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金屬冶煉的步驟有哪些?

發布日期:2018-08-06 作者:客服 點擊:

  金屬冶煉的步驟有哪些?

  

  金屬冶煉一般有以下三個步驟:

  

  1、第一步是礦石的富集,除去雜質,提高礦石中有用成分的含量;

  

  2、第二步是冶煉,利用氧化還原反應的原理,在一定條件下,用還原劑把金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質;

  

  3、第三步是精煉,采用一定的方法,提煉純金屬。

  

  金屬冶煉有以下幾種方法?

  

  1、電解法

  

  電解是一種強有力的氧化還原手段,基本上所有的金屬都能通過電解法製取,但電解法耗能最多,不經濟,因此這個方法一般用在極活潑金屬的冶煉。

  

  極活潑金屬一般極易和水反應,因此電解法不用金屬的鹽溶液,而是采用金屬的熔融化合物。由於共價化合物在熔融時不易導電,因此一般選擇離子化合物。在離子化合物中,氯化物的熔點較低,所以一般選擇金屬氯化物,如電解熔融氯化鈉製取金屬鈉,電解氯化鎂製取金屬鎂,電解氯化鈣製取金屬鈣

  

  由於氯化鋁是共價化合物,導電性很差,因此工業上電解氧化鋁冶煉金屬鋁。另外由於氧化鋁的熔點很高,一般加入冰晶石(Na₃AlF₆)降低氧化鋁的熔點。

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  金屬鉀易溶於氯化鉀中導致難以分離,加上金屬鉀的沸點較低導致容易溢出,工業上一般不采用電解法製取金屬鉀。由於金屬鈉的沸點比鉀的沸點高,利用高沸點金屬製取低沸點金屬,一般工業上用金屬鈉在850℃高溫條件下置換氯化鉀得到金屬鉀的蒸氣,冷卻得到金屬鉀。

  

  2、熱還原法

  

  製取活潑性一般的金屬,如金屬鋅,鐵,銅等,工業上一般采用還原劑把金屬從它的氧化物還原出來。常用的還原劑有氫氣,一氧化碳,焦炭和活潑金屬等。

  

  濕法冶銅也是中國古代製取銅的方法之一,《神農書》中有“膽礬水可浸鐵為銅”,在西漢劉安所著的《淮南萬畢術》也有“曾青得鐵則化為銅”的描述,其原理是Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu。這種方法用到還原劑,但是在溶液中反應無需加熱。

  

  3、熱分解法

  

  製取某些不活潑金屬可以使用加熱分解的方法,一般加熱金屬氧化物使其分解成金屬單質和氧氣。如加熱氧化汞生成金屬汞;加熱金屬碘化物、羰基化合物等使其分解製取純金屬。比如碘化鈦在鎢絲上加熱分解,沉積出金屬鈦。

  

  4、物理方法

  

  黃金等不活潑金屬以單質存在於自然界,可用某些物理方法使其與雜質分離提取。比如沙裏淘金可以用在純度較大的金礦石。如果礦石含金量較少,工業上還會使用一些化學方法,如利用氰化鈉溶解含量較少金礦石,在用其它金屬把黃金從溶液中置換出來。

  

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