Общи методи за производство на метали
Много метал химическа активност (реакция с атмосферен кислород и други неметали, вода, солеви разтвори, киселини) води до факта, че в земната кора се намират предимно под формата на съединения: оксиди, сулфиди, сулфати, хлориди, карбонати и др ... в свободно състояние има метали в електрохимичната серия разположени отдясно на водород (Ag, Hg, Pt, Au, Cu), въпреки че по-често мед и живак може да се намери в природата под формата на съединения.
Минерали и черни скали, съдържащи метали и техните съединения, от които е технически възможно и икономически изгодно изолиране на чисти метали, наречени руди.
Производство на метали от руди - задача металургия.
Металургия - това е наука за индустриални процеси за производство на метали от руди и промишлените сектори.
Всяко металургичен процес - процес на намаляване на метални йони, използвайки различни редуциращи агенти. е възможно да се изрази същността на това:
За изпълнение на този процес, е необходимо да се вземе предвид дейността на метала, за да изберете редуктор, за да се разгледа възможността за създаване на технологични, икономически и екологични фактори.
Съответно, има следните методи за получаване на метали:
pyrometallurgy
Pyrometallurgy - възстановяване на метали от руди при високи температури с въглерод, въглероден оксид (II), водород, метал - алуминий и магнезий.
Например, калай възстановен от SnO2 на каситерит. и мед - от куприт Cu2 О
калциниране на въглища (кокс)
SnO2 + 2С = Sn + 2CO ↑; Cu2 + О С = 2Cu + CO ↑
Сулфидна руда преди калцинира по въздуха, и след това полученият въглероден оксид се редуцира:
2ZnS + 302 = 2ZnO + 2SO2 ↑; ZnO + С = Zn + CO ↑
сфалерит (цинков сфалерит)
От възстановените метален карбонат руди също чрез калциниране въглища, че да се разложи карбонати по време на нагряването, преминавайки оксиди, и последният възстановен въглища ..:
FeSO3 = FeO + СО 2 ↑; FeO + С = Fe + CO ↑
сидерит (сидерит)
Намаляване на въглерод може да бъде получена Fe, Cu, Zn, Cd, Ge, Sn, Pb и други метали, които не са силни карбиди (съединения с въглерод).
Като редуциращо средство може да се използва активен водород или метали:
Предимствата на този метод включват производството на много чист метал.
2) TiO2 + 2 mg = Ti + 2MgO (magniytermiya)
ZMnO2 + 4Al = ZMn + 2Al2 3 (aluminothermy)
Най-често се използва в metallothermy алуминиев оксид топлина на образуване
което е много висока (2А1 + 1,5 O2 = Al2 3 + 1 676 кДж / мол). Електрохимично напрежения брой метали не може да се използва да се определи дали реакции за намаляване на потока от метални оксиди. Приблизително създаде възможност за този процес може да се основава на изчисляването на топлинна ефект на реакцията (Q), знаейки, стойността на топлината на образуване на оксиди:
където Q1 - топлина на образуване на продукта, образуване Q2 -teplota изходен материал.
Доменни пещи (производство чугун):
C + O2 = СО2. СО2 + C ↔ 2CO
3Fe2 3 + CO = 2 (Fe 2 Fe 02 март) O4 + CO2
(Fe 2 Fe 2 март) O4 + CO = 3FeO + CO2
FeO + CO = Fe + CO2
(Желязо съдържа до 6,67% въглерод под формата на графит и цементит зърна Fe3 С);
Hydrometallurgy
Hydrometallurgy - намаляване на метали от техните соли в разтвор.
Процесът се провежда в два етапа: 1) природно съединение се разтваря в подходящ реагент за да се получи разтвор на метална сол; 2) от получения разтвор активен метал се притиснат или повече активни е намалена чрез електролиза. Например, за да се получи мед от руда, съдържаща меден оксид CuO, то се третира с разредена сярна киселина:
След това, мед или отстранява от разтвора чрез електролиза на сол или притиснат от железен сулфат:
По този начин, сребро, цинк, молибден, злато, уран.
electrometallurgy
Electrometallurgy - възстановяване на метали чрез електролиза на стопилки или разтвори на техните съединения.
Този метод осигурява алуминий, алкални метали, алкалоземни метали. Когато тази стопилка се електролиза оксиди, хидроксиди или хлориди.
примери:
