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收藏词条   编辑词条 氯化冶金(卷名:矿冶)

创建时间:2008-08-02
 lühua yejin
氯化冶金(卷名:矿冶)
chlorine metallurgy
  添加氯化剂(Cl2、NaCl、CaCl2等)使欲提取的金属转变成氯化物,为制取纯金属作准备的冶金方法。金属和金属的氧化物、硫化物或其他化合物在一定条件下大都能与化学活性很强的氯反应,生成金属氯化物。金属氯化物与该金属的其他化合物相比,具有熔点低、挥发性高、较易被还原、常温下易溶于水及其他溶剂等特点,并且各种金属氯化物的生成难易和性质上存在着明显的差异。在冶金中,常常利用上述特性,借助氯化冶金有效地实现金属的分离、富集、提取与精炼等目的。早在16世纪中叶就发现含金、银的矿石在浸取(浸出)过程中,加入一定量的食盐,可以提高金属的回收率。18世纪出现了氯化焙烧-浸取法处理贵金属矿石,效果更好。到19世纪中期,此法扩大应用于处理低品位铜矿石。这是氯化冶金应用的一个重要发展。20世纪20年代,氯化冶金除了应用于镁的提取之外,还以氯化离析法用于提取有色重金属(主要是铜)。50年代以来,氯化冶金广泛用于稀有金属冶金中。
  类型
      氯化焙烧   视原料性质和下一步处理方法的不同,有中温氯化焙烧和高温氯化焙烧:前者是使被提取的金属氯化物在不挥发的条件下进行,所产生的氯化物可用水或其他溶剂浸取而与脉石分离;后者是在被提取的金属氯化物能挥发的温度下进行,所形成的氯化物呈蒸气状态挥发,与脉石分离,然后冷凝回收。此法用于菱镁矿(MgCO3)和金红石(TiO2)的氯化,以生产镁和钛,亦用于处理黄铁矿烧渣,综合回收铜、铅、锌、金、银等。
  氯化离析   在矿石中加入适量的碳质还原剂(煤或焦炭)和氯化剂,在弱还原性气氛中加热,使有价金属成氯化物挥发,同时氯化物又在炭粒表面被还原为金属的过程(见离析)。此法已用于处理某些低品位或难选氧化矿(如氧化铜矿)。
  氯化熔炼   使要提取的金属氯化物呈熔融状态产出的过程。例如通氯气于氧化镁和碳质还原剂的混合物中,使镁变成液态氯化镁。
  氯化精炼   例如,液态粗铝中所含的杂质,如钠、钙和气体氢,或液态铅中所含的锌,都可用氯气进行精炼。氯化精炼的工业应用较少。
  氯化浸取   在水溶液中进行的氯化过程,即湿法氯化,包括盐酸浸取、氯盐浸取、氯气浸取和电氯浸取。
  主要内容
        可概括为:各种金属元素或化合物的氯化,氯化物的分离和还原。
  金属氧化物的氯化   反应式为:

 (1)

式中Me表示二价金属,各氧化物氯化反应的标准自由焓变量与温度的关系见图。由图可见,银、镉、铜、钴等金属的氧化物都能被氯气所氯化,只是氯化的难易程度不同。实际上,氯化过程并非都在标准状态下进行,所以氯化反应能否进行,用自由焓变量来衡量更为确切。假定MeCl2和MeO为纯凝聚相,活度均为1,此时反应式(1)的自由焓变量可表示为:

 

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