金属加工—有色金属

金属加工——有色金属

有色金属冶炼的方法大致有三类：火法冶金、湿法冶金和电冶金。

氧化铝的工业生产方法为碱法：用碱(工业烧碱NaOH或纯碱Na2CO3)处理铝土矿，使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液。

碱法生产氧化铝有拜耳法、碱石灰烧结法和拜耳-烧结联合法等多种流程。

拜耳法的基本原理有两条：

用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出。

分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的一批铝土矿。

Al2O3·3H2O+2NaOH=2NaAl(OH)4 在不同的条件下朝不同的方向交替进行

碱石灰烧结法是在铝土矿中配入一定数量石灰石(或石灰)、纯碱(含大量Na2CO3的碳分母液)，在回转窑内进行高温烧结，得到含有固态铝酸钠的熟料，用水或稀碱溶液溶出熟料得铝酸钠溶液。铝酸钠溶液脱硅净化后，通入二氧化碳气便可分解结晶成氢氧化铝。分解后的母液经蒸发后循环使用。

拜耳法流程比较简单、能耗低、产品质量好、成本低。但只限于处理高品位的铝土矿。碱石灰烧结法比较复杂，能耗高，产品质量和成本都不及拜耳法。但它可以处理高硅铝土矿。

现代铝工业生产，主要采用冰晶石-氧化铝熔融盐电解法。电解过程在电解槽内进行，直流电通入到电解槽使电解质氧化铝发生分解。阴极过程：电解铝时，铝电解槽阴极上的基本电化学过程是铝氧氟络合离子中的A13+的放电析出。除此之外，在一定的条件下还有钠的析出。

阴极金属(铝)的溶解：电解炼铝时，金属铝会部分溶解在熔融的电解质中，而造成铝的损失并使电流效率降低。

阳极上的电化学反应：铝电解槽的阳极过程比较复杂，因为炭阳极本身也参与电化学反应。炭阳极上的一次反应是铝氧氟络合离子中的氧离子在炭阳极放电，生成二氧化碳的反应

目前各种炼铜方法基本都是先产出冰铜，冰铜送转炉吹炼成粗铜。冰铜是由Cu2S和FeS组成的合金，其中可能还有少量其他硫化物

吹炼过程分为两个周期进行。第一周期，又称造渣期，主要是FeS的氧化造渣，结果形成Cu2S熔体，称为白冰铜；第二周期，又称造铜期，主要是Cu2S氧化变成Cu2O，同时Cu2O与未氧化的Cu2S相互作用生成金属铜(粗铜)，在这一周期，没有炉渣形成。

粗铜的火法精炼

火法精炼的实质是在液体铜中供入空气，使铜里的铁、铅、锌、砷、锑、硫等杂质氧化而除去，然后将还原剂加入铜里除氧，最后得到化学成分和物理成分符合电解精炼要求的铜阳极。

铜的电解精炼

火法精炼产出的精铜品位一般为99.2%~99.7%，其中还含有0.3%~0.8%的杂质。为了提高铜的性能，使其达到各种应用的要求，同时回收其中的贵金属、铂族金属和稀散金属，因此，必须进行电解精炼。