Энеолит (от лат. аeneus – медный; греч. lithos – каменный) 4 – 3 тыс. до н.э. Основное занятие населения: - мотыжное земледелие; - скотоводство; - охота Медный век

Бронзовый век Конец 4 - начало 3 тысячелетий до н.э.

Бронза – материал скульпторов

Царь-колокол и Царь-пушка Отлиты из сплава меди с оловом

Железный век С середины 1 тыс. до н.э.

Железный век С середины 1 тыс. до н.э.

Железный век С середины 1 тыс. до н.э.

Железный век С середины 1 тыс. до н.э.

Железный век С середины 1 тыс. до н.э. Flash - диск

ТЕМА УРОКА: « Основные промышленные способы получения металлов»

Железная рудаМедная рудаСурьмяная руда Цинковая руда

Ме n+ + n e = Ме 0 _ Процесс восстановления

область науки, техники и производства, связанная с промышленным получением металлов из природного сырья. ( от греч. metallurgio – обрабатывать металлы) - это Металлургия

Аносов Павел Петрович (1799 – 1851) - предложил новый метод получения стали; - положил начало микроскопическому анализу металлов; - раскрыл секрет приготовления булатной стали;

Чернов Дмитрий Константинович (1839 – 1921) -основоположник современного металловедения; -способствовал превращению металлургии из ремесла в теоретически обоснованную научную дисциплину.

Бардин Иван Павлович (1883 – 1960) Руководил: -проектированием крупных металлургических комбинатов; - разработкой и внедрением непрерывной разливки стали и кислородно- конвертерного процесса.

(1) 2FeCl 3 (расплав) = 2Fe + 3Cl 2 - Q (1)3FeO + 2Al = 3Fe + Al 2 O кДж (3) FeO + H 2 = Fe + H 2 O (ж) – 21 кДж (1)2FeO + C = 2Fe + CO кДж (5) FeO + CO = Fe + CO кДж ток t t t t

I. Пирометаллургия – область металлургии, связанная с получением металлов при высоких температурах (обжиг, плавка). 1) карботермия – восстановление металлов из их оксидов углеродом или угарным газом при высоких температурах 2FeO + C = 2Fe + CO кДж FeO + CO = Fe + CO кДж t t

Восстановление металлов из сульфидных руд Восстановление металлов из сульфидных руд 1. Обжиг руды 2MeS + 3O 2 = 2MeO + 2SO 2 t Основные проблемы: 1.Процесс обжига должен проходить быстро; 2.Выход продуктов должен быть максимально возможным, а количество отходов минимальным; 3.Процесс обжига не должен загрязнять окружающую среду.

Обогащение руды

Восстановление цинка из руды 1. Обжиг руды 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2 t SO 2 на производство серной кислоты ZnO на восстановление

Восстановление цинка из руды 2. Восстановление металла из оксида ZnO + C = Zn + CO t

2) металлотермия – восстановление металлов из их соединений другими более химически активными металлами при повышенных температурах. А) алюминотермия 3 Rb 2 O + 2Al = 6Rb + Al 2 O 3 + Q Б) магнийтермия TiO 2 + 2Mg = Ti + 2MgO + Q t t

3) водородотермия - восстановление металлов из их соединений водородом при повышенных температурах. МоО 3 + 3Н 2 = Мо + 3 Н 2 О t

II. Электрометаллургия – получение металлов из расплавов их соединений с помощью электрического тока 2 NaCl = 2Na + Cl 2 ток Электролиз – это окислительно- восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. Электролиз – это окислительно- восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.

III. Гидрометаллургия – перевод полезных компонентов руды в раствор и восстановление металлов из растворов их солей другими металлами или посредством электролиза. CuO + 2 HCl = CuCl 2 + H 2 O CuCl 2 (раствор) = Cu + Cl 2 CuCl 2 (раствор) + Fe = FeCl 2 + Cu ток

Гидрометаллургия Преимущества данного метода: -не нужно извлекать руду на поверхность; - можно перерабатывать бедные руды; - возможна комплексная переработка руд

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ Пирометаллургия Электрометаллургия Гидрометаллургия Восстановление металлов при высоких температурах: 1) Карботермия – восстановители - С,СО; 2) Металлотермия – восстановители – активные металлы; 3) Водородотермия – восстановитель - Н 2 Электролиз расплавов соединений металлов. Происходит под действием электрического тока Перевод руды в раствор с последующим выделением металла электролизом или более активным металлом

Экологические проблемы металлургии

1. Получение 1 т железа сопряжено с извлечением до 10 т породы. А на марганцеворудных карьерах при добыче 1 т руды снимают до 40 т породы. Раньше вскрышные породы складывались в отвалы, которые занимали плодородную землю, загрязняли воздух и воду. В этих отвалах содержались: мел, мергель(СaCO 3 + MgCO 3 + глина), глинистые сланцы (SiO 2 +Al 2 O 3 +H 2 O). Экологические проблемы металлургии

2. Горные разработки, особенно те, которые ведутся открытым способом, нарушают огромные площади пахотных земель. Экологические проблемы металлургии

3. При выплавке 1 т алюминия используется 1500 м 3 ( литров) воды. При этом промышленные воды загрязняются огромным количеством вредных веществ. Сброс такой отработанной воды в водоемы приведет к экологической катастрофе, а полная очистка ее на предприятии экономически не выгодна. Экологические проблемы металлургии

Ответьте на вопросы 1. Перечислите способы получения металлов из природного сырья.

Ответьте на вопросы 2. Назовите черты сходства и различия в разных видах металлургии.

Ответьте на вопросы 1.Определите способ получения металла и разновидность этого способа: А) восстановление меди из медной руды куприта (Cu 2 O) Cu 2 O + C = 2Cu + CO (при t) Б) восстановление хрома из оксида хрома (III) Cr 2 O 3 + 2Al = 2 Cr + Al 2 O 3 (при t) В) восстановление вольфрама из оксида вольфрама (VI) WO 3 + 3H 2 = W + 3 H 2 O (при t) Г) получение натрия из расплава хлорида натрия: 2NaCl = 2Na + Cl 2 (ток)

Ответьте на вопросы 4. Какой из железосодержащих минералов экономически предпочтительнее использовать для получения железа с точки зрения содержания в руде нужного элемента: пирит FeS 2, лимонит Fe 2 O 3 2H 2 O, магнетит Fe 3 O 4, гематит Fe 2 O 3. Ответ обоснуйте, рассчитав массовую долю железа в соединениях.

Решение: А) пирометаллургия: карботермия; Б) пирометаллургия: металлотермия – алюминотермия; В) пирометаллургия: водородотермия; Г) электрометаллургия

Решение: Проведем расчеты по формуле: (Э) Ar (Э) n Mr ( вещества ) 100 % Массовая доля железа в: Пирите 46,7 % Лимоните 57,1 % Магнетите 72,4 % Гематите 70 % Вывод: предпочтительнее использовать магнетит

Домашнее задание § 79 стр.352 – 354; вопросы на странице – 6. Решение экологических проблем: 1. Как освободить плодородную землю от отвалов вскрышных пород? 2. Как восстановить пахотные земли после горных разработок? 3. Как решить проблему сточных вод ?