如何用電化學方法來冶煉合金

⑴ 金的冶煉方法

分為火法冶煉、濕法提取或電化學沉積。

1、火法冶煉

又稱為乾式冶金，把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫，熔化為液體，生成所需的化學反應，從而分離出粗金屬，然後再將粗金屬精煉。

2、濕式冶金

濕法冶金這種冶金過程是用酸、鹼、鹽類的水溶液，以化學方法從礦石中提取所需金屬組分，然後用水溶液電解等各種方法製取金屬。

3、化學反應

利用某種溶劑，藉助化學反應（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。

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當礦石含有天然金時，金會以粒狀或微觀粒子狀態藏在岩石中，通常會與石英或如黃鐵礦的硫化物礦脈同時出現。以上情況稱為脈狀礦床（Lode）、或是岩脈金。

天然金亦會以葉片、粒狀或大型金塊的形式出現，它們由岩石中侵蝕出來，最後形成沖積礦床的沙礫，稱為砂礦，或是沖積金。

沖積金一定會比脈狀礦床的表面含有較豐富的金，因為在岩石中的金的鄰近礦物氧化後，再經過風化作用、清洗後流入河流與溪流，在那裡透過水作收集及結合再形成金塊。

金亦有時會以與其他元素，特別是碲形成化合物的形式出現。

例子有針狀碲金礦（calaverite）、針碲金銀礦（sylvanite）、葉碲礦（nagyagite）、碲金銀礦（petzite）及白碲金銀礦（krennerite）。金亦有極少機會與水銀以汞齊形成出現，另外亦會以一個低濃度在海水出現。

⑵ 鋁的冶煉方法

冶煉鋁可以用熱還原法，但是成本太高。
工業上冶煉鋁應用電解法，主要原理是霍爾-埃魯鋁電解法：以純凈的氧化鋁為原料採用電解制鋁 ，因純凈的氧化鋁熔點高（約2045℃），很難熔化，所以工業上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔劑,使氧化鋁在1000℃左右溶解在液態的冰晶石中，成為冰晶石和氧化鋁的熔融體，然後在電解槽中，用碳塊作陰陽兩極，進行電解。

全面介紹如下：
《鋁的生產加工》
鋁在生產過程中有四個環節構成一個完整的產業鏈：鋁礦石開采－氧化鋁製取－電解鋁冶煉－鋁加工生產。
一般而言，兩噸鋁礦石生產一噸氧化鋁；兩噸氧化鋁生產一噸電解鋁。
（一）氧化鋁的生產方法
迄今為止，已經提出了很多從鋁礦石或其它含鋁原料中提取氧化鋁的方法。由於技術和經濟方面的原因，有些方法已被淘汰，有些還處於試驗研究階段。已提出的氧化鋁生產方法可歸納為四類，即鹼法、酸法、酸鹼聯合法與熱法。目前用於大規模工業生產的只有鹼法。

鋁土礦是世界上最重要的鋁礦資源，其次是明礬石、霞石、粘土等。目前世界氧化鋁工業，除俄羅斯利用霞石生產部分氧化鋁外，幾乎世界上所有的氧化鋁都是用鋁土礦為原料生產的。

鋁土礦是一種主要由三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石組成的礦石。到目前為止，我國可用於氧化鋁生產的鋁土礦資源全部為一水硬鋁石型鋁土礦。

鋁土礦中氧化鋁的含量變化很大，低的僅約30％，高的可達70％以上。鋁土礦中所含的化學成分除氧化鋁外，主要雜質是氧化硅、氧化鐵和氧化鈦。此外，還 含有少量或微量的鈣和鎂的碳酸鹽、鉀、鈉、釩、鉻、鋅、磷、鎵、鈧、硫等元素的化合物及有機物等。其中鎵在鋁土礦中含量雖少，但在氧化鋁生產過程中會逐漸 在循環母液中積累，從而可以有效地回收，成為生產鎵的主要來源。

衡量鋁土礦優劣的主要指標之一是鋁土礦中氧化鋁含量和氧化硅含量的比值，俗稱鋁硅比。

用鹼法生產氧化鋁時，是用鹼（NaOH或Na2CO3）處理鋁礦石，使礦石中的氧化鋁轉變成鋁酸鈉溶液。礦石中的鐵、鈦等雜質和絕大部分的硅則成為不溶 解的化合物。將不溶解的殘渣（赤泥）與溶液分離，經洗滌後棄去或進行綜合處理，以回收其中的有用組分。純凈的鋁酸鈉溶液即可分解析出氫氧化鋁，經分離、洗 滌後進行煅燒，便獲得氧化鋁產品。分解母液則循環使用來處理另一批礦石。鹼法生產氧化鋁有拜耳法、燒結法以及拜耳--燒結聯合法等多種流程。 拜耳法是由奧地利化學家拜耳（K·J·Bayer）於1889～1892年發明的一種從鋁土礦中提取氧化鋁的方法。一百多年來在工藝技術方面已經有了 許多改進，但基本原理並未發生變化。為紀念拜耳這一偉大貢獻，該方法一直沿用拜耳法這一名稱。

拜耳法包括兩個主要過程。首 先是在一定條件下氧化鋁自鋁土礦中的溶出（氧化鋁工業習慣使用的術語，即浸出。以下同）過程，然後是氫氧化鋁自過飽和的鋁酸鈉溶中水解析出的過程，這就是 拜耳提出的兩項專利。拜耳法的實質就是以濕法冶金的方法，從鋁土礦中提取氧化鋁。在拜耳法氧化鋁生產過程中，含硅礦物會引起Al2O3和Na2O的損失。

在拜耳法流程中，鋁土礦經破碎後，和石灰、循環母液一起進入濕磨，製成合格礦漿。礦漿經預脫硅之後預熱至溶出溫度進行溶出。 溶出後的礦漿再經過自蒸發降溫後進入稀釋及赤泥（溶出後的固相殘渣）的沉降分離工序。自蒸發過程產生的二次汽用於礦漿的前期預熱。沉降分離後，赤泥經洗滌 進入赤泥堆場，而分離出的粗液（含有固體浮游物的鋁酸鈉溶液，以下同）送往葉濾。粗液通過葉濾除去絕大部分浮游物後稱為精液。精液進入分解工序經晶種分解 得到氫氧化鋁。分解出的氫氧化鋁經分級和分離洗滌後，一部分作為晶種返回晶種分解工序，另一部分經焙燒得到氧化鋁產品。晶種分解後分離出的分解母液經蒸發 返回溶出工序，形成閉路循環。氫氧化鋁經焙燒後得到氧化鋁。

不同類型的鋁土礦所需要的溶出條件差別很大。三水鋁石型鋁土礦 在105℃的條件下就可以較好地溶出，一水軟鋁石型鋁土礦在200℃的溶出溫度下就可以有較快的溶出速度，而一水硬鋁石型鋁土礦必須在高於240℃的溫度 下進行溶出，其典型的工業溶出溫度為260℃。溶出時間不低於60分鍾。

拜耳法用於處理高鋁硅比的鋁土礦，流程簡單，產品 質量高，其經濟效果遠比其它方法為好。用於處理易溶出的三水鋁石型鋁土礦時，優點更是突出。目前，全世界生產的氧化鋁和氫氧化鋁，90%以上是用拜耳法生 產的。由於中國鋁土礦資源的特殊性，目前中國大約50%的氧化鋁是由拜耳法生產的。

將拜耳法和燒結法二者聯合起來的流程稱 之為聯合法生產工藝流程。聯合法又可分為並聯聯合法、串聯聯合法與混聯聯合法。採用什麼方法生產氧化鋁，主要是由鋁土礦的品位（即礦石的鋁硅比）來決定 的。從一般技術和經濟的觀點看，礦石鋁硅比為3左右通常選用燒結法；鋁硅比高於10的礦石可以採用拜耳法；當鋁土礦的品位處於二者之間時，可採用聯合法處 理，以充分發揮拜耳法和燒結法各自的優點，達到較好的技術經濟指標。

目前全球氧化鋁年產量在5500萬噸左右，我國的氧化鋁產量約為680萬噸。

（二）原鋁、鋁合金及鋁材的生產方法

目前工業生產原鋁的唯一方法是霍爾－埃魯鋁電解法。由美國的霍爾和法國的埃魯於1886年發明。霍爾－埃魯鋁電解法是以氧化鋁為原料、冰晶石 （Na3AlF6）為熔劑組成的電解質，在950－970℃的條件下通過電解的方法使電解質熔體中的氧化鋁分解為鋁和氧，鋁在碳陰極以液相形式析出，氧在 碳陽極上以二氧化碳氣體的形式逸出。每生產一噸原鋁，可產生1.5噸的二氧化碳，綜合耗電在15000kwh左右。

工業鋁電解槽大體上可以分為側插陽極自焙槽、上插陽極自焙槽和預焙陽極槽三類。由於自焙槽技術在電解過程中電耗高、並且不利於對環境的保護，所以自焙槽技術正在被逐漸淘汰。目前全球原鋁年產量約為2800萬噸，我國的原鋁年產量約為700萬噸。

必要時可以對電解得到的原鋁進行精煉得到高純鋁。目前的鋁合金生產方法主要以熔配法為主。由於鋁及其合金具有優良的可加工性能，所以通過鍛、鑄、軋、沖、壓等方法生產板、帶、箔、管、線等型材。

⑶ 能用電解的方法提取銅銀合金中的銀和銅嗎

理論上是可以的，因為銀離子和銅離子之間存在電位差，只要電壓調整合適，應該是銀首先被電解出，然後是銅。你可以先使用硝酸將合金溶解，然後調整溶液至接近中性，此時的溶液可以作為電解液。使用碳作為陰極，銅作為陽極，調整電壓，可首先在碳電極上收集到銀，此時陽極的銅會溶解於電解液；當銀電解完畢後，將銅電極置換為鐵電極，調整電壓，此時銅在陰極上析出，鐵電極會逐漸溶解，最後銅電解完畢，電解液成為硝酸亞鐵的溶液。具體的電解電壓，設備等等，你需要查閱一下電化學的專業書。