冶金是一门研究如何经济地从矿石或其他原料中提取金属或金属化合物,并用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。用于提取各种金属的矿石具有不同的性质,故提取金属要���据不同的原理,采用不同的生产工艺过程和设备,从而形成了冶金的专门学科——冶金学。冶金学以研究金属的制取、加工和改进金属性能的各种技术为重要内容,现发展为对金属成分、组织结构、性能和有关基础理论的研究。就其研究领域而言,冶金学分为提取冶金和物理冶金两门学科。提取冶金学是研究如何从矿石中提取金属或金属化合物的生产过程,由于该过程伴化学反应,又称为化学冶金。物理冶金学是通过成形加工制备有一定性能的金属或合金材料,研究其组成、结构的内在联系以及在各种条件下的变化规律,为有效地使用和发展具有特定性能的金属材料服务。它包括金属学、粉末冶金、金属铸造、金属压力加工等。
从矿石或其他原料中提取金属的方法很多,可归结为以下三种:(1)火法冶金。它是指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作业,使其中的金属和杂质分开,获得较纯金属的过程。整个过程可分为原料准备、冶炼和精炼三个工序。过程所需能源主要靠燃料燃烧供给,也有依靠过程中的化学反应热来提供的。(2)湿法冶金。它是指在常温或低于100℃,用溶剂处理矿石或精矿,使所要提取的金属溶解于溶液中而其他杂质不溶解,然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程,由于绝大部分溶剂为水溶液,也称为水法冶金。该方法包括浸出、分离、富集和提取等工序。(3)电冶金。它是利用电能提取和精炼金属的方法,按电能形式可分为电热冶金和电化学冶金两类。(1)电热冶金。它是利用电能转变成热能,在高温下提炼金属,其本质上与火法冶金相同。(2)电化学冶金。利用电化学反应使金属从含金属的盐类的水溶液或熔体中析出,前者称为溶液电解,如铜的电解精炼,可归入湿法冶金;后者称为熔盐电解,如电解铝,可列入火法冶金。采用哪种方法提取金属,按怎样的顺序进行,在很大程度上取决于所用的原料以及要求的产品。冶金方法中以火法和湿法的应用较为普遍,钢铁冶金主要采用火法,而有色金属提取则火法和湿法兼有。
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