利用某種溶劑,借助化學作用,包括氧化、還原、中和、水解及絡合等反應,對原料中的金屬進行提取和分離的冶金過程。又稱水法冶金,與傳統的火法冶金同屬於提取冶金或化學冶金。

  濕法冶金包括下列步驟:①將原料中有用成分轉入溶液,即浸取;②浸取溶液與殘渣分離,同時將夾帶於殘渣中的冶金溶劑和金屬離子洗滌回收;③浸取溶液的淨化和富集,常採用離子交換和溶劑萃取技術或其他化學沉澱方法;④從淨化液提取金屬或化合物。在生產中,常用電解提取法從淨化化液制取金、銀、銅、鋅、鎳、鈷等純金屬。鋁、鎢、鉬、釩等多數以含氧酸的形式存在於水溶液中,一般先以氧化物析出,然後還原得到金屬。20世紀50年代發展起來的加壓濕法冶金技術可自銅、鎳、鈷的氨性溶液中,直接用氫還原(例如在180℃,25大氣壓下)得到金屬銅、鎳、鈷粉,並能生產出多種性能優異的復合金屬粉末,如鎳包石墨、鎳包矽藻土等。這些都是很好的可磨密封噴塗材料。

  許多金屬或化合物都可以用濕法生產。濕法冶金在鋅、鋁、銅、鈾等工業中占有重要地位,目前世界上全部的氧化鋁、氧化鈾、約74%的鋅、近12%的銅都是用濕法生產的。

  濕法冶金的發展過程 中國在北宋時期已用濕法(膽銅法)生產銅,據《宋史·藝文志》記載,有《浸銅要略》一卷,可惜已失傳。1752年西班牙裡奧·廷托(Rio Tinto)開始用濕法生產銅。工藝與我國北宋膽銅法基本相同,其重要進展是采用人工焙燒硫化銅礦而不靠自然風化。同期,俄國古米雪夫斯基(Гумещевсκий)礦也開始用濕法生產銅。1889年開始用濕法生產氧化鋁,以後濕法煉鋅、金、銀、鈷、鎳等工廠相繼出現。

  第二次世界大戰後,濕法冶金技術迅速發展,主要表現在以下幾方面:①從礦物中提取鈾的技術有很大發展;②1954年在加拿大對硫化鎳、鈷、銅礦加壓濕法冶金技術研究成功並投入生產;③50年代起稀有金屬、半導體材料(鍺、鎵等)的提取技術有瞭迅速的發展;④水解、沉淀、置換等分離、提純的傳統技術,逐漸被新興的離子交換、溶劑萃取等新技術所取代。

  濕法冶金的優點 60年代末至70年代初,出現瞭研究所謂無污染冶金的高潮。以濕法處理硫化銅礦為例,較成功的方法有:①阿比特(Arbiter)法,即低壓氨浸、萃取分離、殘渣浮選法。硫產品形式為(NH4)2SO4CaSO4。②加壓硫酸浸取法,85%的硫產品為單質硫。③氯化鐵浸出法,即氯化鐵浸取、溶劑萃取、電積法。95%以上的硫產品為單質硫。④舍利特高爾頓(Sherritt Gordon)法,即加壓氨浸法。硫產品形式為(NH4)2SO4CaSO4。⑤R.L.E.(roasting-leaching-electrowinning)法,即焙燒-浸取-電積法。硫產品為CaSO4H2SO4。這些方法都可消除二氧化硫對空氣的污染,同時能綜合回收原料中的硫,已為中間試驗所證實。

  在濕法煉鋅方面,1981年已在加拿大建成一個直接加壓濕法煉鋅車間。硫化鋅精礦不再經氧化焙燒而直接進行浸出,可節省25%的投資,並消除瞭二氧化硫對大氣的污染。硫產品為單質硫,回收率為96%。原則流程見圖。

  地殼中可利用的有色金屬資源品位愈來愈低,以銅為例,20世紀初可采品位均在1%以上,70年代已降到0.3%左右,而一些稀貴金屬原料的含量往往隻有百萬分之幾,這些金屬的提取將更多地依賴於濕法冶金。

  濕法冶金的優點是原料中有價金屬綜合回收程度高,有利於環境保護,並且生產過程較易實現連續化和自動化。

  

參考書目

 G.D.Van Arsdale,Hydrometallurgy of Base Metals,McGraw-Hill,New York,1953.

 J.D.Gilchrist,Extractive Metallurgy,2nd ed.,Pergamon,Oxford,1980.