https___school.mos.ru_ej_attachments_files_226_431_439_original__D0_BF_D0_BE_D0_BB_D1_83_D1_87_D0_B5_D0_BD_D0_B8_D0_B5_20_D0_BC_D0_B5_D1_82_D0_B0_D0_BB_D0_BB_D0_BE_D0_B2_20_D0_9D_D0_9E_D0_92_D0_90_D0_AF(1)

1.

Получение металлов.

2.

Получение металлов
Металлургия – раздел науки, занимающийся
промышленными способами получения металлов.
Металлургия
Черная металлургия:
получение Fe и его сплавов
Цветная металлургия:
все другие Ме, кроме Fe

3.

Металлургия
Пирометаллургия:
алюмотермия, магнийтермия,
водородотермия, карботермия
Гидрометаллургия
Электрометаллургия

4.

Получение металлов
Пирометаллургия – процесс получения металлов из руд,
проводимый при высоких температурах.
Пирометаллургия включает:
1. Восстановление оксидов водородом (водородотермия).
2. Восстановление оксидов углем и его соединениями
(карботермия).
3. Восстановление оксидов активными металлами (алюминием
– алюмотермия, магнием – магнийтермия).
Методами пирометаллургии получают цинк, олово,
свинец, железо, хром, титан, молибден и многие другие
металлы.

5.

Водородотермия – получение металлов из оксидов при высоких
температурах с помощью водорода. Наиболее эффективный способ
получения чистых металлов! Так получают металлы, стоящие в ряду
активностей металлов правее Al. Такие как, Zn, Cu, Fe, Sn, Pb, Cr, Ni, W, Cd,
Ti, Mo.
Внимание! Водородотермией не получают активные металлы!
MoO3 + 3H2 = Mo + 3H2O
WO3 + 3H2 = W + 3H2O
CuO + H2 = Cu + H2O
Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O

6.

Карботермия – получение металлов из оксидов при высоких температурах с
помощью С и CO (II). Так получают металлы, стоящие в ряду активностей металлов
правее Al. Такие как, Zn, Cu, Fe, Sn, Pb, Cr, Ni, Cd.
Внимание! Карботермией не получают активные металлы! Так как активные
металлы с углеродом образуют прочные карбиды.
ZnO + C = Zn + 2CO
SnO2 + 2C = Sn + 2CO
2Fe2O3+ 6C = 2Fe + 6CO
Fe2O3+ 3CO = 2Fe + 3CO2
Cr2O3+ 3CO = 2Cr + 3CO2
Если руда является сульфидом металла. Ее предварительно переводят в оксид путем
окислительного обжига!
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2
ZnO + C = Zn + 2CO

7.

Из карбонатных руд металлы выделяют также путем
прокаливания с углем, т. к. карбонаты при нагревании
разлагаются,
превращаясь
в
оксиды,
а
последние
восстанавливаются углем:
FeСO3
=
FеО + СO2 ↑ ;
FеО + С = Fе + СО ↑
сидерит (шпатовый железняк)
Внимание! Карботермией не получают активные металлы!
Так как активные металлы с углеродом образуют прочные
карбиды.
CaO + 2C = CaC2 + CO
2Al2O3 + 3C = Al4C3 + 6CO

8.

Алюмотермия – восстановление металлов при высоких Т из оксидов с помощью
алюминий.
Магнийтермия – восстановление металлов при высоких Т из оксидов с помощью
Mg.
Таким образом, получают Mn, Cr, Ti, Mo, W, V и др.
3CuO + 2Al = Al2O3 + 3Cu
3MnO2 + 4Al = 3Mn + 2Al2O3
TiO2 + 2Mg = Ti + 2MgO
CuO + Mg = Cu + MgO
Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Cr

9.

Активные металлы вытесняют менее активные из
растворов их солей. Cмотри ряд активностей металлов!
Сu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

10.

Электрометаллургия – получение металлов с помощью электрического
тока. Так получают активные металлы. Чем активнее металл, тем
сложнее его получить с чистом виде. Ведь он стремится прореагировать
с другими веществами.
Электрометаллургией получают легкие металлы (Na, Al). Из
расплавленных оксидов и хлоридов. Например, алюминий получают
электролизом раствора Al2O3 в криолите Na3AlF6.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

Водородотермия (H2)
Пирометаллургия
(высокая Т)
Карбометаллургия
(С и СO)
Алюмометаллургия
(Al)
Магнийтермия
(Mg)
Электролиз расплава солей
Получение
металлов
Электрометаллургия
электролиз
Электролиз раствора солей
Электролиз раствора солей
Me правее Al
В РАМе (искл. Al)
(Cu, Fe, Zn, Pb, Sn и т.д.)
Me правее Al
В РАМе (искл. Al)
(Cu, Fe, Zn, Pb, Sn и т.д.)
(Сr, Ti и т.д.)
(Сr, Ti и т.д.)
Активные Ме
(щ. и щ.-з. Ме)
Левее Al в РАМе
Часто Na
Al из раствора оксида Al2O3
в криолите Na3AlF6
Ме средней активности и
неактивные
CuO + H2SO4 → H2O + CuSO4
Гидрометаллургия
Твердую руду переводят в раствор.
Получают раствор соли. Затем CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu
вытесняют Ме из раствора соли
более активным Ме.

17.

Получение
металлов
Активные Ме
(щ. и щ.-з. Ме)
Электролиз расплава солей
Al
Al из раствора оксида Al2O3 в криолите
Na3AlF6
Водородотермия (H2) (высокая Т)
Карбометаллургия
(С и СO) (высокая Т)
Алюмометаллургия
(Al) (высокая Т)
Магнийтермия
(Mg) (высокая Т)
Электролиз раствора солей
Гидрометаллургия
Ме средней
активности и
неактивные