹炼炉产出粗铜。此法于1974年投入生产。

诺兰达法 制粒的精矿和熔剂加到一座圆筒型回转炉内，熔炼成高品位冰铜。所产炉渣含铜较高，须经浮选选出铜精矿返回炉内处理。此法于1973年投入生产。

氧气顶吹旋转转炉法 用以处理高品位铜精矿。将铜精矿制成粒或压成块加入炉内，由顶部喷枪吹氧，燃料也由顶部喷入，产出粗铜和炉渣。中国用此法处理高冰镍浮选所得铜精矿。

离析法 用于处理难选的结合性氧化铜矿。将含铜1%～5%的矿石磨细，加热至750℃～800℃后，混以2%～5% 的煤粉和0.2%～0.5%的食盐，矿石中的铜生成气(Cu3Cl3)并为氢还原成金属铜而附着于炭粒表面，经浮选得到含铜50%左右的铜精矿，然后熔炼成粗铜。此法能耗高，很少采用。