Цели знать определение металлургии, способы промышленного получения металлов, роль русский ученых в развитии металлургии. знать понятие руды и пустой породы, основные стадии получения металла уметь записывать уравнения реакций получения металлов с точки зрения ТЭД и учения об ОВР.

План понятие о металлургии нахождение в природе понятие о рудах стадии переработки руды обогащение руды способы промышленного получения металлов способы получения железа

Понятие о металлургии Металлургия – производство металлов из руд В технике металлы подразделяют: Черные (железо и его сплавы); Драгоценные – золото, серебро, платина, иридий; Редкие – титан, германий, цирконий, лантан, индий, бериллий, ванадий, молибден и некоторые другие Цветные – остальные металлы

Нахождение в природе По нахождению в природе металлы можно разделить на три группы: встречаются только в самородном состоянии – золото, платиновые. встречаются в самородном и связанном состоянии – серебро, ртуть, олово, свинец, медь, все остальные только в виде соединений

Понятие о рудах Месторождения металлов называют рудой Как правило, легкие металлы встречаются в виде хлоридов, сульфатов, карбонатов и фосфатов. Руды тяжелых металлов – оксиды, сульфиды и карбонаты Руды Простые - содержат один металл Комплексные – содержат несколько металлов

Переработка руды добыча руды, измельчение. обогащение руды (удаление пустой породы) получение металла или сплава в процессе химических превращений полученный металл или сплав подвергают механической обработке (давлением или литьем) придают металлу соответствующую форму

Обогащение руды Гравитационное обогащение Пенная флотация Магнитная сепарация

Гравитационное обогащение Основано на различиях в плотности полезного (рудного) минерала и пустой породы, на разной скорости падения их зерен в жидкости

Пенная флотация 1 – частица пустой породы; 2 – частица минерала; 3 – адсорбированный слой флотационного реагента; 4 – пузырек воздуха

Процесс флотации основан на различной смачиваемости водой поверхности частиц пустой породы и полезного рудного минерала. Флотационный процесс проводят с использованием так называемых флотационных реагентов. Это специальные по составу вещества, которые избирательно адсорбируются на поверхности частиц полезного минерала и не адсорбируются на частицах пустой породы. В результате адсорбции флотационных реагентов частицы полезного минерала приобретают способность не смачиваться водой. Для проведения флотации измельченную руду помещают в емкость с водой, в которой растворяют флотационные реагенты, и через раствор пропускают воздух. Пузырьки прикрепляются к частицам минерала, которые не смачиваются водой, и поднимают их на поверхность раствора. Хорошо же смачиваемые частицы пустой породы не прилипают и оседают на дно емкости. Обогащенную руду собирают с поверхности раствора.

Магнитная сепарация 1 – барабан с электромагнитами; 2 – транспортер; 3 – частицы пустой породы; 4 – частицы обогащенной руды

Руды, содержащие минералы, которые обладают магнитными свойствами, например магнетит Fe 3 O 4, обогащают методом магнитной сепарации. Магнитный сепаратор представляет собой вращающийся барабан с электромагнитами, на который при помощи транспортера подается измельченная руда. Пустая порода, не обладающая магнитными свойствами, проходит через магнитное поле и свободно падает с барабана. Зерна руды содержащие магнитные минералы железа намагничиваются и, задерживаясь на барабане отделяются позднее пустой породы. Для более тщательного отделения пустой породы магнитную сепарацию повторяют несколько раз

Способы промышленного получения металлов пирометаллургия гидрометаллургия электрометаллургия

Пирометаллургия Пирометаллургия – это процесс получение металлов восстановлением из руд при повышенной температуре с помощью восстановителей: C, CO, Al, H 2, Mg. Например: Cu 2 O + CO 2Cu + CO 2 Отраслью пирометаллургии является металлотермия – восстановление металлов из оксидов более активными металлами Например: Cr 2 O 3 + 2Al 2Cr + Al 2 O 3

Гидрометаллургия Гидрометаллургия – это извлечение металлов из руд с помощью веществ (H 2 SO 4, KCN и др.) в виде соединений, растворимых в воде, и последующем выделением металлов в свободном виде Например: 1 стадия – CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O 2 стадия – CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu Так можно получать Ag, Zn, Cd, Mo и др. металлы

Электрометаллургия Электрометаллургия – получение металлов при помощью электролиза. Так получают активные легкие металлы: IA и IIA, алюминий. Их восстанавливают из расплавов солей или оксидов. Электролизом очищают также металлы от примесей Например NaCl Na + + Cl - K - | Na + + 1ē Na 0 | · 2 A + | 2Cl - - 2ē Cl 2 0 2NaCl эл.ток 2Na + Cl 2