有色金属冶炼的前景技术——低温碱性熔炼

　　低温碱性熔炼，是在有色金属冶金工业中，一种高效清洁的方法，适用范围广，处理效果好，已经有很长时间的发展历史。今年来，随着资源的复杂化，低温碱性熔炼的优势逐渐凸显，成为一种具有广泛应用前景的技术工艺。

　　技术原理

　　低温碱性熔炼是一种绿色冶金方法，最早是由前苏联的科学家谢里科会母，于1948年提出，经过半个世纪的研究和应用试验，已经成为一种被广泛应用的工艺方法。

　　碱性熔炼是指以碱性熔盐为介质，在远低于传统火法冶金冶炼温度下(一般不超过900℃)进行熔炼，得到相应的金属单质或盐的过程。

有色金属冶炼的前景技术——低温碱性熔炼
 

　　碱性熔炼过程不同于传统的火法冶金过程，其熔炼温度较低，不产生熔融渣，有液、固两相存在，而与湿法冶金过程相比，碱性熔炼过程形成的液态相包括熔盐与液态金属两相，又具有火法冶金特点。

　　业内研究者们，一般以不同的熔炼体系，对低温碱性熔炼的几种方法加以区分，包括直接熔炼、氧化熔炼以及还原熔炼三种。低温碱性熔炼工艺，具有非常广泛的应用领域。针对原料的不同特质，可以选择采用不同的熔炼体系。

　　直接熔炼的实际应用

　　低温碱性熔炼的直接熔炼体系，主要应用于两性金属及SiO2的回收处理中。

　　氧化锌矿是锌的次生矿，是硫化锌矿长期风化的产物，成分复杂，品位低，冶炼较为困难，而随着硫化锌矿的日益枯竭，氧化锌矿利用研究的重要性日益凸显。在碱性熔炼过程中，氧化锌矿中的有效成分ZnO及PbO、SiO2等有价成分与碱反应生成Na2ZnO2、Na2PbO2、Na2SiO3等可溶盐，经溶出进入溶液，再采用分步碳分，逐步分离ZnO、SiO2、PbO，原矿中的铁、钙等不与NaOH反应，富集于渣中。

　　SiO2是许多矿物中的主要成分，结构稳定，除游离态外，还可包覆、结合其他有价组分，形成难提取的复杂矿物。碱性熔炼过程中，SiO2与碱反应生成可溶性的硅酸钠，而镁则生成难溶性的氢氧化镁沉淀，通过水浸出即可实现Si与Mg的分离。

　　氧化熔炼的实际应用

　　氧化熔炼体系主要应用于处理金属单质或合金时，最常见的应用是针对铝灰的处理。铝灰是铝工业生产中的主要副产品，产生于所有铝发生熔融的工序，其总量可以达到铝生产使用过程中总损失量的1%~12%，主要成分为铝单质和氧化铝。

　　通过碱性氧化熔炼，铝灰中的大部分铝元素可以NaAlO2的形式得到回收，而铝灰中其他的杂质元素，如Mg、Ca、Si等，会留在渣中，从而实现有价元素分离回收的目的。

　　此外，该方法还可以用于高活性高氟氧化铝、冰晶石、水玻璃等物质的生产工艺。生产过程环境友好，能耗较低，流程短，操作简单。

　　碱性还原熔炼的实际应用

　　碱性还原熔炼是在实际生产过程中最为常见的一种工艺，主要用以处理各种金属元素的硫化矿。有色金属矿物中，硫化矿占有很大的比重，而且在自然界中，多种金属的硫化矿常常伴生，这些矿物矿相结构复杂，重、贵金属与稀散金属共存，冶炼工艺较为复杂。

　　低温碱性熔炼处理硫化矿的领域，起步较早的是铅精矿的碱性熔炼处理，目前也已经形成了较为完整的体系。常用的处理工艺是，一步碱性还原熔炼提铅，矿物中的大部分铅，以及97%以上的贵金属富集到粗铅中，而Cu、S、Sb等元素则进入碱浮渣，随后采用湿法综合回收处理。

　　除此之外，在处理锑、铋硫化矿时，低温碱性熔炼也发挥出了很大的优势。锑、铋性质极为相似，常规的处理方法也几乎相同。目前最常用的方法是火法熔炼，虽然处理量大，处理效果好，但烟气排放量大且难处理，操作条件恶劣。低温碱性熔炼在较低的温度下对硫化精矿进行熔炼处理，解决了传统锑、铋火法冶炼过程中能耗高、污染重的问题，同时降低了生产成本。