冶金过程

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介绍

冶金过程的重点是金属的生产，因为这些金属在地球上并不以游离态存在。然而，金属存在于与杂质和矿物质混合的粗原料中。因此，需要多种加工技术来提取金属。冶金还包括以特定比例混合不同金属以制造金属合金。

定义冶金过程

冶金被定义为从地球上发现的粗态中提取金属的过程。然而，冶金导致以其最纯净形式提取金属。这是必要的，因为当金属在地球地壳中以化合物状态存在时。矿物的化合物状态包括岩石、土壤、沙子和石灰石以及金属。因此，已经发明了几种方法来在最短时间内以最低成本提取金属。

然而，这些矿物被称为矿石，添加到炉中以去除杂质的物质称为熔剂。杂质也称为脉石。根据其性质及其杂质，在冶金中注意到多种去除金属杂质的方法。

冶金类型

在化学中，冶金过程可以分为三个主要分支，这些分支包括物理冶金，然后是提取冶金，最后是选矿。物理冶金解决了建筑以及进一步制造过程中所需的金属合金状态改进方面的问题。

冶金过程的步骤

然而，从矿物中提取金属的基本步骤如下所示 -

• 第一步涉及矿石的破碎和研磨。

• 在此步骤之后，通过从粗相中浓缩矿石来进行矿石富集。

• 进一步的纯化步骤导致从浓缩矿石中提取金属。这增加了对不纯金属的重新定义和纯化。

冶金遵循的原则

冶金的原理包括破碎和研磨的初级过程，然后是矿石的浓缩。破碎和研磨也称为粉碎，其中矿石在破碎机中被转化成细粉。在使用先前方法提取矿石后，含有长石、沙子、云母和硅酸盐等杂质，并且进一步去除这些脉石被称为选矿。这导致矿石浓度降低，但金属浓度增加。

图 1 - 浮选

然而，物理和化学过程都应用于从其各自的矿石中提取金属。

物理方法

物理方法是指传统的拣选方法。然而，它包括水力方法或淘洗，其中分离基于金属颗粒的重力。还有另一种称为磁选的方法，其中杂质具有磁性，因此可以使用磁铁从矿石中去除。例如，软锰矿或 $\mathrm{(MnO_{2})}$、铬铁矿或 $\mathrm{(FeO.Cr_{2}O_{3})}$ 等用于提取过程。

图 2 - 高炉

最后一种物理方法是浮选，其中将破碎的矿石与水以及松节油和洗涤剂等其他元素混合在罐中。这导致金属分离并导致纯金属的提取。

图 3 - 氧气炉

化学方法

化学方法包括浸出和焙烧的方法。在浸出过程中，矿石通过化学反应进行处理。在此过程中，使用此类溶剂，其中矿石的杂质可溶并适当地去除在溶剂介质中。焙烧过程是在氧气存在下加热浓缩矿石以提取金属。

冶金的重要性

在当今，冶金有利于经济体系的进步以及制造金属的时间消耗减少。然而，它对于创建人类日常使用的工具和设备至关重要。

结论

在本教程中，重点放在满足冶金领域涉及的过程。矿石是可以从中提取金属并用于商业用途的矿物。因此，冶金过程非常重要，并用于为工业带来效益，因为这些过程有利可图且经济。不仅在制造业，而且在制造饰品、烹饪用具和金属合金的行业中也需要金属。

常见问题

1. 矿石浓缩涉及哪些过程？

各种过程都涉及使用电磁分离、浮选和水力洗涤来浓缩矿石的过程。

2. 为什么需要提纯提取的金属？

提纯提取的金属是一个非常必要的过程，因为大多数情况下在金属提取过程中会发现杂质。杂质包括磷、碳、硅等等。

然而，用于纯化的方***完全取决于金属的性质及其杂质。考虑到多种去除杂质的方法，电解法是最好的方法。

3. 冶炼的定义是什么？

冶炼被定义为将热量施加于矿石的过程；导致提取贱金属。此过程定义为提取冶金。例如，铜、银、铁等金属使用此过程作为贱金属提取。