低温碱性熔炼在有色冶金中的应用研究

张文习

（邯郸市融洋安全检测有限公司，河北 邯郸 056000）

低温碱性熔与传统火法冶金相比，可以在低于900℃的环境下进行，并且在冶金过程中不会形成熔融渣，因此具备湿法冶金特点，而与湿法冶金不同的是，在具体熔炼期间，液态相包括液态金属与熔盐。有色冶金过程中，采用低温碱性熔炼对于整合行业的发展都有着重要意义，因此加强对该方面内容的分析是必要的。

1 低温碱性熔炼原理

在添加剂的作用下，物料与高活性熔融碱发生化学反应，获取相应的单质或金属盐，通常在该过程中选择钠系熔盐体系，这主要因为其不仅可以起到不错的催化效果，而且具有较高的经济效益[1]。依据熔炼体系差别，可以将低温碱性熔炼分为以下几种。

1.1 直接熔炼

直接熔炼是对利用SiO2与两性金属氧化物与碱发生化学反应，最终生成可溶性钠盐，通过该化学反应，可以从复杂的原料中完成对SiO2与两性金属氧化物的提取，具体反应过程中涉及到的化学反应方程式如下：

通过对碱性熔炼方法的应用，能够在温度相当一较低的环境下完成对复杂矿物结构的破坏，重构矿相，并且该过程中相对来说比较稳定，并不会引入杂质，确保最终获取的材料具有较高的纯度，混合物中未参与化学反应的各种成分，例如将常见的MgO等物质，其将会被释放，这在一定程度上使后续提取工艺变得更加简单，便于后续工作的顺利开展[2]。

1.2 氧化熔炼

在通过低温碱性氧化熔炼合金或金属单质进行处理时，除了要加入NaOH外，还应当加入适量的NaNO3，在温度较高的环境下，NaNO3会将发生分解，从而生成Na2O、N2、高活性[O]、O2、Na2O，从而会对整个反应体系提供相应的碱性，其中生物中的高活性[O]将会在短时内对物料进行氧化，从而使其与碱发生进一步反应，而在高氧化过程中，气体的逸出则对于整个反应起到了一定的搅拌作用，加快了化学反应速度，并且使反应更加彻底，熔炼期间可能发生的化学反应如下：

在实际作业过程中，通过氧化熔炼方式获取的可容盐的熔点相对较低，其同熔融碱介质相会作用，最终生成熔盐相，利用水浸的方式，便可完成固态分离，并不需通过化学反应进行，整个过程相对来说比较简单。

1.3 还原熔炼

利用低温碱性还原熔炼，一面可以实现对Pb、Bi、Zn等各种熔点较低的重金属的处理，另一方面可以完成对Cu、Ni等高熔点金属的合理富集与分离，在该期间，将会NaOH作为整个熔炼期间的介质，考虑到经济效益问题，也可以采用价格相对较低的Na2CO3作为介质，具体熔炼期间，各种金属元素都会对反应过程中的S2-还原，最终将会生产合金或纯金属，这也就很好的解决SO2的排放问题，确保整个反应过程中不会对环境造成污染。该过程中涉及到的化学反应方程式如下：

2 低温碱性熔炼在回收铝灰中的应用

在冶炼铝，以及铝的成型过程中，会产生大量的副产品。铝灰是铝冶炼过程中一项重要金属副产品，其产生于所有铝熔融工序中，铝灰中的铝主要为氧化物或单质的形式存在。在碱性氧化性条件下，以500℃的温度，熔炼约60min，此时，铝灰中超过90%的铝将会以NaAlO2的形式得到回收利用，而成分中的Ca、Mg将会留在残渣中，最终将会被合理分类。该过程中涉及到的化学反应方程式如下：

SiO2是铝矿中一项比较常见的杂质，脱硅是铝工业中一项重要工作，该项作业其具体进行过程中，控制起来相对来说比较困难，而铝灰中也会含有一定量的硅。通过以上的叙述可以发现，利用NaNO3作为低温碱性容量中的氧化剂，NaNO3可以还原SiO2，最终生成单质Si，分离硅铝，这对后续处理铝工作的开展能够起到一定的促进作用。

除此之外，通过该方式，可以通过对铝灰进行应用，生产铝电解原料高氟氧化铝及冰晶石和水玻璃，在具体生产期间，包括的具体过程有加水浸泡、过滤、蒸发、浓缩，最终得混合晶体，该晶体中包括的主要成分为氯化钠和氯化钾。在750℃～950℃温度下，对滤渣进行焙烧，将HF溶液加入到焙烧产物中，进行充分浸泡后，再对其进行过滤，然后在对滤液进行蒸发，最终得到固体，通过干燥处理后，采用现有技术，完成对冰晶石的制作，蒸发母液应当与NaOH进行化学反应，完成水玻璃制造，对于滤渣的干燥应当在90℃～110℃下进行，最终得到含有MgF2的高氟氧化铝。该生产方式在具体应用过程中，具有生产环境好、能耗低，操作简单等多项优点，因此得到了广泛应用，并且从实际应用情况来看取得了不错的成绩。

3 低温碱性熔炼再生铅生产中的应用

将再生铅原料与硫化铅矿粉置于氢氧化钠熔体中进行低温碱性熔炼，在炼制贵铅或粗铅时，要对温度进行控制，不得超过600℃，并且该过程中不会受二氧化硫预计铅毒的污染，同时通过该工业进行处理，在具体作业过程中，对铅矿中的银、金等各项金属的回收相对来说比较简单，并且具有较高的回收率。通过湿法的方式对碱渣进行处理，在过程中，通过对钠盐与NaOH溶解差别的合理应用，实现废水的零排放。该项技术在实际应用期间，具有液量温度低、回收金属高等多项优点，是一种较为理想的再生铅方法。

4 结语

低温碱性熔炼在有色冶金中有着广泛应用，采用该项技术，不仅可以对二次资源进行处理，而且有着不错的冶炼效果，具有节能、环保等诸多优点，是种清洁、高效的生产方式，因此加强对其该项方式的应用与研究具有现实意义。

[1]都艳梅.铜是怎样炼成的——豫光双底吹连续炼铜技术产业化开发与应用之路[J].中国有色金属,2016(23):27-33.

[2]郭学益,许志鹏,田庆华,等.低温碱性熔炼分离富集铜阳极泥中的有价金属[J].中国有色金属学报,2015,25(08):2243-2250.