Minerele sunt minerale și roci care conțin metale și compuși ai acestora, din care este posibil din punct de vedere tehnic și din punct de vedere economic să se obțină metale pure.
Producția de metale din minereuri este o sarcină a metalurgiei.
Metalurgia este, de asemenea, știința metodelor industriale de obținere a metalelor din minereuri, precum și ramura corespunzătoare a industriei.
Orice proces metalurgic este un proces de reducere a cationilor metalului cu ajutorul diferiților agenți reducători.
Există mai multe modalități de a produce metale:
Pyrometalurgia - reducerea metalelor din minereuri la temperaturi ridicate cu ajutorul carbonului (CO), monoxidului de carbon (II) \ (CO), hidrogenului H 2. metale - aluminiu (Al), magneziu (Mg).
Magazinul de pirometalurgie.
1. Restaurarea metalelor din oxizii lor cu ajutorul carbonului (sub formă de cocs, mai devreme - sub formă de cărbune) sau monoxid de carbon (II) se numește carbothermie.
De exemplu, staniu este recuperat din piatră de staniu prin carbon:
Sn + 4 O 2 - 2 + C 0 ⟶ t ° Sn 0 + C + 4 O - 2 2
Cuprul este redus de cupriți cu monoxid de carbon (II):
cu + 1 2 O - 2 + C + 2 O - 2 ⟶ t ° 2 Cu 0 + C + 4 O - 2 2
2. Reducerea metalelor de la oxizii lor prin metale se numește metalotermie.
De exemplu, cromul este redus din oxidul de crom (III) prin intermediul aluminiului (aluminothermie):
Cr + 3 2 O - 2 3 + 2 Al 0 ⟶ t ° 2 Cr0 + Al + 3 2 O - 2 3
Titanul este redus de oxid de titan (IV) cu magneziu:
Ti + 4 O 2 - 2 + 2 Mg 0 ⟶ t ° Ti 0 + 2 Mg + 2 O - 2
3. Restaurarea metalelor din oxizii lor prin intermediul hidrogenului. Astfel, metalele sunt obținute cu un grad ridicat de puritate.
De exemplu, tungstenul din oxidul de tungsten (VI) este redus în felul următor:
W + 6 O 3 - 2 + 3 H 0 2 ⟶ t ° W 0 + 3 H 2 + 1 O - 2
4. Minele formate de sulfuri metalice sunt mai întâi supuse calcinării (oxidat cu oxigen de aer), iar apoi metalul este redus de oxidul format.
De exemplu, amestecul de zinc (sulfura de zinc) este prăjit (se formează oxid de zinc și dioxid de sulf) și apoi oxidul de zinc rezultat este redus cu carbon:
1) 2 Zn + 2 S - 2 + 3 O 0 2 ⟶ t ° 2 Zn + 2 O - 2 + 2 S + 4 O - 2 2 2) Zn + 2 O - 2 + C 0 ⟶ t ° Zn 0 + C + 2 O - 2
Electrometalurgie - restaurarea metalelor din soluții sau topiri ale compușilor acestora sub influența curentului electric (electroliză).
În procesul de electroliză, se efectuează o reacție chimică datorată energiei electrice, care nu se poate face spontan.
Magazin de electroliza a uzinelor metalurgice.
1. Recuperarea metalelor active prin electroliza din topiturile sărurilor lor (halogenuri).
De exemplu, sodiul poate fi produs din clorura de sodiu topită prin acțiunea unui curent electric:
2 Na + 1 CI-1 ⟶ electroliza 2 Na 0 + Cl 0 2
2. Restaurarea metalelor de activitate medie și a metalelor inactive prin electroliză din soluțiile sărurilor lor.
De exemplu, staniu este format prin electroliza unei soluții de clorură de staniu (II):
Sn + 2 Cl2-1 ⟶ Electroliza Sn 0 + Cl 0 2
Cuprul se formează prin electroliza unei soluții de sulfat de cupru (II):
2 Cu + 2 S + 6 O - 2 4 + 2 H + 1 2 O - 2 ⟶ electroliza 2 Cu 0 + O 0 2 + 2 H 2 + 1 S + 6 O - 2 4
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: