金属冶炼中火法与湿法的区别

主要可以分为湿法冶炼和火法冶炼:

湿法冶炼一般适应于所要回收的元素在矿石的品位较低的情况,而火法冶炼则用于回收高品位的矿,比如火法冶炼铜铅的原料是铜精粉、铅精粉等这些精粉里的相应金属元素含量一般都在50%以上，甚至更高。

黄金冶炼厂是冶炼黄金的,目前,其从金精粉提取黄金主要是两种工艺流程:

其一是:金精粉直接氰化工艺,在这个工艺中,直接向金精粉原料中加入浸金药剂,进行浸金,将矿粉中的金溶于溶液,然后经固液分离设备,将含金溶液分离出来,加入还原剂将金还原,然后精炼后,熔铸成金锭.

其二是:金精粉经焙烧炉焙烧后,焙烧渣经酸浸,回收其中的铜等元素(因为矿粉中的铜对浸金是不利的),然后,再加氰化浸金药剂,将金浸出,后面的工序与方法一相同.

但这两种工艺都属于湿法。

有色金属工业包括地质勘探、采矿、选矿、冶炼和加工等部门。矿石中有色金属含量一般都较低，为了得到1吨有色金属,往往要开采成百吨以至万吨以上的矿石。因此矿山是发展有色金属工业的重要基础。有色金属矿石中常是多种金属共生，因此必须合理提取和回收有用组分，做好综合利用，以便合理利用自然资源。许多种稀有金属、贵金属以及硫酸等化工产品，都是在处理有色金属矿石或中间产品以及矿渣、烟尘的过程中回收得到的。有色金属生产过程中通常产生大量废气、废水和废渣，其中含有多种有用组分，有时含有有毒物质，一些有色金属也具有毒性。因此，在生产有色金属的过程中,必须注意综合利用与环境保护。

与钢铁的生产相比，一般说来，有色金属生产需要的能量是比较多的。

据统计，如从矿石生产每吨钢能耗以100计，镁为 1127，铝为767，镍为455，铜为352，锌为206。因此，在有色金属工业中，降低能耗问题非常突出。 在有色金属的开采、选矿、冶炼、加工及再生回收过程中,有多种提取方法可资选用。就冶炼过程而言,通常分为火法冶金、湿法冶金和电冶金。火法冶金一般具有处理精矿能力大,能够利用硫化矿中硫的燃烧热,可以经济地回收贵金属、稀有金属等优点；但往往难以达到良好的环境保护。湿法冶金常用于处理多金属矿、低品位矿和难选矿；电冶金则适用于铝、镁、钠等活性较大的金属的生产。这些方法要针对所处理的矿物组成选择使用或组合使用。为了强化有色金属的冶炼加工过程,发展了一系列新技术、新方法和新设备，如高压浸取、流态化焙烧、有机溶剂萃取、离子交换、金属热还原、区域熔炼、真空冶金、喷射冶金、等离子冶金、氯化冶金以及连续铸轧、等静压加工、扩散焊接、超塑成型等，大大丰富了冶金学的理论和工艺，不断推动了有色金属生产的发展。

有色金属大多是加工成材后使用，因此如何合理有效地生产性能良好、物美价廉的有色金属材料以取得最大的社会经济效益，是个十分重要的问题。随着科学技术的进步与国民经济的发展，对于有色金属材料在数量、品种、质量及成本等方面不断提出新的要求；不仅要求提供更好性能的结构材料、功能材料。

对其化学成分、物理性能、组织结构、晶体状态、加工状态、表面与尺寸精度以及产品的可靠性、稳定性等方面的要求也越来越高。总的说来，有色金属材料的生产正向大型化、连续化、自动化、标准化方向发展，这就需要高精度、高可靠性的工艺、装备、控制技术与成品检测技术。一些新材料，如半导体材料、复合材料、超导材料，新技术如粉末冶金、表面处理等已经形成或者正在发展成为一个新的技术领域。

或以下提炼

3、 湿法回收

用硫酸或于压力下用氢氧化钠在碱性介质内进行分解，使载体溶解。溶解后贵金属留在残渣内，再用氯气和盐酸浸出，使铂族金属进入溶液。在碱法中，所含SiO2不溶解全部留下来，从而妨碍了对贵金属的进一步加工处理。用这类方法再生块状载体并不可取，因为在催化剂有效使用期间γ-Al2O3已转变为不溶的α- Al2O3。

而另一方面，各种溶解贵金属的方法及贵金属的回收率有较大的变化幅度，这些都是众所周知的，例如用盐酸和氯气、盐酸和硝酸或盐酸和过氧化氢等溶解方法。所有这些方法的主要问题之一，就在于很难将铂族金属与有色金属在稀溶液实现分离。这些方法的回收率，尤其是铑的回收率不能令人满意。

湿法冶金再生过程的负面效应可归纳如下：

① 废水数量过大；

② 浸出过的载体扔弃后有待堆放；

③ 损失贵金属；

④ 铝酸盐母液硫酸铝溶液不易利用。

它们的优点是：工作温度低；在贱金属含量低的情况下贵金属含量易于监控并且沉淀过程易于进行。

4、 火法回收

通常火法回收汽车尾气催化剂涉及陶瓷载体的熔炼同时与贵金属在金属捕收剂内的富集。载体在不损失贵金属的情况下形成熔渣，对该过程至关重要。

氧化铝颗粒的熔点过于高（大约2000℃）是个大问题。因此，对这类材料只能加入助熔剂或采取极高的熔融温度进行造渣。一般考虑使用铜、镍、铅和铁作铂族金属的可能捕收剂。选用的依据是加工过程及其后的湿法化学阶段的难易。用硫酸浸出法将贵金属—铂、钯、铑与金属捕收剂分开。如果选用铜作捕收剂，也可以用电解法使之分离。与湿法冶金再生废汽车催化剂相比，火法的优点要大得多：

① 在金属相内富集的浓度高；

② 贵金属回收率高；

③ 可在有色金属常用的炉型（鼓风炉、转炉）或专用装置（如电炉）内进行再生；

④ 副产物或残渣的产出少。

4．1 普通熔炼过程

铜、镍或铅工业所用炉子的温度通常大约1300℃，因此不十分适于熔化陶瓷基汽车尾气催化剂。这种炉子用焦碳、煤气、燃油或富氧空气加热。大的熔炼厂对额外处理这类材料，肯定不存在任何问题。如果其进料量不足工厂总进料量的1%，则对熔炼过程不会产生任何影响。故而一方面，在这样大的炉子内借众所周知的冶炼方法处理含贵金属材料的真正优点是冶炼和处理进料成本低，但另一方面又存在不能以有效的回收率和高的产率回收贵金属特别是铑。铂族金属的稀释过分和造渣量过大。这种情况表明，后续的铂族金属回收与精炼等富集过程将需要更高的成本。获取纯金属是一个漫长而艰巨的过程。故而该法已被许多厂家摒弃。

目前大多数精炼厂和有色金属冶金工厂采用电热高温炉，其优点是：

① 规格小容量高

② 造渣量小

③ 其温度为特种目的所接受

④ 有利于环保，排放极少

此种电炉目前广泛用于炉渣净化过程、并用于处理烟道灰、熔炼矿物原料等。

现将适用于再生汽车尾气净化器的某些高温炉炉型介绍如下：

4．2 等离子炉

其基本特点是高能密度、高温和短的熔炼时间。但高辐射强度和极高的等离子体温度（大于2000℃）使炉衬的寿命颇成问题。此外，某些美国汽车催化剂相当高的含铅量对加工和环境都造成很大麻烦。

4．3 电炉

其中一种特殊类型的高温炉就是浸没式电弧炉。在这种以处理高熔点氧化物材料（如铬铁矿、氧化镍等）为特长的电炉内，以加入料为底电极。该法能保证以高的回收率快而完全地进行反应。电能系借导电的底衬直接进入熔体，单一的对电极位于炉顶的中心位置。一般采用直流电。

4．4 德古萨电炉

德古萨（Degussa）起初在试验室规模的电炉内处理含贵金属物料取得令人鼓舞的结果。接着他们决定安装一台中试规模的炉子用来回收汽车尾气净化器内的铂族金属。选择汉纳马附近的沃尔夫冈精炼厂作这种炉型的炉址。供电系统的电源为兆瓦级（即数千千瓦）。炉底和供电系统均安装冷却系统。炉壳的内衬主要由高比例氧化铝和MgO的耐火材料组成，将一定数量的氮吹入炉内以保证炉气为中性气氛，并防止石墨电极迅速腐蚀。采用可移动的喷灯借以干燥新的炉衬，熔炼开始时，再把喷灯拿走。细心准备炉料极为重要。对未受扰动的进料，晶粒大小一定要合适。德古萨采用的进料系统极为复杂，系根据炉体的条件在实际的作业阶段能实现连续的依重力或体积进行加料。

汽车尾气净化催化剂需要一定量的助熔剂进行造渣使炉渣易于放掉。在高铝氧含量的情况下，以加入40%到50%的石灰为宜。如果处理催化剂基体所用石灰数量过少或偶然夹杂极少量的其它助熔剂，就要采取措施防止出现粘稠状的炉渣。含铂族金属的汽车催化剂和助熔剂皆需称重并借气动装置输送到混合器，然后再用传送带将进料送至炉内。

4．5 在电炉内处理汽车催化剂

处理废汽车尾气净化催化剂的整个过程参见图9。第一步将铂族金属富集在金属捕收剂内，接着在第二个冶金阶段提高铂族金属的富集程度。铂族金属与金属相的分离则要在铂精炼厂用湿法化学手段完成。所回收铂族金属至少可再度用于制造新的汽车尾气净化催化剂。

废汽车尾气净化催化剂（含铂、钯、铑）

准备/取样

火法冶金铂族金属富集过程

高温电炉TBRC

金属

分离过程铂族金属/金属捕收剂

Pt Pd Ph

铂族金属化合物的生产

生产汽车尾气净化催化剂

借电极打弧开始冶金过程。为此必须存在一个“熔金属面”或者将金属薄片送入炉内，造成供电短路并产生液态金属熔池。然后加入进料并使之熔化。等待到适当时刻打开放渣孔，将炉渣倾侧入炉旁的渣罐内。

这种操作要重复多次直到金属内的铂族金属含量高到足以保证湿法化学加工在经济上合算为止。在整个过程中，热交换及对熔体的充分搅拌，为金属和溶解在炉渣内的贵金属之间提供了完善的接触。炉渣的温度通过供电和给料系统调控，使环境污染不会出现。

有一批汽车催化剂已在德古萨炉内进行了处理，在熔炼阶段的输入功率大约是1500kwh/t，熔体本身只需要大约500 kwh/t的电力借以保持温度。热损失极小，估计不超过10%。石墨电极的耗损量明显高于炼钢和炼铁工业（每t钢2~3kg），每t进料石墨的损耗约10 kg。

这种电炉内生产的炉渣贵金属含量低，易于抛弃或用作其它工业用途。

这种炉子为中试规模，其实际产能为每年100 t。

重金属炉渣水淬后大多是呈亮黑色的致密颗粒，含有大量的硅酸铁(铁橄榄石)，一般达60～70%。以铜渣为例，如果将它放入回转窑氧化焙烧，再采用还原的方法处理，可以回收粒铁，但经济上是否合算，尚需研究。

铜、铅、锌、镍等重金属炉渣含有大量铁的化合物，可以代替铁矿粉作为水泥的原料。重金属炉渣破碎后可作混凝土的粗细骨料。磨细的渣粉可作为水泥的外掺料，但由于重金属炉渣的水化活性较差，用作外掺料在数量上应有控制。

铜水淬渣在掺入石灰拌和压实后具有不易吸水和强度较高的特点，可作为公路基层，在多雨潮湿地区筑路尤为适用。用气冷的铜渣作铁路道碴铺设混砂道床，没有一般混砂道床容易下沉的缺点。熔融的铜渣可以直接浇注入模并控制其结晶和退火温度，制成致密坚硬的铜渣铸石，作为耐磨材料使用。德意志民主共和国利用较多，中国50年代也已试验和试用成功。在缺铜的土壤中施用铜渣粉以补充土壤中的微量元素，能够提高小麦和向日葵等作物的产量。

有色金属渣种类繁多，对重金属渣中的铜、铅、镍炉渣的处理和利用研究得较多，轻金属渣中的赤泥也受到重视，稀有金属渣大都未进行有效的处理和利用。