将电能应用于冶金操作的通用术语。它包括所有使用电流产生冶金反应并从矿物或其他原材料中提取金属的冶金过程。冶金主要分为电解法和电热法。1.电解过程电解是直流电通过金属盐水溶液或金属化合物的熔融体引起化学分解的过程。结果,金属在阴极电沉积,而阴离子的电氧化过程或可溶性阳极的溶解过程发生在阳极。
电解冶金工业有两种应用:①电解冶金,即电解金属盐的水溶液或熔体提取金属;②电解精炼是将不纯的金属阳极溶解生成金属离子,并将后者以纯金属的形式电沉积在阴极上,从而达到净化金属的目的。
冶金包括:①用酸或碱溶液处理矿石,浸出金属盐溶液;(2)净化浸出液;(3)在阴极上电沉积金属;④电解液重新送至浸出工段使用。
电解法最早用于从低品位铜矿石(含铜约1.5%以下)中提取铜,提取率达80% ~ 90%,生产成本低。后来这种方法也被用来提取锌,但方法复杂。目前,这种方法已用于提取镉、锑、钴、铬、铁、镓、锰和银等金属。
熔盐电解在工业上用于生产太活泼而不能用碳还原其氧化物或其他化合物的金属,或者不能从水溶液中电沉积的金属。所有铝、大部分镁、钠、钾、钙、铍、钍、钼和混合稀土金属都是通过熔盐电解生产的。美国的C.M .霍尔和法国的P.L.T .特鲁于1886年建立了将溶解在熔融氟化物中的纯氧化铝电解生产金属铝的方法。美国电解铝生产的用电量约占全国总用电量的4%。因此,降低电解铝生产的电耗是当前电冶方法的重要研究课题。
电解是指将不纯的金属块放入电解液中作为阳极。电解过程中,阳极金属溶解生成金属离子,纯金属电沉积在阴极上。关于铜电解精炼的报道始于1865年至1870年J Elkington的专利。金属电解精炼的成本通常高于熔炉熔炼的成本。但由于不同金属的电极电位不同,电解可以通过控制电压达到分离的目的。电解精炼得到的金属纯度高,并且可以回收有价值的副产品。比如铜的电解精炼可以回收金、银、铂等贵金属,这是炉炼无法实现的。除了铜,铅,金,银,镉,镍等。通常用电化学方法提炼。
电热过程
电热过程是将电能转化为热能的过程。电炉用于金属的熔炼、精炼、熔化或合金化过程。有电阻炉、电弧炉、感应炉等。在这些电炉中,电流通过炉料的电阻或产生电弧,或通过电感应转化为热量。电炉优于燃油炉,因为在电炉中,热量是直接在金属或其他炉料内部产生的,不需要通过燃料燃烧产生的火焰或热气流将热量传递给炉料,可以达到比较高的温度;电炉法还可以精确控制炉温和炉内气氛。美国从1906年开始小规模电炉炼钢,炉温高,可以更好地控制炉温、炉内环境和炉渣成分,满足了现代冶金对精确控制钢的成分的要求。电炉钢无气孔,致密,是一种机械性能良好的优质钢。铁合金和许多合金钢只能在电炉中精炼。电炉生产的镍、铜、铜合金等有色金属的吨位也很大。电炉的主要缺点是耗电量大,成本高。