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氯化冶金(卷名：礦冶)

chlorinemetallurgy

添加氯化劑（Cl₂、NaCl、CaCl₂等）使欲提取的金屬轉變成氯化物，為制取純金屬作準備的冶金方法。金屬和金屬的氧化物、硫化物或其他化合物在一定條件下大都能與化學活性很強的氯反應，生成金屬氯化物。金屬氯化物與該金屬的其他化合物相比，具有熔點低、揮發性高、較易被還原、常溫下易溶于水及其他溶劑等特點，并且各種金屬氯化物的生成難易和性質上存在著明顯的差異。在冶金中，常常利用上述特性，借助氯化冶金有效地實現金屬的分離、富集、提取與精煉等目的。早在16世紀中葉就發現含金、銀的礦石在浸取（浸出）過程中，加入一定量的食鹽，可以提高金屬的回收率。18世紀出現了氯化焙燒-浸取法處理貴金屬礦石，效果更好。到19世紀中期，此法擴大應用于處理低品位銅礦石。這是氯化冶金應用的一個重要發展。20世紀20年代，氯化冶金除了應用于鎂的提取之外，還以氯化離析法用于提取有色重金屬（主要是銅）。50年代以來，氯化冶金廣泛用于稀有金屬冶金中。

類型氯化焙燒視原料性質和下一步處理方法的不同，有中溫氯化焙燒和高溫氯化焙燒：前者是使被提取的金屬氯化物在不揮發的條件下進行，所產生的氯化物可用水或其他溶劑浸取而與脈石分離；后者是在被提取的金屬氯化物能揮發的溫度下進行，所形成的氯化物呈蒸氣狀態揮發，與脈石分離，然后冷凝回收。此法用于菱鎂礦(MgCO₃)和金紅石(TiO₂)的氯化，以生產鎂和鈦，亦用于處理黃鐵礦燒渣，綜合回收銅、鉛、鋅、金、銀等。

氯化離析在礦石中加入適量的碳質還原劑（煤或焦炭）和氯化劑，在弱還原性氣氛中加熱，使有價金屬成氯化物揮發，同時氯化物又在炭粒表面被還原為金屬的過程（見離析）。此法已用于處理某些低品位或難選氧化礦（如氧化銅礦）。

氯化熔煉使要提取的金屬氯化物呈熔融狀態產出的過程。例如通氯氣于氧化鎂和碳質還原劑的混合物中，使鎂變成液態氯化鎂。

氯化精煉例如，液態粗鋁中所含的雜質，如鈉、鈣和氣體氫，或液態鉛中所含的鋅，都可用氯氣進行精煉。氯化精煉的工業應用較少。

氯化浸取在水溶液中進行的氯化過程，即濕法氯化，包括鹽酸浸取、氯鹽浸取、氯氣浸取和電氯浸取。

主要內容可概括為：各種金屬元素或化合物的氯化，氯化物的分離和還原。

金屬氧化物的氯化反應式為：(1)

式中Me表示二價金屬，各氧化物氯化反應的標準自由焓變量與溫度的關系見圖。由圖可見，銀、鎘、銅、鈷等金屬的氧化物都能被氯氣所氯化，只是氯化的難易程度不同。實際上，氯化過程并非都在標準狀態下進行，所以氯化反應能否進行，用自由焓變量來衡量更為確切。假定MeCl₂和MeO為純凝聚相，活度均為1，此時反應式(1)的自由焓變量可表示為：