湿法冶金_工程技术

[拼音]：shifa yejin

[外文]：hydrometallurgy

利用某种溶剂，借助化学作用，包括氧化、还原、中和、水解及络合等反应，对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。又称水法冶金，与传统的火法冶金同属于提取冶金或化学冶金。

湿法冶金包括下列步骤：

（1）将原料中有用成分转入溶液，即浸取；

（2）浸取溶液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子洗涤回收；

（3）浸取溶液的净化和富集，常采用离子交换和溶剂萃取技术或其他化学沉淀方法；

（4）从净化液提取金属或化合物。在生产中，常用电解提取法从净化液制取金、银、铜、锌、镍、钴等纯金属。铝、钨、钼、钒等多数以含氧酸的形式存在于水溶液中，一般先以氧化物析出，然后还原得到金属。20世纪50年代发展起来的加压湿法冶金技术可自铜、镍、钴的氨性溶液中，直接用氢还原（例如在180℃，25大气压下）得到金属铜、镍、钴粉，并能生产出多种性能优异的复合金属粉末，如镍包石墨、镍包硅藻土等。这些都是很好的可磨密封喷涂材料。

许多金属或化合物都可以用湿法生产。湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位，目前世界上全部的氧化铝、氧化铀、约74％的锌、近12％的铜都是用湿法生产的。

湿法冶金的发展过程

中国在北宋时期已用湿法(胆铜法)生产铜，据《宋史·艺文志》记载，有《浸铜要略》一卷，可惜已失传。1752年西班牙里奥·廷托(Rio Tinto)开始用湿法生产铜。工艺与我国北宋胆铜法基本相同，其重要进展是采用人工焙烧硫化铜矿而不靠自然风化。同期，俄国古米雪夫斯基（Гумещевсκий）矿也开始用湿法生产铜。1889年开始用湿法生产氧化铝，以后湿法炼锌、金、银、钴、镍等工厂相继出现。

第二次世界大战后，湿法冶金技术迅速发展，主要表现在以下几方面：

（1）从矿物中提取铀的技术有很大发展；

（2）1954年在加拿大对硫化镍、钴、铜矿加压湿法冶金技术研究成功并投入生产；

（3）50年代起稀有金属、半导体材料（锗、镓等）的提取技术有了迅速的发展；

（4）水解、沉淀、置换等分离、提纯的传统技术，逐渐被新兴的离子交换、溶剂萃取等新技术所取代。

湿法冶金的优点

60年代末至70年代初，出现了研究所谓无污染冶金的高潮。以湿法处理硫化铜矿为例，较成功的方法有：

（1）阿比特(Arbiter)法，即低压氨浸、萃取分离、残渣浮选法。硫产品形式为(NH₄)₂SO₄或CaSO₄。

（2）加压硫酸浸取法，85％的硫产品为单质硫。

（3）氯化铁浸出法，即氯化铁浸取、溶剂萃取、电积法。95％以上的硫产品为单质硫。

（4）舍利特高尔顿(Sherritt Gordon)法，即加压氨浸法。硫产品形式为(NH₄)₂SO₄或CaSO₄。

（5）R.L.E.(roasting-leaching-electrowinning)法，即焙烧-浸取-电积法。硫产品为CaSO₄或H₂SO₄。这些方法都可消除二氧化硫对空气的污染，同时能综合回收原料中的硫，已为中间试验所证实。

在湿法炼锌方面，1981年已在加拿大建成一个直接加压湿法炼锌车间。硫化锌精矿不再经氧化焙烧而直接进行浸出，可节省25％的投资，并消除了二氧化硫对大气的污染。硫产品为单质硫，回收率为96％。原则流程见图。

地壳中可利用的有色金属资源品位愈来愈低，以铜为例，20世纪初可采品位均在 1％以上，70年代已降到0.3％左右，而一些稀贵金属原料的含量往往只有百万分之几，这些金属的提取将更多地依赖于湿法冶金。

湿法冶金的优点是原料中有价金属综合回收程度高，有利于环境保护，并且生产过程较易实现连续化和自动化。

参考书目

G. D. Van Arsdale， Hydrometallurgy of Base Metals，McGraw-Hill， New York， 1953.
J.D.Gilchrist， Extractive Metallurgy， 2nd ed.，Pergamon， Oxford，1980.

参考文章