Метали відрізняються активністю, що спричиняє відмінності в їх поширенні у природі.У повітрі метали містяться в сполуках у вигляді часточок пилу, у воді. - презентация

1

2 Метали відрізняються активністю, що спричиняє відмінності в їх поширенні у природі.У повітрі метали містяться в сполуках у вигляді часточок пилу, у воді – у розчинених в ній солях. У земній корі у самородному та звязаному вигляді. Вміст елементів –металів у земній корі можна проаналізувати з діаграми. Найбільший відсоток припадає на Алюміній – 8,4%, а далі по низхідній: Феруму – 5,0%, Кальцію – 3,6%, Натрію – 2,8%, Калію – 2,6%, Магнію – 2,1%.

3 Металічні елементи та їх сполуки в природі У вільному стані в земній корі є лише малоактивні метали: золото Au, платина Pt і платинові метали – осмій Os, іридій Ir, рутеній Ru, родій Rh, паладій Pd, іноді срібло Ag, ртуть Hg і мідь Cu. Природні мінеральні утворення, з яких технологічно можливо й економічно доцільно добувати метали, називають рудами. До складу руди, крім корисних мінералів, увіходить ще пуста порода. Залежно від того, які сполуки металів містяться в руді, розрізняють: оксидні руди – Fe3O4, Al2O3 сульфідні руди – FeS2, MoS2 хлоридні руди – NaCl, MgCl2 карбонатні руди – CaCO3, FeCO3 Металічні руди – основна сировина металургії, галузі промисловості, що виробляє метали. Україна має великі залізорудні басейни – Криворізький і Керченський. Відкрито нові родовища залізної руди в Полтавській і Запорізькій областях. Є в Україні й родовища кольорових металів, зокрема алюмінію, магнію, титану, цинку, ртуті, золота тощо.

4 Першими металами, які люди почали використовувати були золото, срібло і мідь. Їх знаходили в природі, а тому і називали самородними. Золото і платина зустрічаються майже винятково в самородному виді, срібло і мідь - почасти в самородному виді; іноді трапляються також самородні ртуть, олово і деякі інші метали. Вони хімічно пасивні і стійкі до дії навколишнього середовища. Активних металів у природі у вільному стані не існує. Їх добувають із природної сировини за допомогою хімічних реакцій.

5 Добування золота і платини відбувається за допомогою механічного відділення їх від тієї породи, у якій вони закладені, наприклад промиванням води, чи шляхом витягу їх з породи різними реагентами з наступним виділенням металу з розчину. Мінерали і гірські породи, що містять сполуки металів і придатні для промислового добування цих металів заводським шляхом, називаються рудами

6 Металічні руди класифікують у різні способи. Ось два з них: за видом металу, що входить до складу руди: за класифікацією М.А.Биховера, Руди чорних і легуючих металів (руди заліза, марганцю, хрому, титану, ванадію, нікелю, кобальту, вольфраму, молібдену, цирконію, танталу, ніобію). 2. Руди кольорових металів (руди міді, свинцю, цинку, олова, ртуті, сурми, миш'яку і ін.). 3. Руди легких металів (руди алюмінію, магнію, літію, берилію). 4. Руди благородних металів (золото, срібло, платина). 5. Руди рідкісних і розсіяних металів (руди індію, кадмію, селену, телуру, галію, талію, скандію, цезію, германію, гафнію, рубідію і ін.). 6. Руди радіоактивних металів (руди радію, торію, урану). Класифікують і за типом металовмісних сполук, що входять до складу руди: оксидні, сульфідні і карбонатні.

7 Існують ще й поліметалічні руди. Поліметалічні руди – природні мінеральні утворення, в яких основними цінними компонентами є свинець і цинк, попутними – мідь, срібло, золото, олово, стибій, бісмут, іноді індій, ґалій та ін. Вміст цінних компонентів від дек. % до 10%. Основні мінерали поліметалічних руд: галеніт, сфалерит, халькопірит, пірит, каситерит. Поліметалічна руда є сировиною для виробництва кількох металів.

8 Видобуті руди металів спочатку проходять процес збагачення (відокремлення від руди пустої породи). Найпоширенішим способом збагачення є флотація. Руда подрібнюється на частинки менші за 15 мм, та змішується із водою. В пульпу вводять спеціальні піноутворювачі (соснове масло, деревну чи камяновугільну смолу тощо) які формують стійку флотаційну піну. Частинки руди прилипають до піноутворювача і за допомогою повітряних бульок випливають на поверхню. А частинки пустої породи осідають на дно і видаляються. Рудна частина мінералів виймається із розчину. Це є концентрат, який йде на виплавку металу. Іншим способом збагачення руд є метод важких суспензій. Він базується на використанні важких рідин і різниці ваги пустої породи і мінералів, що містять метал. У ванну із важкою рідиною занурюють подрібнену руду. Пуста порода випливає на поверхню, а мінерали, що містять метал – осідають на дно ванни. Інколи використовують і хімічні методи збагачення руд. Концентрати металів у переважаючій більшості є зєднаннями із сіркою. Для зменшення вмісту сірки концентрати піддаються обпаленню у печах киплячого шару (із днища печі подається повітря і концентрат обгорає у підвішеному стані на повітряній подушці, немов би кипить).

9 Галузь промисловості, основою якої є добування металів, називають металургією. Розрізняють чорну і кольорову металургію. Сферою чорної – є виробництво чавуну, сталі, сплавів на основі заліза. 94% усіх виплавлених металів належить чорній металургії. Кольорової – добування кольорових та інших металів. Сфери металургії Чорна Чорна Кольорова Виробництво чавуну, Добування кольорових сталі, сплавів на металів основі заліза

10 Гідрометалургія – відновниками є більш активні метали. Гідрометалургійні процеси – у водних середовищах при температурах не вище 300°С. Будь-який гідрометалургійний процес складається з трьох основних стадій: вилужування, очищення розчинів від домішок і осадження металу з розчину. Вилужування – процес переводу вилучених металів у розчин (розчинення) при впливі розчинника на перероблюваний матеріал (руду, концентрат, напівпродукти металургійного виробництва і т.п.) часто при газовому реагенті – кисні, водні та інших. У результаті вилужування одержують два продукти: розчин вилученого металу, звичайно забрудненого домішками, і нерозчинений залишок, що складається в основному з порожньої породи. Очищення розчинів від домішок проводять із метою запобігання їх потрапляння у вилучений метал при наступному його осадженні. Для очищення розчинів вилужування від домішок використовують методи хімічного осадження неорганічними або органічними реагентами, гідроліз, кристалізацію або цементацію. В основі останнього процесу лежить принцип витіснення з розчину одного металу іншим, більш електровідємним. Осадження металів з очищених розчинів від вилужування проводять електролізом водяних розчинів, цементацією або відновленням газоподібними відновлювачами під тиском.

11 Електрометалургійні процеси можуть бути як піро-, так і гідрометалургійними. Відмінною рисою цих процесів є використання електроенергії як рушійної енергетичної сили для їх перебігу. Чорна металургія є фундаментом індустріального розвитку багатьох країн світу. Від чорної металургії в першу чергу залежить розвиток важкої промисловості. Без металургії як виробника конструкційних матеріалів неможливий розвиток машинобудування, а в звязку з цим і розвиток науково-технічного прогресу. Її продукція є основою розвитку будівництва, усіх видів транспорту, особливо залізничного і трубопровідного. Вона має велике значення для оснащення необхідною технікою сільського господарства. В умовах науково-технічного прогресу значення кольорової металургії зростає, оскільки їй належить значна роль у створенні конструкційних матеріалів високої якості. Провідними галузями кольорової металургії України є алюмінієва, цинкова, магнієва, титанова, ртутна, феронікелева.

12