Способы получения металлов

Способы получения металлов

II. Гидрометаллургический способ получения металлов.

Общие способы получения металлов.

Способы получения металлов обычно разделяют на:

  • пирометаллургические (восстановление при высоких температурах);
  • гидрометаллургические (восстановление из солей в растворах);
  • электрометаллургические (электролиз раствора или расплава);
  • биометаллургические.

I. Пирометаллургический способ получения металлов.

1. Карботермический способ получения металлов восстановление металлов из оксидов углем или угарным газом

MеxOy + C = CO2 + Me,

MеxOy + C = CO + Me,

MеxOy + CO = CO2 + Me

Например,

ZnO+ C= CO + Zn

Fe3O4+ 4CO= 4CO2 + 3Fe

MgO + C = Mg + CO

2. Обжиг сульфидов с последующим восстановлением(если металл находится в руде в виде соли или основания, то последние предварительно переводят в оксид)

1 стадия – MеxSy+O2=MеxOy+SO2

2 стадия MеxOy + C = CO2 + Me или MеxOy + CO = CO2 + Me

Например,

2ZnS + 3O2= 2ZnO + 2SO2

MgCO3 = MgO + CO2

3. Металлотермический способ (способ получения металлов, в котором в качестве восстановителя применяют металлы)

В этом способе в качестве восстановителя используют активные металлы. Примеры металлотермических реакций:

А) Алюмотермия (в тех случаях, когда нельзя восстановить углём или угарным газом из-за образования карбида или гидрида)

MеxOy + Al = Al2O3 + Me

Например,

4SrO + 2Al= Sr(AlO2)2 + 3Sr

3MnO2 + 4Al = 3Mn + 2Al2O3

3BaO + 2Al = 3Ba + Al2O3 (получают барий высокой чистоты)

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3

Б) Магниетермия:

MеxOy + Mg = MgO + Me

TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2

Металлотермические опыты получения металлов впервые осуществил русский ученый Н. Н. Бекетов в XIX в.

Урок в 9-м классе "Общие способы получения металлов"

Водородотермия для получения металлов особой чистоты

MеxOy + H2 = H2O + Me

Например,

WO3 + 3H2= W + 3H2O

MoO3 + 3H2= Mo + 3H2O

II. Гидрометаллургический способ получения металлов.

Гидрометаллургический способ основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла и вытеснением данного металла более активным. Например, руда содержит оксид меди и ее растворяют в серной кислоте:

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O,

затем проводят реакцию замещения:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Таким способом получают серебро, цинк, молибден, золото, ванадий.

Если для восстановления требуется оксид металла, то в процессе переработки сначала получают оксид:

а) из сульфида – обжигом в кислороде:

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

б) из карбоната – разложением при нагревании:

СаСО3= СаО + СО2

III. Электрометаллургический способ получения металлов восстановление металлов электрическим током (электролиз).

1. Щелочные и щелочноземельные металлы получают в промышленности электролизом расплавов солей (чаще всего хлоридов):

2NaCl –расплав, электр. ток 2Na + Cl2

CaCl2 –расплав, электр. ток. Ca + Cl2

расплавов гидроксидов:

4NaOH –расплав, электр. ток. 4Na + O2 + 2H2O (!!! используют изредка для Na)

2. Алюминий в промышленности получают в результате электролиза расплава оксида алюминия в криолите Na3AlF6 (из бокситов):

2Al2O3 –расплав в криолите, электр. ток. 4Al + 3O2

3. Электролиз водных растворов солей используют для получения металлов средней активности и неактивных:

2CuSO4+2H2O –раствор, электр. ток 2Cu + O2 + 2H2SO4

Металлы в природе.

Металлы в природе встречаются в трёх формах.

1) В свободном виде встречаются золото и платина; золото бывает в распыленном состоянии, а иногда собирается в большие массы самородки. Так в Австралии в 1869 году нашли глыбу золота в сто килограммов весом. Через три года обнаружили там же еще большую глыбу весом около двухсот пятидесяти килограммов. Наши русские самородки много меньше, и самый знаменитый, найденный в 1837 году на Южном Урале, весил всего около тридцати шести килограммов. В середине XVII века в Колумбии испанцы, промывая золото, находили вместе с ним тяжелый серебристый металл. Этот металл казался таким же тяжелым, как и золото, и его нельзя было отделить от золота промывкою. Хотя он и напоминал серебро, но был почти нерастворим и упорно не поддавался выплавке; его считали случайной вредной примесью или преднамеренной подделкой драгоценного золота. Поэтому испанское правительство приказывало в начале XVIII столетия выбрасывать этот вредный металл при свидетелях обратно в реку. Месторождения платины находятся и на Урале. Оно представляет собой массив дунита (изверженная горная порода, состоящая из силикатов железа и магния с примесью железняка). В нем содержатся включения самородной платины в виде зерен. В самородном виде и в форме соединений могут находиться в природе серебро, медь, ртуть и олово.

2) Все металлы. Металлы средней и малой активности, которые в ряду напряжений находятся до олова, в природных условиях встречаются только в виде соединений образуют оксиды и сульфиды. Реже их можно встретить в составе сложных кислотно-металлических соединений.

3) Химически активные элементы встречаются либо в виде простых солей, либо в виде полиэлементных соединений, которые имеют очень сложное химическое строение, но в основном достаточно просто разлагаются на составляющие при определенном воздействии.

Чаще всего металлы в природе встречаются в виде солей неорганических кислот:

хлоридов сильвинит КСl • NaCl, каменная соль NaCl;

нитратов – чилийская селитра NaNO3;

сульфатов – глауберова соль Na2SO4•10 H2O, гипс CaSO4•2Н2О;

карбонатов – мел, мрамор, известняк СаСО3, магнезит MgCO3, доломит CaCO3•MgCO3;

сульфидов серный колчедан FeS2, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;

фосфатов – фосфориты, апатиты Ca3(PO4)2;

оксидов – магнитный железняк Fe3O4, красный железняк Fe2O3, бурый железняк, содержащий различные гидроксиды железа (III) Fe2O3•Н2О.

Ещё в середине II тысячелетия до н. э. в Египте было освоено получение железа из железных руд. Это положило начало железному веку в истории человечества, который пришёл на смену каменному и бронзовому векам. На территории нашей страны начало железного века относят к рубежу II и I тысячелетий до н. э.

Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами.

Отрасль промышленности, которая занимается получением металлов из руд, называется металлургией. Так же называется и наука о промышленных способах получения металлов из руд.

Металлургию подразделяют на черную (производство железа и его сплавов) и цветную (производство остальных металлов).

Большинство металлов встречаются в природе в составе соединений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления, значит для того, чтобы их получить, в виде простого вещества, необходимо провести процесс восстановления.

Но прежде чем восстановить природное соединение металла, необходимо перевести его в форму, доступную для переработки, например, оксидную форму с последующим восстановлением металла.

3. Промышленные способы получения металлов.

При разработке технологии получения химических веществ используются законы термодинамики, кинетики, теплотехники, физико-химического анализа и др. Учитываются, естественно, и экономические условия. В случае, если реакция обратима, применяется принцип Ле Шателье:

Если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, то равновесие в системе сместится в сторону той реакции (прямой или обратной), которая приводит к частичной компенсации этого воздействия.

Химические методы применяются и при очистке выбросов, а также сточных вод химических производств.

Существует несколько способов получения металлов в промышленности.

Их применение зависит от химической активности получаемого элемента и используемого сырья. Некоторые металлы встречаются в природе в чистом виде, другие же требуют сложных технологических процедур для их выделения. Добыча одних элементов занимает несколько часов, другие же требуют многолетней обработки в особых условиях. Общие способы получения металлов можно разделить на следующие категории: восстановление, обжиг, электролиз, разложение.

Есть также специальные методы получения редчайших элементов, которые подразумевают создание специальных условий в среде обработки. Сюда может входить ионная декристаллизация структурной решетки или же наоборот, проведение контролируемого процесса поликристаллизации, которые позволяют получать определенный изотоп, радиоактивное облучение и другие нестандартные процедуры воздействия. Они используются довольно редко ввиду высокой дороговизны и отсутствия практического применения выделенных элементов. Поэтому остановимся подробнее на основных промышленных способах получения металлов. Они довольно разнообразны, но все основаны на использовании химических или физических свойств определенных веществ.

Дата добавления: 2017-06-02; просмотров: 1906;

Пирометаллургия – восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью восстановителей (C, CO, H2, металлы). CuO + H2 AL + Fe2O3 FeO + C 4. ZnO + CO. Задание. Составьте уравнения реакций получения металлов. Укажите условия их протекания.

3 Почему щелочные и щелочноземельные металлы нельзя получить гидрометаллургическим методом?

Составьте электронный баланс. t0. t0. БЕКЕТОВ Николай Николаевич (1827-1911). t0. t0.

Слайд 12 из презентации «Металлы в природе». Размер архива с презентацией 1199 КБ.

Скачать презентацию

Химия 9 класс

краткое содержание других презентаций

«История металлов» — Цель: История алюминия. Первыми людьми из древнего мира которые выплавили бронзу были египтяне. Железный клинок был обнаружен в гробнице Тутанхамона. Возможно открытие металлов никак не повлияло на развитие цивилизаций. Затем люди научились выплавлять медь из руды. Тема: история цивилизаций – история металлов. Гипотеза:

«Минеральные удобрения для растений» — Составьте цепочку превращений от природного фосфата до двойного суперфосфата. Немецкий химик, академик. Откуда в растение поступает углерод? «Мозговой штурм». Цель: получить знания о составе и классификации минеральных удобрений. Вывод. Ю.Либих. При добавлении карбоната калия выпадает белый осадок. Вещество Y – суперфосфат. Задание для группы №4 «Химическое производство».

«Минеральные удобрения химия» — Классификация удобрений. C, O, H, N, P. Хлороз на краях листьев пуансеттии — признаки недостатка магния. 8. 6. Пожелтевшие верхние листья капусты — признак недостатка серы. P, N, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn. 5.

«Силикатная промышленность» — Изделия, сформированные из глиняного теста, доводят обжигом до спекания. Производство строительных материалов. Коллекционный сервиз «Банкетный». М.В.Ломоносов демонстрирует Екатерине II мозаику собственного изготовления. Стекло. Из белой глины изготавливают фарфоровые и фаянсовые изделия, глиняную посуду. Герб рода промышленников Мальцовых. Фарфор – благороднейший и наиболее совершенный вид керамики. Состоит фарфор из смеси глины, кварца и полевого шпата. Фаянсовое блюдце и кофейник Завод Гарднера 1850 г. Затем красками и лаком наносится роспись. В природе кремний встречается в виде кремнезема и силикатов.

«Химическое равновесие» — Задание 1: Написать факторы, влияющие на скорость химических реакций. Урок в 9 классе. Задание 2 : Написать кинетические уравнения для химических реакций. I вариант hcl + O2?H2O + cl2. II вариант H2S + SO2 ? S + H2O. Изменение прямой и обратной скорости реакции в процессе установления химического равновесия. Vпр=Vобр. Необратимые. Обратимые. Химические реакции.

«Сера химия» — Сера. В Средние века сера занимала важное место в арсенале алхимиков. Сера входит в главную подгруппу шестой группы, третий период (малый). Цвет – медово-желтый; tпл. = 119,3?С; ? = 1,96г/см3. Осторожно понюхайте содержимое пробирки – ощущается запах сероводорода. Сера пластическая. Не растворяется в воде. Сера – твердое кристаллическое вещество, не имеет запаха. Цвет – лимонно-желтый; tпл. = 112,8?С; ? = 2,07г/см3. Прикройте колбу стеклянной пластинкой.

Всего в теме «Химия 9 класс» 94 презентации

5klass.net>Химия 9 класс>Металлы в природе> Слайд 12

Каким методом в металлургии получают щелочные металлы?

II. Гидрометаллургический способ получения металлов.

Общие способы получения металлов.

Способы получения металлов обычно разделяют на:

  • пирометаллургические (восстановление при высоких температурах);
  • гидрометаллургические (восстановление из солей в растворах);
  • электрометаллургические (электролиз раствора или расплава);
  • биометаллургические.

I. Пирометаллургический способ получения металлов.

1. Карботермический способ получения металлов восстановление металлов из оксидов углем или угарным газом

MеxOy + C = CO2 + Me,

MеxOy + C = CO + Me,

MеxOy + CO = CO2 + Me

Например,

ZnO+ C= CO + Zn

Fe3O4+ 4CO= 4CO2 + 3Fe

MgO + C = Mg + CO

2. Обжиг сульфидов с последующим восстановлением(если металл находится в руде в виде соли или основания, то последние предварительно переводят в оксид)

1 стадия – MеxSy+O2=MеxOy+SO2

2 стадия MеxOy + C = CO2 + Me или MеxOy + CO = CO2 + Me

Например,

2ZnS + 3O2= 2ZnO + 2SO2

MgCO3 = MgO + CO2

3. Металлотермический способ (способ получения металлов, в котором в качестве восстановителя применяют металлы)

В этом способе в качестве восстановителя используют активные металлы. Примеры металлотермических реакций:

А) Алюмотермия (в тех случаях, когда нельзя восстановить углём или угарным газом из-за образования карбида или гидрида)

MеxOy + Al = Al2O3 + Me

Например,

4SrO + 2Al= Sr(AlO2)2 + 3Sr

3MnO2 + 4Al = 3Mn + 2Al2O3

3BaO + 2Al = 3Ba + Al2O3 (получают барий высокой чистоты)

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3

Б) Магниетермия:

MеxOy + Mg = MgO + Me

TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2

Металлотермические опыты получения металлов впервые осуществил русский ученый Н. Н. Бекетов в XIX в.

4. Водородотермия для получения металлов особой чистоты

MеxOy + H2 = H2O + Me

Например,

WO3 + 3H2= W + 3H2O

MoO3 + 3H2= Mo + 3H2O

II. Гидрометаллургический способ получения металлов.

Гидрометаллургический способ основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла и вытеснением данного металла более активным. Например, руда содержит оксид меди и ее растворяют в серной кислоте:

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O,

затем проводят реакцию замещения:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Таким способом получают серебро, цинк, молибден, золото, ванадий.

Если для восстановления требуется оксид металла, то в процессе переработки сначала получают оксид:

а) из сульфида – обжигом в кислороде:

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

б) из карбоната – разложением при нагревании:

СаСО3= СаО + СО2

III. Электрометаллургический способ получения металлов восстановление металлов электрическим током (электролиз).

1. Щелочные и щелочноземельные металлы получают в промышленности электролизом расплавов солей (чаще всего хлоридов):

2NaCl –расплав, электр. ток 2Na + Cl2

CaCl2 –расплав, электр. ток. Ca + Cl2

расплавов гидроксидов:

4NaOH –расплав, электр. ток. 4Na + O2 + 2H2O (!!! используют изредка для Na)

2. Алюминий в промышленности получают в результате электролиза расплава оксида алюминия в криолите Na3AlF6 (из бокситов):

2Al2O3 –расплав в криолите, электр. ток. 4Al + 3O2

3. Электролиз водных растворов солей используют для получения металлов средней активности и неактивных:

2CuSO4+2H2O –раствор, электр. ток 2Cu + O2 + 2H2SO4

Металлы в природе.

Металлы в природе встречаются в трёх формах.

1) В свободном виде встречаются золото и платина; золото бывает в распыленном состоянии, а иногда собирается в большие массы самородки. Так в Австралии в 1869 году нашли глыбу золота в сто килограммов весом. Через три года обнаружили там же еще большую глыбу весом около двухсот пятидесяти килограммов. Наши русские самородки много меньше, и самый знаменитый, найденный в 1837 году на Южном Урале, весил всего около тридцати шести килограммов. В середине XVII века в Колумбии испанцы, промывая золото, находили вместе с ним тяжелый серебристый металл. Этот металл казался таким же тяжелым, как и золото, и его нельзя было отделить от золота промывкою. Хотя он и напоминал серебро, но был почти нерастворим и упорно не поддавался выплавке; его считали случайной вредной примесью или преднамеренной подделкой драгоценного золота. Поэтому испанское правительство приказывало в начале XVIII столетия выбрасывать этот вредный металл при свидетелях обратно в реку. Месторождения платины находятся и на Урале. Оно представляет собой массив дунита (изверженная горная порода, состоящая из силикатов железа и магния с примесью железняка). В нем содержатся включения самородной платины в виде зерен. В самородном виде и в форме соединений могут находиться в природе серебро, медь, ртуть и олово.

2) Все металлы. Металлы средней и малой активности, которые в ряду напряжений находятся до олова, в природных условиях встречаются только в виде соединений образуют оксиды и сульфиды. Реже их можно встретить в составе сложных кислотно-металлических соединений.

3) Химически активные элементы встречаются либо в виде простых солей, либо в виде полиэлементных соединений, которые имеют очень сложное химическое строение, но в основном достаточно просто разлагаются на составляющие при определенном воздействии.

Чаще всего металлы в природе встречаются в виде солей неорганических кислот:

хлоридов сильвинит КСl • NaCl, каменная соль NaCl;

нитратов – чилийская селитра NaNO3;

сульфатов – глауберова соль Na2SO4•10 H2O, гипс CaSO4•2Н2О;

карбонатов – мел, мрамор, известняк СаСО3, магнезит MgCO3, доломит CaCO3•MgCO3;

сульфидов серный колчедан FeS2, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;

фосфатов – фосфориты, апатиты Ca3(PO4)2;

оксидов – магнитный железняк Fe3O4, красный железняк Fe2O3, бурый железняк, содержащий различные гидроксиды железа (III) Fe2O3•Н2О.

Ещё в середине II тысячелетия до н. э. в Египте было освоено получение железа из железных руд. Это положило начало железному веку в истории человечества, который пришёл на смену каменному и бронзовому векам. На территории нашей страны начало железного века относят к рубежу II и I тысячелетий до н. э.

Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами.

Отрасль промышленности, которая занимается получением металлов из руд, называется металлургией. Так же называется и наука о промышленных способах получения металлов из руд.

Металлургию подразделяют на черную (производство железа и его сплавов) и цветную (производство остальных металлов).

Большинство металлов встречаются в природе в составе соединений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления, значит для того, чтобы их получить, в виде простого вещества, необходимо провести процесс восстановления.

Но прежде чем восстановить природное соединение металла, необходимо перевести его в форму, доступную для переработки, например, оксидную форму с последующим восстановлением металла.

3. Промышленные способы получения металлов.

При разработке технологии получения химических веществ используются законы термодинамики, кинетики, теплотехники, физико-химического анализа и др. Учитываются, естественно, и экономические условия. В случае, если реакция обратима, применяется принцип Ле Шателье:

Если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, то равновесие в системе сместится в сторону той реакции (прямой или обратной), которая приводит к частичной компенсации этого воздействия.

Химические методы применяются и при очистке выбросов, а также сточных вод химических производств.

Существует несколько способов получения металлов в промышленности. Их применение зависит от химической активности получаемого элемента и используемого сырья. Некоторые металлы встречаются в природе в чистом виде, другие же требуют сложных технологических процедур для их выделения. Добыча одних элементов занимает несколько часов, другие же требуют многолетней обработки в особых условиях. Общие способы получения металлов можно разделить на следующие категории: восстановление, обжиг, электролиз, разложение.

Есть также специальные методы получения редчайших элементов, которые подразумевают создание специальных условий в среде обработки. Сюда может входить ионная декристаллизация структурной решетки или же наоборот, проведение контролируемого процесса поликристаллизации, которые позволяют получать определенный изотоп, радиоактивное облучение и другие нестандартные процедуры воздействия. Они используются довольно редко ввиду высокой дороговизны и отсутствия практического применения выделенных элементов. Поэтому остановимся подробнее на основных промышленных способах получения металлов. Они довольно разнообразны, но все основаны на использовании химических или физических свойств определенных веществ.

Дата добавления: 2017-06-02; просмотров: 1906;

Большое количество металлов находится в природе в виде соединений. Самородными металлами называются те, которые встречаются в свободном состоянии (золото, платина, ртуть, олово). Золото добывают либо отделяя механически от примесей, либо извлекая из породы при помощи реагентов. Остальные металлы получают с помощью химической обработки их соединений.

Щелочноземельные металлы

Руды – горные породы и минералы, имеющие в составе соединения металлов, пригодные для получения их промышленным способом (оксиды, сульфиды и карбонаты металлов).

Способы получения металлов:

1) одним из главных способов получения металлов из руд основан на восстановлении их оксидов углем: Cu2O + C = 2Cu + CO?;

2) производят выплавку чугуна из железных руд, получение олова из оловянного камня SnO2 и восстановление других металлов из оксидов;

3) для получения металлов из сернистых руд, последние вначале переводят в сернистые соединения с помощью обжигания в специальных печах:

Руду, представляющую собой соль угольной кислоты, можно сразу восстанавливать при помощи угля: ZnCO3 = ZnO + CO2?.

Руды содержат в себе немало примесей (песок, известняк, глина). Для облегчения выплавки металла смеси устраняют, добавляя разнообразные вещества (флюсы), образующие с ними легкоплавкие соединения – шлаки. В тех случаях, когда примесей в руде много, ее обогащают путем удаления части примесей. Самый распространенный способ обогащения – флотация. Пример: руду, состоящую из сернистого металла и пустой породы, измельчают, заливают водой, прибавляя малополярное органическое вещество (для образования пены) и небольшое количество реагента «коллектора», который адсорбируется поверхностью минерала. Через смесь снизу пропускают струю воздуха. В результате частицы минерала со слоем молекул «коллектора» прилипают к пузырькам воздуха, а частицы пустой породы, смоченные водой, опускаются на дно. Затем пену собирают, отжимают и получают руду с большим содержанием металла. Существует также гравитационное обогащение, основанное на различии плотности и разнице падения частиц металлов и воды. Магнитный способ – разделение металлов по магнитным свойствам.

4) Металл можно получить путем электролиза. С его помощью получают одни из наиболее активных металлов.

5) Промышленные способы получения металлов: пирометаллургический, электрохимический, гидрометаллургический.

Способы получения металлов и сплавов

12Следующая ⇒

Технология производства металлов и сплавов

Технология производства металлов и их сплавов называется металлургией. Металлургию подразделяют на черную – производство железа и его сплавов и цветную – производство остальных металлов

Сырьем для получения металлов служат руды. Рудами называют горные породы, которые технически возможно и экономически целесообразно перерабатывать для извлечения содержащихся в них металлов.

Как правило, производство металла происходит в два основных этапа:

Предварительная подготовка сырья.

В процессе предварительной подготовки сырья важной стадией является обогащение руды – удаление примеси пустой породы (например, кварца, полевого шпата и др.). После обогащения в руде увеличивается содержание полезного компонента.

— Чтобы очистить руду от пустой породы, используют физические методы разделения смесей веществ, основанные на различии свойств компонентов смеси. При обогащении железной руды магнетит (Fe3O4) отделяют от пустой породы с помощью магнита.

— Некоторые руды можно обогащать с помощью метода флотации, основанного на различии в смачиваемости полезного компонента руды и пустой породы.

— Многие металлы встречаются в природе в виде сульфидных руд. Тогда на первом этапе такое сырье подвергают обжигу. Например, при обжиге железного колчедана образуются оксид железа (II), который поступает на следующий этап производства, и диоксид серы: 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + +8SO2

2. Восстановление самого металла из сырья.

На втором этапе проводят окислительно-восстановительную реакцию, в результате которой образуется металл. В качестве восстановителя используют уголь (кокс), монооксид углерода (СО) и водород. В некоторых случаях восстановление проводят путем электролиза.

Способы получения металлов и сплавов

Металлы и сплавы получают различными способами. (от греч. «пиро» — огонь и металлургия).

1. Пирометаллургический способ (от греч. «пиро» — огонь и металлургия). Этим способом производство металлов и сплавов основывается на использовании тепловой энергии, которая выделяется в процессе сгорания топлива или протекания химических реакций в сырье. Во время сгорания топлива выделяется тепловая энергия и образуется CO. Тепловую энергию используют для разогрева и расплавление сырья, a CO — для восстановления металлов из их соединений (оксидов). Пирометаллургическим способом получают чугуны в доменных печах, стали в мартеновских печах и т.д.

2. Электрометаллургический способ. В процессе электрометаллургического способа металлы и сплавы получают в дуговых, индукционных и других типах электрических печей. В электрических печах сырье нагревают до более высоких температур, чем в ходе пирометаллургического способа. Сырье плавится очень быстро.

3. Плазменный способ. Суть плазменной металлургии заключается в том, что при температуре 10 000 С оксиды металла превращаются в плазму с определенной степенью ионизации. Поскольку энергия ионизации атомов металлов меньше энергии ионизации атомов кислорода, то в такой плазме атомы металла ионизируются, а атомы кислорода остаются нейтральными.

[ad010]

Из полученной смеси с помощью магнитного поля изымают ионы металла. В плазменных печах получают вольфрам, молибден, синтезируют карбид титана и др. Этот способ используют для получения очень качественных металлов и сплавов.

4. Химико-металлургический способ. Этот способ сочетает химические и металлургические процессы. Таким способом производят титан: из титановой руды получают четыреххлористый титан (ТіСІ4), который восстанавливают с помощью магния (Mg).

5. Гидрометаллургическим способом. При этом способе металлы из руд, концентратов и отходов производства изымают с помощью растворителей.

II. Гидрометаллургический способ получения металлов.

Затем из этих растворов электролизом получают металлы. Так производят и рафинируют цветные металлы: медь, цинк, никель, кобальт, хром, серебро, золото и т.д.

Производство металлов гидрометаллургическим способом состоит из следующих стадий: подготовка руды к растворению; растворение руды и концентрата в растворителе; очистка полученного раствора от вредных для электролиза примесей; электролиз.

6. Порошковая металлургия. Этот способ объединяет процессы, в результате которых изготавливают порошки металлов и неметаллических соединений, из которых прессованием (для придания формы и размеров) с последующим спеканием изготавливают изделия (заготовки, детали и т.д.).

Черная металлургия

Черная металлургия долгое время содержала в себе два последовательных производства. Сначала из железной руды получали чугун, а затем из чугуна – сталь. Чугун производят в доменных печах. Восстановление железа осуществляется углеродом(C) и монооксидом (CO) углерода.

Выплавляемый металл насыщается углеродом и образуется сплав железа с углеродом – чугун. Большая часть произведенного чугуна используется на получение стали. Сталь содержит менее 2% углерода и существенно меньше, чем в чугуне, примесей серы, азота и фосфора. Поэтому необходимо выжечь углерод и примеси, а окисленное железо восстановить.

12Следующая ⇒

Дата добавления: 2016-12-28; просмотров: 1214 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:


Похожая информация:


Поиск на сайте:


Большое количество металлов находится в природе в виде соединений. Самородными металлами называются те, которые встречаются в свободном состоянии (золото, платина, ртуть, олово). Золото добывают либо отделяя механически от примесей, либо извлекая из породы при помощи реагентов. Остальные металлы получают с помощью химической обработки их соединений. Руды – горные породы и минералы, имеющие в составе соединения металлов, пригодные для получения их промышленным способом (оксиды, сульфиды и карбонаты металлов).

Способы получения металлов:

1) одним из главных способов получения металлов из руд основан на восстановлении их оксидов углем: Cu2O + C = 2Cu + CO?;

2) производят выплавку чугуна из железных руд, получение олова из оловянного камня SnO2 и восстановление других металлов из оксидов;

3) для получения металлов из сернистых руд, последние вначале переводят в сернистые соединения с помощью обжигания в специальных печах:

Руду, представляющую собой соль угольной кислоты, можно сразу восстанавливать при помощи угля: ZnCO3 = ZnO + CO2?.

Руды содержат в себе немало примесей (песок, известняк, глина). Для облегчения выплавки металла смеси устраняют, добавляя разнообразные вещества (флюсы), образующие с ними легкоплавкие соединения – шлаки. В тех случаях, когда примесей в руде много, ее обогащают путем удаления части примесей.

Каким метадом в металлургии получают щелочные металлы

Самый распространенный способ обогащения – флотация. Пример: руду, состоящую из сернистого металла и пустой породы, измельчают, заливают водой, прибавляя малополярное органическое вещество (для образования пены) и небольшое количество реагента «коллектора», который адсорбируется поверхностью минерала. Через смесь снизу пропускают струю воздуха. В результате частицы минерала со слоем молекул «коллектора» прилипают к пузырькам воздуха, а частицы пустой породы, смоченные водой, опускаются на дно. Затем пену собирают, отжимают и получают руду с большим содержанием металла. Существует также гравитационное обогащение, основанное на различии плотности и разнице падения частиц металлов и воды. Магнитный способ – разделение металлов по магнитным свойствам.

4) Металл можно получить путем электролиза. С его помощью получают одни из наиболее активных металлов.

5) Промышленные способы получения металлов: пирометаллургический, электрохимический, гидрометаллургический.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

ya krevedko