Основные способы получения металлов в промышленности объединяются в три главные группы: пирометаллургия, гидрометаллургия и электрометаллургия. Выбор метода зависит от химической активности металла и состава руды. 1. Пирометаллургия Это восстановление металлов из их руд (обычно оксидов) при высоких температурах с помощью различных восстановителей.
- Восстановление углеродом (коксом) или оксидом углерода (II): Применяется для получения железа, меди, цинка.
- Пример: Выплавка чугуна в доменной печи:
- Пример: Выплавка чугуна в доменной печи:
- Восстановление активными металлами (металлотермия): Используется для получения тугоплавких металлов (титан, хром, молибден), если углерод образует с ними нежелательные соединения (карбиды).
- Пример (алюминотермия): Пример (магниетермия):
- Восстановление водородом: Позволяет получать металлы высокой чистоты.
- Пример:
2. Гидрометаллургия Этот метод заключается в переводе соединений металлов из руды в раствор с последующим их выделением. Процесс включает две стадии: выщелачивание (растворение) и восстановление.
- Пример получения меди:
- Растворение оксида меди в серной кислоте: Вытеснение меди из раствора более активным железом (цементация):
- Пример получения золота: Растворение золота в цианистых растворах с последующим осаждением цинковой пылью.
3. Электрометаллургия Получение металлов путем электролиза расплавов или растворов солей. Это единственный способ получения наиболее активных металлов (щелочных, щелочноземельных, алюминия).
- Электролиз расплавов:
- Пример (получение алюминия из глинозема в расплаве криолита):
Пример (получение натрия):
- Пример (получение алюминия из глинозема в расплаве криолита):
- Электролиз растворов: Применяется для получения и очистки (рафинирования) менее активных металлов, таких как медь, никель, цинк.
Резюме методов
| Метод | Основной процесс | Примеры металлов |
|---|---|---|
| Пирометаллургия | Нагрев с восстановителем (C, CO, H, Al) | Fe, Cu, Zn, Cr, W |
| Гидрометаллургия | Растворение в кислотах/щелочах + замещение | Au, Ag, Cu, Zn |
| Электрометаллургия | Пропускание тока через расплав или раствор | Al, Na, K, Li, Mg |
Я могу составить для вас таблицу сравнения активности металлов и соответствующих им методов получения, если это необходимо.