| 单词 | 氯化冶金 |
| 释义 | 【氯化冶金】 拼译：chlorine metallurgy 是以氯气、含氯的气体或是其它含氯的化合物，通过介质或不通过介质作用于某种矿物、金属氧化物或其它的一些化合物，生成氯化物的过程。 用氯化法提取和分离金属的历史悠久。16世纪资本主义开始萌芽，执行货币职能的金、银等贵金属的生产，开始有了增长。16世纪中叶，人们发现采用混汞法从含银的矿石中提取金属银时，在矿石浸取过程中加入食盐，可以提高银的回收率。其实质是由于加入食盐，可使矿石中少量难溶的硫化银转变成为可溶于食盐溶液并易被还原的氯化银，因而再提取银时，银的回收率必然有所提高。这可视为最早应用的一种氯化冶金方法。18世纪中叶，氯化冶金由加食盐的浸取法演变为效果更佳的氯化焙烧－浸取法。即在浸取前向矿石加入食盐，在较低的焙烧温度下进行焙烧，使矿石中的有价金属形成氯化物，然后再浸取。金属的回收率得到进一步提高。19世纪中叶，人们发现金在有水分存在下易与氯气反应生成氯化金，氯化金又易溶解于水等特点，于是开始在生产中使用氯气处理经过水润湿后的金矿石。这是最早使用氯气的一种氯化冶金方法。与此同时，氯化冶金的应用也从贵金属提取冶金领域进入到重有色金属提取冶金领域。氯化焙烧－浸取法被扩大应用于从低品位矿石中回收铜方面，并且很快地作为综合利用黄铁矿烧渣的一种重要方法，得到工业规模的应用。19世纪末期，出现了高温氯化挥发焙烧法，借助在高温下氯化物易挥发的特性，将所得的气态氯化物通过冷凝成为液态加以收集。当时已在小规模的生产中应用此法处理含铜的贵金属矿石。20世纪初期，氯碱工业发展迅速，液氯产量剧增，为氯化冶金方法及其应用的扩展，提供了较充裕的物质基础。20年代，用氯气焙烧菱镁矿制取无水氯化镁，再通过无水氯化镁溶盐电解法提取金属镁的方法获得成功，至今仍为生产金属镁的一种重要方法。用于提取重有色金属(主要是铜)的氯化离析法，也在此时期出现。50年代以来，稀有金属冶金工业成为氯化冶金应用的重要领域。用氯气焙烧氧化钛和碳质还原剂的混合物制取四氯化钛(气态)，经冷凝、净化后，用镁(或钠)热还原生产海绵钛即为典型实例。其所应用的氯化方法有固定层氯化、熔盐氯化、沸腾层氯化等。后者是近30年来流态化技术在氯化冶金中应用的一项新工艺。此外，碳化－氯化法从锆英石精矿提取金属锆(和铪)，已成为生产该金属的主要方法之一；氯化法分解稀土精矿制取稀土氯化物，经稀土氯化物熔盐电解制取混合稀土和单一稀土金属亦是稀土冶金中的重要生产方法。在半导体材料单晶硅与锗的生产中，也包含有氯化冶金过程。近年来氯化冶金在重有色金属提取方面的应用，进展较快。综合利用黄铁矿烧渣的高温氯化挥发焙烧法和处理难选氧化铜矿的氯化离析法实现了工业化；盐酸浸取法应用于贫锡精矿脱铁富集、从废铁屑制取铁粉、以及处理有色冶炼中间产物(如镍冰铜)等方面，也取得了成功。氯化过程的方法，通常有以下5种类型：1．氯化焙烧。向矿粉中添加适量的含氯盐类(NaCl、CaCl2、NH4Cl等)进行焙烧。有中温氯化焙烧和高温氯化焙烧之分。前者是在使被提取的金属氯化物不挥发的温度下进行，所生成的氯化物用水或其它溶剂浸取而与脉石分离；后者是在使被提取的金属氯化物能挥发的温度下进行，所生成的氯化物呈气态挥发而与脉石分离，后经冷凝回收。此法用于菱镁矿(MgCO3)、金红石(TiO2)等的氯化，处理黄铁矿烧渣，综合回收铜、铅、锌、金、银等。2．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(NaCl或CaCl2)加热焙烧，是氯化剂与水蒸气反应生成的HCl将矿石中的金属氧化物氯化，生成的金属氯化物又被氢气(碳与水蒸气作用产生)还原成金属粒子，沉积于炭粒子的过程。此法多用于处理难于直接用物理选矿选别的有色金属氧化物矿(如氧化铜矿石)。3．氯化熔炼。通过氯化，使欲提取的金属氯化物呈熔融状态产出的过程。镁冶金中，由氧化镁经氯化生产无水氯化镁，即是通氯气于氧化镁和碳质还原剂的混合物中，使镁形成液态氯化镁的氯化熔炼过程。4．氯化精炼。在氯气作用下，使粗金属中的杂质生成可分离除去的氯化物的过程。液态粗铝中的杂质，如钠、钙和气体氢或液态铅中所含的杂质锌，均可通过氯化精炼被除去。5．氯化浸取。这是以水溶液作为介质而进行的氯化过程，包括盐酸浸取、氯盐浸取、氯气浸取等。例如，采用盐酸浸取法从镍冰铜制取金属镍；用氯气浸取法从镍电解阳极泥回收铂族金属等。氯化冶金具有以下独特优点：1．对原料的适应性强，可处理不同类型的原料。例如，可直接从矿物原料中分离出有价金属；可作为一种预处理手段应用于矿石选别作业之前(如用氯化离析法)；可处理由其它冶金方法制得的中间产品，甚至液态粗金属等。2．由于金属氯化物具有低熔点、高挥发性、易被还原等特性，因而氯化冶金过程的作业温度比其它一般的火法冶金过程低得多。这一优点使得许多性质活泼或难熔金属的提取成为可能。钛、锆、铪、锂、铍、铯、铀等金属的性质极为活泼，与氧的结合能力很强，若通过其氧化物还原进行生产，需要很高的作业温度，而且产品容易被氧污染而降低性能，但若通过其氯化物还原进行生产，这些困难便会得到克服。实践证明，钛的工业化生产是在运用了氯化冶金方法之后才得以实现的。3．氯化冶金分离效率高，综合利用效果好。在相同条件下，各种金属或化合物生成氯化物的难易程度不同，而且不同的氯化物在性质上的差异又往往十分显著，因此在提取冶金过程中，运用金属氯化物的这些特点，能够方便而有效地实现不同金属的分离、富集、提取和精炼。鉴于氯化冶金所用的氯化剂价格较贵，且氯化剂和氯化过程中的产物均是一些强腐蚀性介质，因此，深入研究如何提高氯化剂的利用率和氯化剂的再生返回利用，以提高氯化冶金的经济效益和改善环境保护条件，以及解决氯化冶金设备的防腐蚀问题，均是氯化冶金在工业应用中需要进一步解决的问题，也是继续开展氯化冶金工艺及理论研究工作的主要方向。【参考文献】：1 韩天佑．钛、锆、铪的氯化问题，北京，19642 中南矿冶学院．氯化冶金，冶金工业出版社，1978(东北大学金美惠副教授撰) |
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