Fémek kinyerése tiszta formában. Fémek kinyerésének alapvető módszerei

A természetben a fémek ásványok, kőzetek és vizes oldatok formájában találhatók meg. Csak néhány (Au, Pt, részben Ag, Cu, Hg) található szabad állapotban.

Ásványi– egyedi kristályszerkezetű anyag (például kréta, márvány kalcium-karbonát). Szikla - ásványi anyagok keveréke. A jelentős mennyiségű fémet tartalmazó kőzetet ún érc. Vizes oldatok – óceán és tengervíz; ásványvíz (oldatokban a fémek sók formájában vannak).

Kohászat egy olyan tudomány, amely ipari módszereket tanulmányoz és fejleszt fémek ércekből történő előállítására.

A fémek kinyerése előtt az ércet dúsítják (töményítik), azaz elválasztják a hulladékkőtől.

Különféle módszerek léteznek az ércek dúsítására. A leggyakrabban használt módszerek a flotáció, a gravitáció és a mágneses.

Például a kitermelt ércekben a réztartalom általában nem haladja meg az 1%-ot, ezért előzetes dúsítás szükséges. Ezt ércflotációs módszerrel érjük el, amely a kénes fémrészecskék és a környező szilikát típusú meddőkőzet felületének különböző adszorpciós tulajdonságain alapul. Ha alacsony polárú szerves anyagot (például fenyőolajat) tartalmazó vízben összerázzuk a finomra őrölt rézérc port és levegőt fújunk át az egész rendszeren, akkor a réz-szulfid részecskék felemelkednek. légbuborékok keletkeznek, és hab formájában áramlik át az edény szélén, és a szilikát részecskék leülepednek az aljára. Ez az alapja a flotációs dúsítási módszernek, melynek segítségével évente több mint 100 millió tonna különböző fémű kénércet dolgoznak fel. Dúsított érc - koncentrátum - általában 20-30% rezet tartalmaz. A szelektív flotáció segítségével nemcsak az érc leválasztására nyílik lehetőség a meddő kőzettől, hanem a polifémes ércek egyes ásványainak elkülönítésére is.

A kohászati ​​folyamatokat pirometallurgiai és hidrometallurgiai folyamatokra osztják.

Pirometalurgia– fémek redukciója vegyületeikből (oxidok, szulfidok stb.) vízmentes körülmények között, magas hőmérsékleten.

A szulfidércek feldolgozásakor a szulfidokat először pörköléssel oxidokká alakítják, majd az oxidokat szénnel vagy CO-val redukálják:

ZnS + 3O 2 = 2 ZnO + 2SO 2; 2PbS + 3O 2 = 2 PbO + 2SO 2;

ZnO + C = Zn + CO; PbO + C = Pb + CO.

Például öntöttvasat és acélt pirometallurgiai módszerrel állítanak elő.

Nem minden fém nyerhető azonban oxidjainak szénnel vagy CO-val történő redukálásával, ezért erősebb redukálószereket használnak: hidrogént, magnéziumot, alumíniumot, szilíciumot. Például olyan fémeket kapnak, mint a króm, molibdén, vas aluminotermia :

3Fe 3 O 4 + 8Al = 9Fe + 4Al 2 O 3.

hidrometallurgia – fémek kinyerése ércekből bizonyos reagensek vizes oldatával.

Például egy bázikus sót (CuOH) 2CO 3 tartalmazó ércet kénsav oldattal kezelünk:

(CuOH) 2CO 3 + 2H 2 SO 4 = 2 CuSO 4 + 3H 2 O + CO 2.

A rezet a keletkező szulfátoldatból elektrolízissel vagy fémvas hatására izolálják:

Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4.

Technológiának nevezik az egyik fémnek a másikkal való kiszorítását a sóoldatból cementálás.

Rezet, cinket, kadmiumot, nikkelt, kobaltot, mangánt és más fémeket nyernek elektrolízis sóoldatok. A fémionok kisülése az oldatokból a katódon történik:

Cu +2 + 2 e –= Cu 0.

Ezek a folyamatok oldhatatlan anódokat használnak, amelyek általában oxigént bocsátanak ki:

2H 2O – 4 e –→ O 2 + 4H + .

Az aktív fémeket (alkáli és alkáliföldfém) olvadékok elektrolízisével nyerik, mivel ezek a fémek vízben oldódnak:

(katód, –): Mg +2 + 2 e –= Mg0; (anód, +): 2Cl – – 2 e –= Cl 2 0.

Fémek tisztítási módszerei

A fémek tulajdonságai a bennük lévő szennyeződésektől függenek. Például a titánt hosszú ideje nem használják a szennyeződések miatti törékenysége miatt. A tisztítási módszerek kifejlesztése után a titán használata meredeken megnövekedett. Az anyagok tisztasága különösen fontos az elektronikában, a számítástechnikában és az atomenergiában.

Finomítás– a fém és a szennyeződések fizikai és kémiai tulajdonságainak különbségén alapuló fémtisztítási eljárás.

A fémtisztítás minden módszere kémiai és fizikai-kémiai módszerre osztható.

Kémiai módszerek A tisztítás magában foglalja a fémek és bizonyos reagensek kölcsönhatását, amelyek csapadékot vagy gáznemű terméket képeznek alapvető fémekkel vagy szennyeződésekkel. A nagy tisztaságú nikkel, vas és titán előállításához illékony fémvegyületek hőbontását alkalmazzák (karboxil eljárás, jodid eljárás).

Vegyük például a cirkónium előállítását. Zárt rendszerben jódgőzök és nyers cirkónium vannak. A reakcióedényben a hőmérséklet 300 ºС. Ezen a hőmérsékleten illékony cirkónium-tetrajodid képződik a cirkónium felületén:

Zr (szol)+ 2I 2 (g) ↔ ZrI 4 (g).

A reakcióedény 1500 °C-ra melegített volfrámszálat tartalmaz. A reakció nagy reverzibilitása miatt cirkónium-jodid rakódik le a wolframszálon, és cirkóniummá bomlik.

Fiziko-kémiai módszerek elektrokémiai, desztillációs, kristályosítási és egyéb tisztítási módszerek.

Az elektrolízist széles körben használják a könnyű- és színesfémek kohászatában. Ezt a módszert számos fém tisztítására használják: réz, ezüst, arany, ólom, ón stb.

Vegyük például a fekete nikkel finomítását, amely cink és réz szennyeződéseket tartalmaz, és anódként szolgál egy elektrolizátorban:

E 0 Zn 2+ / Zn = – 0,76 V; E 0 Cu 2+ / Cu = 0,34 V; E 0 Ni 2+ / Ni = – 0,25 V.

Az anódnál először a legnagyobb negatív potenciállal rendelkező fém oldódik fel. Mert

E 0 Zn 2+ / Zn< E 0 Ni 2+ / Ni< E 0 Cu 2+ / Cu ,

akkor először a cink oldódik fel, majd az alapfém - nikkel:

Zn – 2 e –→ Zn 2 +, Ni – 2 e– → Ni 2 + .

A pozitívabb potenciállal rendelkező rézszennyeződés nem oldódik, és fémrészecskék formájában kicsapódik (iszap). Az oldat Zn 2+ és Ni 2+ ionokat tartalmaz majd. A katódra először a legpozitívabb potenciállal rendelkező fémet, azaz a nikkelt rakják le. Így a finomítás eredményeként nikkel rakódik le a katódon, a réz iszapba esik, a cink pedig oldatba kerül.

Olvadt vegyületek elektrolízisével alumíniumot, magnéziumot, nátriumot, lítiumot, berilliumot, kalciumot, valamint egyes fémek ötvözeteit nyerik. A vegyipar legnagyobb léptékű elektrolitikus eljárása NaCl-oldat elektrolízise, ​​melynek során az anódon klórgáz, a katódon hidrogén, a katódtérben pedig lúgoldat keletkezik. Ezenkívül az elektrolízis során HF és NaF keverékének olvadékából fluor, vízből hidrogén és oxigén (az ohmos veszteségek csökkentése érdekében az elektrolízist NaOH-oldatban történik), MnSO 4-oldatból mangán-dioxid stb.

Széleskörben használt zóna olvadás , amely abból áll, hogy a fűtőzóna és ennek megfelelően az olvadt fém zóna lassan mozog a tuskó (rúd) mentén. Egyes szennyeződések az olvadékban koncentrálódnak, és a tuskó végén, mások a tuskó elején gyűlnek össze. Ismételt futtatások után a tuskó kezdeti és végső részeit levágják, így a fém megtisztított középső része megmarad.

Fémötvözetek

Ötvözet – egy fémes tulajdonságokkal rendelkező rendszer, amely két vagy több fémből áll (az egyik komponens lehet nemfém).

A fémek egymással, valamint nemfémekkel való kémiai kölcsönhatásának kérdéseit, ha kölcsönhatásuk termékei megőrzik fémes tulajdonságaikat, a szervetlen kémia egyik ága vizsgálja - fémkémia .

Ha a fémeket egymás közötti kémiai kölcsönhatásuk növelésének sorrendjében rendezi, akkor a következő sorozatokat kapja:

– a komponensek sem folyékony, sem szilárd állapotban nem lépnek kölcsönhatásba egymással;

– a komponensek folyékony állapotban kölcsönösen feloldódnak, szilárd állapotban eutektikumot képeznek (mechanikus keverék);

– a komponensek bármilyen összetételű folyékony és szilárd oldatot képeznek egymással (korlátlan oldhatóságú rendszerek);

– a komponensek egymás között egy vagy több fémvegyületet képeznek, ún intermetallikus (rendszer kémiai vegyület képződésével).

Az ötvözetek fizikai tulajdonságainak tanulmányozására összetételüktől függően széles körben alkalmazzák a fizikai-kémiai elemzést. Ez lehetővé teszi a rendszerben előforduló kémiai változások észlelését és tanulmányozását.

A rendszerben végbemenő kémiai átalakulások a különféle fizikai tulajdonságok - olvadási és kristályosodási hőmérséklet, gőznyomás, viszkozitás, sűrűség, keménység, mágneses tulajdonságok, a rendszer elektromos vezetőképessége - változásának jellege alapján ítélhetők meg, összetételétől függően. A fizikai-kémiai elemzések különféle típusai közül a leggyakrabban használt termikus elemzés . Az elemzés során építkeznek és tanulnak olvaszthatósági diagramok, amelyek egy rendszer olvadási hőmérsékletének grafikonját ábrázolják az összetétel függvényében.

Az olvaszthatósági diagram elkészítéséhez vegyünk két tiszta anyagot, és készítsünk belőlük különböző összetételű keverékeket. Mindegyik keveréket megolvasztják, majd lassan lehűtik, bizonyos időközönként feljegyezve a hűtőötvözet hőmérsékletét. Ily módon hűtési görbét kapunk. ábrán. 1. egy tiszta anyag hűtési görbéi láthatók (1) és ötvözet ( 2 ). A tiszta anyag folyékonyból szilárd halmazállapotba való átmenete kristályosodási hő felszabadulásával jár, ezért amíg az összes folyadék kikristályosodik, a hőmérséklet állandó marad (szakasz bс,ív 1 ). A szilárd anyag további hűtése egyenletesen megy végbe.

Az olvadék (oldat) hűtésekor a hűtési görbe összetettebb formát mutat (1. ábra, görbe 2). Két anyag olvadékának hűtésének legegyszerűbb esetben először egyenletes hőmérséklet-csökkenés következik be, amíg az egyik anyag kristályai el nem kezdenek elválni az oldattól. Mivel az oldat kristályosodási hőmérséklete alacsonyabb, mint a tiszta oldószeré, az oldatból az egyik anyag kristályosodása az oldat kristályosodási hőmérséklete felett kezdődik. Amikor valamelyik anyag kristályai szétválnak, a folyékony olvadék összetétele megváltozik, és a kristályosodás során a megszilárdulási hőmérséklete folyamatosan csökken. A kristályosodás során felszabaduló hő valamelyest lassítja a lehűlési folyamatot, így a pontból kiindulva l a görbén 2, a hűtési görbe vonalának meredeksége csökken. Végül, amikor az olvadék mindkét anyaghoz képest telítődik , Mindkét anyag kristályosodása egyszerre kezdődik meg. Ez egy vízszintes szakasz megjelenésének felel meg a hűtési görbén b`s`. Amikor a kristályosodás véget ér, a hőmérséklet további csökkenése figyelhető meg.

Különböző összetételű keverékek hűtési görbéi alapján olvadási diagramot készítenek. Nézzük ezek közül a legjellemzőbbeket.

Kapcsolódó információ.

És különféle vegyületek formájában. A természetben szabad állapotban vannak olyan fémek, amelyek légköri oxigénnel nehezen oxidálhatók, például platina, arany, ezüst, és sokkal ritkábban higany, réz stb.

A natív fémek általában kis mennyiségben, szemcsék vagy zárványok formájában találhatók meg a kőzetekben. Időnként meglehetősen nagy fémdarabok is előfordulnak - rögök. Így a talált legnagyobb rézrög 420 tonnát nyomott, az ezüst 13,5 tonnát, az arany pedig 112 kg-ot.

A legtöbb fém a természetben kötött állapotban létezik különféle kémiai természetes vegyületek - ásványok - formájában. Nagyon gyakran ezek oxidok, például vasásványok: vörös vasérc, barna vasérc, mágneses vasérc Fe3O4. Az ásványi anyagok gyakran szulfidvegyületek, például ólomfényű PbS, cinkkeverék vagy galéna ZnS, cinóber HgS.

Az ásványok a kőzetek és ércek részét képezik. Az ércek ásványokat tartalmazó természetes képződmények, amelyekben a fémek technológiailag és gazdaságilag alkalmas mennyiségben találhatók az ipari fémek előállítására.

Az ércben lévő ásvány kémiai összetétele alapján megkülönböztetik az oxidot, a szulfidot és más érceket.

Általában a fémek ércből történő kinyerése előtt elődúsítják - a hulladékkőzetet, a szennyeződéseket stb. elválasztják, így koncentrátum képződik, amely a kohászati ​​gyártás nyersanyagaként szolgál.

A kohászat a fémek ércekből és más fémtartalmú termékekből történő előállítására, ötvözetek előállítására és fémek feldolgozására vonatkozó módszerek és eljárások tudománya. A nehézipar legfontosabb, fémek és ötvözetek előállításával foglalkozó ága ugyanezt a nevet viseli.

Az ércből (koncentrátumból) fém kinyerésének módjától függően többféle kohászati ​​termelés létezik.

Pirometallurgia - magas hőmérsékleten lejátszódó kémiai reakciókon alapuló ércfeldolgozási módszerek (görögül pyros - tűz).

A pirometallurgiai eljárások magukban foglalják a pörkölést, amelynek során az ércekben lévő fémvegyületek, különösen a szulfidok oxidokká alakulnak, és a ként kén-oxid (1V) SO2 formájában távolítják el, például:

2СuS + 3O2 = 2СuО + 2SO2

és olvasztás, amelyben a fémek redukciója oxidjaikból szén, hidrogén, szén-monoxid (P) segítségével történik, egy aktívabb fém, például:

2СuО + С = 2Сu + СO2

Сr2O3 + 2Аl = Аl2O3 + 2Сr

Ha alumíniumot használnak redukáló fémként, a megfelelő redukciós folyamatot alumíniumtermiának nevezik. A fémek megszerzésének ezt a módszerét N. N. Beketov orosz tudós javasolta.

Nyikolaj Nyikolajevics Beketov

orosz fizikai kémikus. Hozzájárult a fizikai kémia, mint önálló tudományterület fejlődéséhez. Felfedezte a fémek sóoldataiból való kiszorításának kémiai folyamatát más fémek és hidrogén hatására.

Hidrometallurgia- oldatokban lejátszódó kémiai reakciókon alapuló fémek előállítási módszerei.

A hidrometallurgiai folyamatok közé tartozik az oldhatatlan fémvegyületek ércekből oldatokba való átvitele, például a réz-, cink- és uránsókat kénsav hatására, a molibdén- és volfrámvegyületeket pedig szódaoldattal történő kezeléssel, majd ezt követően. fémek reduktív elválasztásával a keletkező oldatoktól más fémek vagy elektromos áram segítségével.

Elektrometallurgia- elektrolízisen alapuló fémek előállítására szolgáló eljárások, azaz a fémek elválasztása vegyületeik oldataitól vagy olvadékaitól egyenáram átvezetésével. Ezt a módszert elsősorban nagyon aktív fémek - alkáli, alkáliföldfém és alumínium -, valamint ötvözött acélok előállítására használják. G. Davy angol kémikus ezzel a módszerrel nyert először káliumot, nátriumot, báriumot és kalciumot.

Humphry Davy

(1778-1829)

angol kémikus és fizikus. Az elektrokémia egyik megalapítója. Sók és lúgok elektrolízisével káliumot, nátriumot, báriumot, kalciumot, amalgámot (fém higanyos oldata), stronciumot és magnéziumot nyert.

Nagy figyelmet érdemelnek a fémek előállításának mikrobiológiai módszerei, amelyek bizonyos típusú baktériumok létfontosságú tevékenységét használják fel. Például az úgynevezett tionos baktériumok képesek az oldhatatlan szulfidokat oldható szulfátokká alakítani. Ezt a bakteriális módszert különösen a rezet a szulfidércekből közvetlenül a helyükön nyerik ki. Ezt követően a réz(II)-szulfáttal dúsított munkaoldatot hidrometallurgiai feldolgozásra szállítják.

1. Őshonos fémek.

Az óra tartalma leckejegyzetek keretóra prezentációgyorsítási módszerek támogatása interaktív technológiák Gyakorlat feladatok és gyakorlatok önellenőrző műhelyek, tréningek, esetek, küldetések házi feladat megbeszélés kérdések szónoki kérdések a tanulóktól Illusztrációk audio, videoklippek és multimédia fényképek, képek, grafikák, táblázatok, diagramok, humor, anekdoták, viccek, képregények, példázatok, mondások, keresztrejtvények, idézetek Kiegészítők absztraktokat cikkek trükkök a kíváncsi kiságyak tankönyvek alap- és kiegészítő szótár egyéb Tankönyvek és leckék javításaa tankönyv hibáinak javítása egy töredék frissítése a tankönyvben, innováció elemei a leckében, az elavult ismeretek újakkal való helyettesítése Csak tanároknak tökéletes leckékévre szóló naptári terv, módszertani ajánlások, vitaprogram Integrált leckék

A legtöbb fém olyan vegyületek részeként található meg a természetben, amelyekben a fémek pozitív oxidációs állapotban vannak, ami azt jelenti, hogy egyszerű anyag formájában történő kinyeréshez redukciós folyamatot kell végrehajtani.

A természetes fémvegyület helyreállítása előtt azonban feldolgozható formává kell alakítani, például oxid formává, amelyet a fém redukciója követ. A pirometallurgiai módszer erre épül. Ez a fémek redukciója érceikből magas hőmérsékleten nem fémes redukálószerekkel? koksz, szén-monoxid (II), hidrogén; fém? alumínium, magnézium, kalcium és egyéb fémek. .

Demonstrációs kísérlet 1. Réz kinyerése oxidból hidrogén felhasználásával.

Cu +2O + H2 = Cu0 + H2O (hidrotermia)

2. demonstrációs kísérlet. Vas előállítása oxidból alumínium felhasználásával.

Fe+32O3 +2Al = 2Fe0 + Al2O3 (aluminotermia)

Az ipari vas előállításához a vasércet mágneses dúsításnak vetik alá: 3Fe2 O3 + H2 = 2Fe3O4 + H2O vagy 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2, majd függőleges kemencében redukciós folyamat megy végbe:

Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O

Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2

Média előadás megtekintése. (CD)

A hidrometallurgiai módszer egy természetes vegyület feloldásán alapul, hogy ennek a fémnek a sójából oldatot kapjunk, és ezt a fémet egy aktívabb sóval helyettesítsük. Például az érc réz-oxidot tartalmaz, és kénsavban van feloldva:

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O, majd végezzen szubsztitúciós reakciót

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Demonstrációs kísérlet 3. Vas kölcsönhatása réz-szulfát oldattal.

Ily módon ezüstöt, cinket, molibdént, aranyat, vanádiumot és más fémeket kapnak.

Elektrometallurgiai módszer.

Ezek a fémek elektromos árammal (elektrolízis) történő előállításának módszerei. Tekintse meg a média előadás részletét. (CD)

Ezzel a módszerrel alumíniumot, alkálifémeket és alkáliföldfémeket állítanak elő. Ebben az esetben az oxidok, hidroxidok vagy kloridok olvadékait elektrolízisnek vetik alá:

NaCl -> Na+ + Cl?

katód Na+ + e > Na0 ¦ 2

anód 2Cl? ?2e > Cl20 ¦ 1

teljes egyenlet: 2NaCl = 2Na + Cl2

Az alumínium előállításának modern, költséghatékony módszerét az amerikai Hall és a francia Héroult találta fel 1886-ban. Ez magában foglalja az alumínium-oxid olvadt kriolitban lévő oldatának elektrolízisét. Az olvadt kriolit feloldja az Al2O3-at, ahogy a víz a cukrot. Az olvadt kriolitban lévő alumínium-oxid „oldat” elektrolízise úgy történik, mintha a kriolit csak oldószer lenne, az alumínium-oxid pedig? elektrolit.

Al2O3 -> AlAlO3 -> Al3+ + AlO33-

katód Al3+ +3e -> Al 0 ¦ 4

anód 4AlO33– – 12 e -> 2Al2O3 +3O2 ¦ 1

teljes egyenlet: 2Al2O3= 4Al + 3O2.

A vegyületek termikus bomlása.

A vas magas nyomáson és 100-2000 °C hőmérsékleten reagál a szén-monoxiddal (II) és pentakarbonil keletkezik: Fe + 5CO = Fe (CO)5

A vas-pentakarbonil olyan folyadék, amely desztillációval könnyen elválasztható a szennyeződésektől. Körülbelül 2500 °C hőmérsékleten a karbonil lebomlik, és vaspor keletkezik: Fe (CO)5 = Fe + 5CO.

A fémek ipari beszerzésének többféle módja van. Felhasználásuk a kapott elem kémiai aktivitásától és a felhasznált nyersanyagoktól függ. Egyes fémek tiszta formában fordulnak elő a természetben, míg mások izolálásukhoz bonyolult technológiai eljárásokra van szükség. Egyes elemek kinyerése több órát vesz igénybe, míg mások több éves feldolgozást igényelnek speciális körülmények között. A fémek előállításának általános módszerei a következő kategóriákba sorolhatók: redukció, pörkölés, elektrolízis, lebontás.

Vannak speciális módszerek is a ritka elemek megszerzésére, amelyek a feldolgozási környezetben speciális feltételek megteremtését jelentik. Ez magában foglalhatja a szerkezeti rács ionos dekristályosítását, vagy fordítva, egy szabályozott polikristályosítási eljárást, amely lehetővé teszi egy adott izotóp előállítását, radioaktív besugárzást és egyéb, nem szabványos expozíciós eljárásokat. A kiválasztott elemek magas költsége és gyakorlati alkalmazásának hiánya miatt meglehetősen ritkán használják őket. Ezért nézzük meg részletesebben a fémek előállításának főbb ipari módszereit. Ezek meglehetősen változatosak, de mindegyik bizonyos anyagok kémiai vagy fizikai tulajdonságain alapul.

Fémek előállítási módjai

A fémek előállításának egyik fő módja az oxidokból történő redukció. Ez az egyik leggyakoribb fémvegyület a természetben. A redukciós folyamat nagyolvasztókban, magas hőmérsékleten, fémes vagy nemfémes redukálószerek részvételével történik. A fémekből nagy kémiai aktivitású elemeket használnak, például kalciumot, magnéziumot, alumíniumot.

A nem fémes anyagok közé tartozik a szén-monoxid, a hidrogén és a kokszszén. A redukciós eljárás lényege, hogy egy aktívabb kémiai elem vagy vegyület kiszorítja a fémet az oxidból és reakcióba lép az oxigénnel. Így a kimenet egy új oxid és tiszta fém. Ez a legelterjedtebb módszer a fémek előállítására a modern kohászatban.

A pörkölés csak egy köztes módszer a tiszta elem előállítására. Ez magában foglalja a fém-szulfid oxigénes környezetben történő elégetését, ami oxid képződését eredményezi, amelyet ezután redukciós eljárásnak vetnek alá. Ezt a módszert is gyakran használják, mivel a szulfidvegyületek széles körben elterjedtek a természetben. A tiszta fém kénvegyületeiből történő közvetlen előállítását a technológiai folyamat összetettsége és magas költsége miatt nem használják. Sokkal könnyebb és gyorsabb a kettős feldolgozás, amint azt fentebb jeleztük.

Az elektrolízis, mint a fémek előállításának egyik módja, magában foglalja az áram átvezetését egy olvadt fémvegyületen. Az eljárás eredményeként a katódra tiszta fém, az anódra egyéb anyagok kerülnek. Ez a módszer fémsókra alkalmazható. De nem minden elemre univerzális. A módszer alkálifémek és alumínium előállítására alkalmas. Ez nagy kémiai aktivitásuknak köszönhető, amely elektromos áram hatására megkönnyíti a kapcsolatokban kialakult kötések felbomlását. Néha a fémek elektrolitikus kinyerési módszerét alkalmazzák az alkáliföldfémekhez, de ezek már nem alkalmasak erre a kezelésre, és egyesek nem szakítják meg teljesen a nemfémmel való kötést.

Az utolsó módszer - a bomlás magas hőmérséklet hatására történik, ami lehetővé teszi az elemek közötti kötések molekuláris szinten történő megszakítását. Minden csatlakozáshoz saját hőmérsékleti szintre van szükség, de általában a módszer nem tartalmaz semmilyen trükköt vagy funkciót. Az egyetlen pont: a feldolgozás eredményeként kapott fém szinterezési eljárást igényelhet. De ez a módszer lehetővé teszi, hogy majdnem 100% -os tisztaságú terméket kapjon, mivel a megvalósításához nem használnak katalizátorokat és egyéb vegyi anyagokat. A kohászatban a fémek előállítására szolgáló módszereket pirometallurgiai, hidrometallurgiai, elektrometallurgiai és termikus bontásnak nevezik. Ez a fent megadott négy módszer, csak nem kémiai, hanem ipari terminológia szerint nevezték el.

Hogyan nyerik a fémet az iparban

A fémgyártás módja nagymértékben függ annak eloszlásától a föld belsejében. A bányászat főleg érc formájában történik, bizonyos százalékos elemekkel. A kiváló minőségű ércek akár 90% fémet is tartalmazhatnak. Az alacsony minőségű érceket, amelyek az anyag mindössze 20-30%-át tartalmazzák, a feldolgozás előtt feldolgozó üzembe küldik.

A természetben csak a nemesfémek találhatók meg tiszta formában, és különböző méretű rögök formájában bányászják őket. A kémiailag aktív elemek vagy egyszerű sók, vagy polielem-vegyületek formájában találhatók meg, amelyek igen összetett kémiai szerkezettel rendelkeznek, de általában bizonyos hatás hatására egész egyszerűen komponenseikre bomlanak. A közepes és alacsony aktivitású fémek természetes körülmények között oxidokat és szulfidokat képeznek. Ritkábban komplex sav-fém vegyületekben találhatók meg.

A tiszta fém megszerzése előtt gyakran egy vagy több eljárást hajtanak végre az összetett anyagok egyszerűbbre bontására. Sokkal könnyebb egy terméket elkülöníteni egy kételemes vegyületből, mint egy többelemes komplex képződményből. Ezenkívül a technológiai folyamat gondos ellenőrzést igényel, amit nagyon nehéz biztosítani, ha nagyszámú, eltérő tulajdonságú szennyeződésről beszélünk.

Ami a kérdés környezetvédelmi oldalát illeti, a fémek előállításának elektrokémiai módszere tekinthető a legtisztábbnak, mivel ennek megvalósítása során semmilyen anyag nem kerül a légkörbe. Egyébként a kohászat a természetre nézve az egyik legkárosabb iparág, ezért a modern világban nagy figyelmet fordítanak a hulladékmentes berendezések létrehozásának problémájára.

Már sok gyár felhagyott a nyitott kandallós kemencék használatával a modernebb elektromos modellek javára. Sokkal több energiát fogyasztanak, de nem bocsátanak ki üzemanyag égéstermékeket a légkörbe. A fémek újrahasznosítása is nagyon fontos. Erre a célra minden országban speciális gyűjtőpontok vannak felszerelve, ahol átadhatja a vas- és színesfémekből készült használt alkatrészeket, amelyeket aztán újrahasznosításra küldenek. A jövőben ezekből új, rendeltetésszerűen használható termékeket készítenek.