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水冶金

冶金领域领域术语

水冶金（Hydrometallurgy）是提取冶金领域的一部份，包含了用水化学（aqueous chemistry）把矿物从矿物中复原，浓缩金属或回收剩余材料。

浸析
浸析包含用有浸出剂的水溶液与带有价值金属的材料接触的过程。溶液中的浸出剂可是酸性或碱性的，浸出剂的类别和浓度一般都要根据要复原金属的类别选择。在浸出过程中，溶液的氧化势，温度和pH值是重要的参数，而常常使所要的金属成份在水相中溶解得最好的参数。
三种基本浸出技术是原地（in-situ）浸出；堆（Heap）浸出，和大桶（Vat）浸出。
（1）原地浸出
原地浸出也称“溶液采矿”。过程之初包含钻洞到矿内沉积物。爆炸或液压破裂用来产生溶液渗入沉积物的通道。浸出溶液抽入沉积物，让它和矿接触，然后收集这些溶液并加工。贝维林（Beverley）铀沉积的开采是原地浸出的一个例子。
（2）堆浸析
在堆浸析过程中，粉碎（有时集合的颗粒）的矿料堆成一堆，它由不可渗透的层所组成。浸析溶液从堆顶喷下，让它往下浸透整堆。设计时一般把堆和收集坑连在一起。坑可收集溶解了有用金属的溶液（称为”充满“液），并可用泵抽到下一过程。
（3）大桶浸析
大桶浸析包括把一般已经减小了尺寸和分类的材料在大罐或大桶中与浸析液接触。大桶一般都装有搅拌器，使固体颗粒在大桶内悬浮以改善颗粒和液体的接触。经过大桶浸析后，浸析后的固体和“充满”的溶液在进行下一步之前分开。
溶液浓缩和净化
经过浸析后，浸析的溶液一般都把要复原的金属离子浓缩。由于在浸析的过程中有些不要的金属也进入溶液中，因此，溶液常常要净化一消除哪些不要的成份。用来浓缩和净化溶液的过程包括：沉积、渗碳（Cementation）、溶剂提取、离子交换溶剂提取。
一种稀析的混合提取剂从一种相到另一相提取金属，在溶剂提取中，这种混合剂常称为“有机物”，因为它的主要成份是油。
PLS（“充满”的浸析溶液）和“有机物”混合到乳化剂中，就可分离金属；金属从PLS交换到有机物内，最后形成有负载的有机物和提余液。电解沉积时，有负载的有机物和电解液一起混到乳化剂中，金属从有机物交换到电解液。然后用电解方法就可从电解液提取金属。
离子交换
螯合剂（Chelate），天然的沸石，活性碳，树脂和液体有机渍碳所有都用来与溶液交换阴离子或阳离子。选择性和复原是反应物和所含杂质的函数。
金属复原
金属交换是水冶金的最后过程。在金属复原的步骤，常直接生产适合作为原材料出售的金属。但有时要求高纯度金属时，则需要精炼。金属复原的最初类型是电解，气体还原和沉积。
电解
在阴极上沉积金属和溶解或进行氧化反应在阳极上的金属是复原和纯化金属的电沉积和纯化的过程。
沉积
沉积在水冶金水中包括金属和它的化合物的化学沉积或杂质从水溶液的化学沉积。
加溶剂，蒸发，pH变化，或温度变化；任何一种参数改变，使超过溶解的极限，沉积都会发生。为了增加沉积的效率，常用加晶种的办法使溶液加快晶化。
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