電冶金

　　應用電能進行冶金作業的總稱。它包括使用電流產生冶金反應，從礦物或其他原料中提取金屬的所有冶金過程。電冶金主要分電解過程和電熱過程兩大類。

　　電解過程　電解是使直流電流通過金屬鹽的水溶液或金屬化合物的熔融體引起化學分解的過程，結果在陰極電沉積析出金屬，而在陽極發生陰離子的電氧化過程或可溶性陽極的溶解過程。電解在冶金工業上有兩方面的應用：①電解冶金，即電解金屬鹽的水溶液或熔融物以提提取金屬；②電解精煉，就是使不純的金屬陽極溶解生成金屬離子，並讓後者在陰極上以純金屬的形式電沉積下來，這樣達到使金屬純化的目的。

　　電解冶金包括：①以酸或堿溶液處理礦石，浸取金屬鹽溶液；②凈化浸取液；③在陰極上電沉積出金屬；④電解處理過的溶液重新送入浸取工段使用等過程。電解冶金法最先應用於從低品位銅礦（含銅約1.5％或更少）提取銅，提取率達80％～90％，生產成本低。後來，該法也被用來提取鋅，但方法比較復雜。目前此法已用於鎘、銻、鈷、鉻、鐵、鎵、錳和銀等金屬的提取。

　　熔鹽電解是工業上用來制取那些太活潑以致不能用碳還原其氧化物或其他化合物的金屬，或不能從水溶液中電沉積的金屬。全部鋁，大部分鎂、鈉、鉀、鈣、鈹、釷、鉬和混合稀土金屬等都是用熔鹽電解法生產的。電解溶於熔融氟化物中的純氧化鋁生產金屬鋁是1886年C.M.霍爾在美國和P.L.T.埃魯在法國分別建立的方法。美國電解制鋁的用電量約占全國總用電量的4％，因此，降低電解制鋁的電能消耗是目前電冶金方法的一個重要研究課題。

　　電解精煉是將不純的金屬塊置於電解液中作為陽極，電解時陽極金屬溶解生成金屬離子，並在陰極上電沉積出純金屬。關於銅電解精煉的報道始於1865～1870年間J.埃爾金頓的專利，金屬電解精煉的成本通常比爐煉為高，但由於不同金屬的電極電勢（位）不同，通過控制電壓電解能達到分離的目的，電解精煉得到的金屬純度較高，還能回收有價值的副產物，如電解精煉銅時可回收得到金、銀和鉑等貴金屬，這是爐煉法做不到的。除銅外，鉛、金、銀、鎘、鎳等也常用電化學法精煉。

　　電熱過程　電熱過程是電能轉變為熱能的過程。在金屬的冶煉、精煉、熔融或合金化等過程中都要用到電爐。電爐有電阻爐、電弧爐和感應爐等，在這些電爐中電流通過爐料電阻或產生電弧，或因電感應而轉變為熱。電爐比燃料爐優越，因為在電爐中，金屬或其他爐料內部直接產生熱，而不必由燃料燃燒產生的火焰或熱氣流把熱傳給爐料，可達到比較高的溫度；電爐法還能精確控制爐溫和爐內環境氣氛。美國於1906年開始小規模電爐煉鋼，爐溫高，能較好地控制爐溫、爐內環境和渣的組成，符合近代冶金要求精確控制鋼的成分含量的需要。電爐鋼無氣孔，較致密，為機械性能較好的優質鋼。鐵合金和許多合金鋼隻能在電爐中煉制。電爐法冶煉出的鎳、銅、銅合金及其他有色金屬的噸位也很大。電爐冶煉的主要缺點是電能耗費大，成本高。