Способи виплавки металів з руд

Метали в природі можуть зустрічатися в самородному стані. Це в основному благородні метали, наприклад золото. Його витягають шляхом механічної відмивання від оточуючих порід. Однак переважна більшість металів зустрічається в природі у вигляді сполук. Разом з тим не всякий природний мінерал годиться для отримання міститься в ньому металу. Отже, не всякий мінерал можна назвати металевої рудою.
Гірська порода або мінерал, що містять той чи інший метал у кількості, яка робить економічно вигідним його промислове отримання, називаються рудами даного металу.

• Запишіть визначення руд.

З руд метали виходять різними способами.
1. Якщо руда є оксид, то її відновлюють яким-небудь відновником – найчастіше вуглецем або окисом вуглецю СО, рідше – воднем, наприклад:
FesO4 + 4СО = 3Fe + 4CO2
2. Якщо руда є сірчисті з’єднання, то її спочатку обпалюють:
2PbS + 3О2 = 2РbO + 2SO2
потім отриманий оксид відновлюють вугіллям:
РbО + С = РbО + CO
З хлоридів метали виділяють електролізом з розплавів. Наприклад, при плавленні кухонної солі NaCl відбувається термічна дисоціація речовини.
NaCl ⇄ Na + + Cl-
При пропущенні постійного електричного струму через цей розплав йдуть наступні процеси:
а) на катоді:
Na + + е- → Na0
б) на аноді
Сl- – е- → Сl0
Цим способом можна отримати метали і з інших солей.
4. Іноді метали можна відновити з оксидів шляхом витіснення при високій температурі іншим, більш активним металом. Цей спосіб одержав особливо широке поширення при відновленні металів алюмінієм і тому спочатку був названий алюминотермии:
2Аl + Fe2O3 = Аl2O3 + 2Fe.
Детальніше Алюмінотермія буде розглянута нижче.
У багатьох випадках руда може виявитися змішаної з великою кількістю порожньої породи, для видалення якої, тобто. Е. Для «збагачення» руди, існують різні методи, зокрема метод пінної флотації. Для цієї мети застосовуються мінеральні масла, що володіють властивістю виборчої адсорбції. Це означає, що частинки руди вони поглинають, а пусту породу немає. У величезні чани з водою поміщають подрібнену разом з порожньою породою руду і мінеральне масло. Після цього воду сильно вспенивают повітрям. Масло оточує бульбашки повітря, утворюючи на них плівку. Виходить стійка піна. Частинки, руди адсорбуються і разом з бульбашками повітря піднімаються наверх. Піна разом з рудою зливається, а пуста порода залишається на дні чана. Надалі руду легко звільняють від масла, яке знову використовується для флотації.

■ 17. Що таке пінна флотація? (Див. Відповідь)
18. Якими властивостями повинен володіти метал, щоб перебувати в природі в самородному стані?
19. Чи можна назвати рудою будь мінерал або гірську породу, що містить у своєму складі той чи інший метал?
20. Перерахуйте, які види металевих руд вам відомі.
21. Цинк зустрічається в природі у вигляді мінералу цинкової обманки, що містить сульфід цинку. Запропонуйте спосіб отримання цинку з цинкової обманки.
22. З 2 т магнітного залізняку, що містить 80% магнітного окислу заліза Fe3O4 отримано 1,008 т заліза. Розрахуйте практичний вихід заліза.
23. Які метали можуть бути отримані електролізом розчинів солей?
24. Із заліза, отриманого при відновленні 5 т магнітного залізняку, що містить 13% домішок, приготували сплав, що містить 4% вуглецю. Скільки сплаву при цьому вдалося отримати?
25. Яка кількість цинку і сірчаної кислоти можна отримати з 242,5 т цинкової обманки ZnS, що містить 20% порожньої породи? (Див. Відповідь)

Посилання на основну публікацію