Металлы в природе. Понятие о металлургии

1.

Металлы в
природе. Понятие
о металлургии
Выполнил ученик 9Д класса
Сурков Дмитрий

2.

Благородные
металлы
Некоторые металлы встречаются в природе в свободном со
стоянии. Как правило, это благородные металлы химически малоактивные металлы, которые не поддаются
агрессивному воздействию окружающей среды. Такими ме
таллами называют золото, серебро, платину и другие.

3.

Остальные металлы присутствуют в природе в виде соединений - оксидов и солей: галогенидов, сульфидов,
карбонатов, сульфатов и других соединений. Ниже представлены примеры природных соединений металлов.
Название природного
соединения
Химический состав
Химическое название основного
компонента
Магнезит
MgCO₃
Карбонат магния
Галит
NaCl
Хлорид натрия
Магнетит, магнитный железняк
Fe3O4
Оксид железа(ll, lll)

4.

Металлургия и ее
виды
Отрасль науки и промышленности
которая занимается получением
металлов и сплавов, называют
металлургией.
Металлургию подразделяют на
черную – производство железа и его
сплавов – и цветную – производство
остальных металлов.
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 и
монооксидом углерода.

5.

Виды металлургических
производств
1. Пирометаллургия — восстановление металлов из
руд при высоких температурах с помощью углерода,
оксида углерода (II), водорода, металлов — алюминия,
магния. Например: Cu2O + CO → 2Cu + CO2
Отраслью пирометаллургии является металлотермия восстановление металлов из оксидов более
активными металлами.
Например: 2Al+Cr2O3→2Cr+Al2O3
Сплав железа с углеродом, в котором массовая доля
углерода составляет от 2 до 4%, называют чугуном, а
если от 0,2 до 2%, называют сталью.
Например, железо восстанавливают из руд коксом в
специальных печах, называемых доменными печами
или домнами.

6.

Схема доменной печи
Кокс в доменном процессе служит не
только восстановителем, но и топливом
для поддержания высокой температуры:
C + O2 = CO2 + Q
Взаимодействуя с избытком кокса, углекислый
газ превращается в другой восстановитель оксид углерода(ll): CO2+C→2CO
Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2
Расплавление железо растворяет некоторое
количество кокса, и получается сплав железа с
углеродом - чугун

7.

Схема устройства кислородного конвертора
Чтобы придать сплаву железа с углеродом
ковкость, нужно удалить из него излишки
углерода, выжигая его в специальных
печах - конверторах
Принцип работы кислородного конвертера
заключается в следующем: в него заливают
расплавленный чугун (он служит топливом
для кислородного конвертера), засыпают
металлический лом, загружают
дополнительные материалы. В центральной
части металлического
корпуса конвертера располагается механизм
поворота. С его помощью происходит
наклон конвертера для слива готовой стали
1 - Корпус 2 - сталь 3 - ковш

8.

2. Гидрометаллургия - это извлечение металлов из руд с помощью веществ (H2SO4,
KCN и др.) в виде соединений, растворимых в воде, и последующем выделением
металлов в свободном виде. Например:
1) Сначала природное соединение металла переводят в раствор действием подходящего реагента:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
2) Затем катионы металла в растворе восстанавлиюват более активным металлом или электрическим током:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

9.

3. Электрометаллургия - получение металлов при
помощью электролиза (химические реакции,
протекающие под действием постоянного электрического
тока в растворе или расплаве электролита). Так получают
активные легкие металлы: IA и IIA, алюминий. Их
восстанавливают из расплавов солей или оксидов.
Электролизом очищают также металлы от примесей
Например:
2NaCl(расплав) электролиз→ 2Na+Cl2→2NaCl
Катод - Na+ + 1e− = Na0
Анод + 2Cl- - 2e− = Cl20
Сырьем для производства алюминия служат
обезвоженные бокситы, т.е. Al₂O₃. Для понижения
температуры плавления оксид алюминия
растворяют в расплавленном минерале
криолите(K₃AlF₆) и в специальных ваннах
подвергают электролизу.

10.

Использованная литература
Химия. 9 класс. Учебник - Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Сладков С.А.
https://molibden-wolfram.ru/pirometallurgia-process-polucenia-metallov/
https://interneturok.ru/lesson/chemistry/9-klass/himiya-metallov/metallurgiya
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB
%D1%83%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F
https://nzmetallspb.ru/prochee/pirometallurgiya-protsess-polucheniya-metallov.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B
5%D1%87%D1%8C
https://stankiexpert.ru/spravochnik/litejjnoe-proizvodstvo/domennayapech.html#%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF_%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82
%D1%8B_%D0%B4%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D1%8B
https://vashurok.ru/questions/dayte-haraktkristiku-reaktsii-c-o2-co2-q
http://900igr.net/prezentacija/ekonomika/metallurgija-70727/gidrometallurgija-16.html
https://math-nttt.ru/instrument/konvertornyj-sposob-polucheniya-stali.html
http://900igr.net/prezentacija/ekonomika/metallurgija-70727/elektrometallurgija-17.html
https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/jelektroliz-rasplavov-i-rastvorov