火法冶金法（pyrometallurgy）是萃取冶金法的一個分支。它包含礦物和冶金礦的熱處理以及了解材料中物理和化學的變化，以便可能發現有用的金屬。火法冶金可生產出售的產品，如純金屬，或中間化和物，或合金，以及進一步加工的材料。從火法冶金過程萃取的元素的例子包括較少反應的元素如鐵，銅，鋅，鉻，錫，錳的氧化物。
基本介紹
- 中文名：火法冶金法
- 外文名：pyrometallurgy
- 類型：萃取冶金法的一個分支
- 包括：礦物和冶金礦的熱處理
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火法冶金法 - 概述
火法冶金過程由乾燥（Drying）、煅燒（Calcining）、燒烤（Roasting）、熔煉（Smelting）及精煉（Refining）階段組合成一個或多個過程進行。大多火法冶金過程要求輸入能量去維持過程的溫度，能量通常由燃燒化石燃料提供，或材料的放熱反應，或用電熱。當供給的材料中，僅由放熱反應的熱（不用加燃料或電熱）就可維持過程的溫度，稱為“自生過程”。
火法冶金法 - 階段
火法冶金的階段如下：
乾燥
乾燥是用熱把液體濕氣（非化學鍵的）從材料中除去。乾燥通常將濕的固體和由燃燒化石燃料而產生的熱氣體接觸。乾燥的熱由間接加熱的熱空氣或橢性氣體供給。某一個乾燥過程所需的熱，相當於把這些潮濕的液體蒸發所需的熱。所加的熱除掉要把產品提高到最後的溫度外，還要加上由於輻射所損失的熱。
通常溫度設在水沸點之上，約120度攝氏。在特別要乾燥含有水溶鹽時，則要求高些的溫度。
在幾種工業乾燥器中乾燥濕的固體：包括轉動乾燥器，流態化床乾燥器和閃光乾燥器。
另一種稱為噴霧乾燥，將含水的材料在熱室中噴出，水份蒸發，固體晶化，然後用一錐形的乾燥器收集乾燥的固體。從噴霧乾燥生產的固體材料常常有特別的顆粒尺寸和形狀。顆粒尺寸可由材料在水溶液中的濃度和噴霧器的設計得到。
煅燒
煅燒是使材料熱分解。例如，水化物氫氧化鐵分解成三氧化二鐵和水汽，或碳酸鈣分解成氧化鈣和二氧化碳以及碳酸鐵到氧化鐵。用各種類型的爐進行鍛燒，包括豎井（shaft）爐，轉窯和流態床反應器。
燒烤
燒烤由熱氣-固反應，包括氧化，還原，氯化和硫酸鹽化以及熱水解所組成。燒烤的最普通的例子是金屬硫化物礦的氧化，金屬硫化物在空氣中加熱使空氣中的氧和硫化物反應形成二氧化硫氣體和固體金屬氧化物。由燒烤得到的產品常稱為“鍛燒”。在硫化物的燒烤中如溫度和氣體條件可使硫化物完全氧化，這樣的過程稱為“死燒烤”（dead roast）。有時如在預處理的反射爐或電熔爐的進料中，由於氧的數量不足充分氧化進料，這樣的燒烤過程稱為“部份燒烤”，這是因為硫只有部份移去。最後，如控制的溫度和氣體條件使進料中金屬的硫化物反應形成金屬硫酸鹽而代替形成金屬氧化物。這樣的過程稱為“硫酸鹽燒烤”。有時，溫度和氣體條件可維持成這樣：混和硫化的進料中（例如進料中有硫化銅和硫化鐵）反應成一部份成硫酸鹽，而另一部成氧化物。這樣的過程稱為“選擇燒烤”或“選擇硫酸化”。
熔煉
熔煉是最低限度有一種產品為熔熔相的熱反應過程。
這樣，金屬氧化物加熱可和焦碳或木碳熔熔，造成一種以二氧化碳形式的還原氣氛釋放出來。近年來，才關心產生二氧化碳的問題，因為它可加大溫室效應。
碳酸鹽礦也可和木碳熔解，但有時需要預乾燥。其它材料可能需要在熔解的氧化物礦種中加入助燃劑而幫助形成礦渣（助燃劑與雜質，如矽的化合物反應）。
熔解過程通常要求溫度在金屬的熔點以上，但根據礦和其它物質的不同，過程可變化很大。
精煉
精煉是用熱過程把雜質從材料中除去。它包括許多過程，涉及不同的爐子和工廠（車間）。
