加壓氮氣還原法(hydrogen pressure reduction)是指在壓煮界內用氫氣使水溶液中的金屬水溶物還原成金屬化合物或低價離子的化學提取方法。過程的特點是用氮氣作還原劑，在高溫、加壓、適宜的溶液酸鹼度以及使用催化劑和添加劑條件下，發生還原並沉出金屬、氧化物或硫化物，或只將溶液中的高價金屬離子還原為低價金屬離子。
基本介紹
- 中文名：加壓氮氣還原法
- 外文名：hydrogen pressure reduction
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：化學提取方法
- 目的：還原金屬化合物或低價離子
簡介,發展歷史,套用,展望,
簡介
加壓氮氣還原法(hydrogen pressure reduction )是指在壓煮界內用氫氣使水溶液中的金屬水溶物還原成金屬化合物或低價離子的化學提取方法。過程的特點是用氮氣作還原劑，在高溫、加壓、適宜的溶液酸鹼度以及使用催化劑和添加劑條件下，發生還原並沉出金屬、氧化物或硫化物，或只將溶液中的高價金屬離子還原為低價金屬離子。
發展歷史
1859年，就有人用此法沉澱析出銀和汞。1901~1931年期間，人們對這種方法進行了大量的研究，並成功地從水溶液中沉澱析出了金屬銅、鎳、鈷、鉛、鉍、砷、銻、鉑和銥。自1955年工業上開始用這種方法生產銅、鎳、鈷粉以來，相繼建成了許多這類工廠，有的工廠規模年產金屬在萬噸以上。現今，高壓氫還原金屬分離和生產純金屬或金屬化合物的一種新方法。也是加壓濕法冶金的一種重要部分。
套用
高壓氮還原在濕法冶金中主要用於生產金屬粉末、分離金屬、生產金屬氧化物。
（1）生產金屬粉末
工業上用高壓氫還原法生產金屬粉末的工藝過程包括溶液製備和淨化、還原、分離及乾燥。還原在壓煮器內進行。壓煮器裝有攪拌器、擋板、加熱或冷卻蛇形管以及原料和氣體的進出口。工業上用高壓氫還原從酸性溶液中生產銅粉、鎳粉、鈷粉。二價銅鹽較容易還原，因此無論氫氣氨溶液或酸溶液中的二價銅鹽都能均勻而快速地進行反應。不需加催化劑。
（2）分離金屬
當溶液中含有不止一種金屬時，可通過高壓氫還原分別沉澱析出各種金屬粉末而實現金屬的分離。其原理在於各金屬的電極電位值不同，控制不同的條件就可將它們自溶液中逐個沉澱析出。
（3）生產金屬氧化物
從含六價鈾溶液中沉澱析出UO2是高壓氫還原法生產氧化物的典型例子。從熱力學判斷，只有在非常高的溫度下，氫才能將抽化合物還原成金屬鈾。然而氫能將六價鈾還原為四價鈾並沉澱出UO2。
展望
由於高壓氫還廈具有設備緊湊，占地面積少、污染程度輕、金屬回收率和生產效率均高、加工費低特點，今後可望套用於（1）直接自有機溶劑中製取金屬粉末和（2）生產塗層粉末。
（1）直接自有機溶劑中製取金屬粉末
從萃取銅、鎳或鐵等之後的脂肪羧酸或二(2-乙基己基)磷酸的有機相中，用高壓氫還原直接得銅、鎳、鐵粉，以省去反萃取步驟，從而縮短了生產過程。這種方法有可能逐步代替溶液電解沉積生產金屬的方法。
（2）生產塗層粉末
用氫氣自溶液中沉澱析出金屬時。可生產極便宜的一層物料包裹在另一物料上的粉末，即所謂塗層粉末。這種具有特殊成分的粉末，極便於在燒結過程中成為合金或金屬陶瓷。因而可作為合金原料或材料表面的塗層原料。塗敷金屬或化合物塗層的材料，往往具有一些在現代科學技術中極有用的性質。可將金屬鎳或鈷粉塗在金屬〔如鎢、鉬、鈦、銀等)，金屬氧化物(如二氧化鈦、二氧化鋯、五氧化二釩)，碳化物(如碳化矽、碳化鈦，碳化鎢、碳化鉻等)，硼化物〔如硼化鈦、硼化釩、硼化鉻等)，及陶瓷、玻璃和石墨等上面，塗鎳的鋁、塗鎳的石墨、塗鎳的硅藻土及塗鎳的碳化鎢都已作為產品而進行生產。可以預料，凡能被氫自溶液中還原出來的金屬，皆可塗在任一料心上，凡能被氮自溶液中沉澱析出的氧化物也可塗在任一料心上。
