Из чего сделан металл. Из чего сделан металл

Химия
Из чего сделан металл - Как получают щелочные металлы? Строение металлических материалов и их основные свойства В чем заключаются отличия сплавов от металлов? Получение металла из сульфидных и карбонатных руд Технологии металлических дел

Олово часто можно резать ножницами или кусачками для создания открытых рисунков. Вырежьте дно жестяной коробки и с помощью ножа вырежьте узоры по бокам коробки, чтобы создать абажур. Его можно покрасить и установить.

Путь металла от руды до изделия

Большинство металлов являются химическими. Данная форма не является полноценным материалом для дальнейшего производства готовой продукции. Руды, добытые в шахтах, не подходят для этой цели. Чтобы получить металлы из сырья, сырье должно пройти определенные процедуры.

Существует в общей сложности две формы, из которых извлекаются металлы.

  1. Самородная форма. Платина, ртуть, золото, медь, серебро и некоторые другие металлы в природе находятся уже в свободном состоянии. Они не требуют длительной обработки. Чтобы получить сырье для изготовления конечного изделия, такие металлы очищают от примесей механически либо с задействованием реагентов.
  2. В виде руды. Представляют собой соединения, которое находится в горных породах/минералах. Извлечение металла производится исключительно промышленным способам. В руде обычно встречаются либо оксид, либо соли металлов. К последним относятся сульфиды и карбонаты. Одна руда может содержать несколько металлов, то есть являются полиметаллическими, к примеру, медно-цинковые, свинцово-серебряные и другие.

Вторая форма гораздо чаще встречается в природе. Единственным исключением являются драгоценные металлы, при добыче которых удаляются посторонние примеси.

Железная руда

Какие способы получения металла существуют?

Руды, содержащие различные соединения металлов, бывают разных форм. Точный состав руды влияет на технологию, используемую для получения материала.

  • Восстановление из оксидов с задействованием углерода. Относится к основному способу получения многих металлов. Из оловянного камня выплавляют — олово, из железной руды получают чугун. Из других металлов выплавку проводят из оксидов.
  • Обжиг в специальной промышленной печи. Данная технология применяется к сернистой руде. Этот способ предполагает то, что в результате обжига в специальной печи получают сернистое соединение.

Состав руды напрямую влияет на эту конкретную технологию обогащения руды.

Металлургическая промышленность

Металлургия — это промышленный сектор, который производит различные металлические металлы. Металлургией называют не только промышленное производство. Этот термин также применяется к науке, изучающей различные промышленные методы производства металлов. Металлургические процессы — это восстановление катионов металлов с помощью различных восстановительных сред. Металлы из руд получают с помощью специальных восстановительных средств. Последние выбираются с учетом активных компонентов металла, стоимости и соответствия экологическим нормам. При этом всегда учитывается практичность металлургического процесса. Существует три основных технологии получения металлов из различных руд.

Каждый метод обогащения руды имеет свои уникальные характеристики.

Как получить металл

Классификация возможных типов кристаллических решеток была создана французским ученым О. Браве и поэтому называется «решетки Браве». Всего существует 14 различных типов кристаллических решеток, разделенных на четыре вида.

Из чего сделан металл

Химия — это царство чудес, в котором благосостояние человечества

Величайшее завоевание разума будет

происходят в этой области.

Таблица Менделеева

Универсальная таблица растворимости

Коллекция таблиц к урокам по химии

Важная металлохимическая активность (взаимодействие с кислородом воздуха, другими неметаллами, водой, растворами солей и кислот) приводит к тому, что земная кора встречается в основном в виде соединений: оксидов, серы, сульфида, хлорида, карбоната, карбоната, карбоната, карбоната и. Металлы, расположенные справа от водорода в последовательности давлений (Ag, Hg, Pt, AZ, Cu), встречаются в свободной форме, тогда как медь и ртуть встречаются в природе гораздо чаще в виде соединений.

Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения, называются рудами, хотя технически и экономически чистые металлы могут быть извлечены.

Получение металлов из руд — задача металлургии.

Металлургия — это и наука, и отрасль промышленности — промышленные методы получения металлов из руд.

Каждый металлургический процесс — это процесс, в котором используются различные восстановительные среды для уменьшения ионов металла. Это вещество можно выразить следующим образом.

Для осуществления этого процесса необходимо учитывать активность металла. Для изучения технической осуществимости, экономических и экологических факторов необходимо выбрать понижающие коэффициенты.

Металлургия.

В соответствии с этим существуют следующие методы производства металла

Пирометаллургия

Питеметаллография — восстановление металлов из руд до высоких температур с использованием углерода, оксида углерода (II), водорода, металлов — алюминия, магния.

Например, олово извлекается с помощью казидерита Сно2Медь извлекается с помощью кипрской Cu2o

Углерод при прокаливании (Cola): o

Сно.2+ 2c = sn + 2co↑; cu2O + C = 2CU + CO↑

Серная руда сначала накаливается на воздухе, а затем полученный оксид становится углеродом.

2zns + 302 = 2zno + 2so2 ↑; ZnO + C = Zn + CO↑Сфалит

Из карбонатных руд металл также экспортируется углеродными грозами, так как карбонаты при нагревании разлагаются и превращаются в оксиды, последние отбрасываются в углерод.

feсro3=féoo + co2 ↑; fé пока +с= fet + co↑ железный камень (асторский и железный)

При восстановлении углеродом могут образовываться Fe, Cu, Zn, Cd, Ge, Sn, Pb и другие металлы, которые не образуют прочного углерода (углеродных соединений).

В качестве восстановительных факторов можно использовать водород или активные металлы.

К преимуществам этого метода относится очень чистый прием металла.

2) ТИО.2+ 2mg = Ti + 2mgo (магний).

Наиболее часто используемым металлом для индукции является алюминий, образование оксида которого очень велико (2A1 + 2MGO).

Его очень высокая (2A1 + 1,5 o2 = al2o3 + 1676 кдж/моль). Электрохимические линии напряжения металла не могут быть использованы для определения потенциала реакции восстановления металла оксидом. Вероятность этого процесса можно в основном определить, зная величину образования горячего оксида и рассчитав тепловой эффект реакции (q).

где q1 — теплота горячего образования составляет q2 — Это экзотермическая сила образования продукта.

Поэзия легких (производство железа): c + o2 = co2co.2 +c↔2co3fe2o3 + co = 2 (Fe 2 Fe 32) o4+ co2(Fe 2 Fe 3 ) o + co = 2 (Fe 2 Fe 3 ) o + co 22) o4+ co = 3feo + co2feo + co = fe + co2 (Чугун содержит до 6,67% углерода в виде гранул графита и цементита Fe)3c);

Процесс дожигания чугуна в доменной печи

Выплавка стали (0,2-2,06% углерода) происходит в специальных печах (конвертерных, мартеновских, электрощелевых) с различными способами нагрева. Воздух, обогащенный кислородом, приводит к сгоранию серы, фосфора и кремния в виде оксидов. Оксиды объединяются в виде анекдотов (co2поэтому2), или легко переходит в отделенный шлак — шихта CA3(PO4)2 и Casio3 Для производства специальных сталей в печь вводят сплавы других металлов.

Гидрометаллургия

Гипермаляция — это восстановление металлов из соли в раствор.

Процедура проводится в два этапа: 1) природное соединение растворяется в подходящем реагенте для получения раствора соли этого металла- 2) из полученного раствора этот металл заменяется или восстанавливается более активным металлом или подвергается электролизу. Например, в случае получения руды Cuo, руда обрабатывается редкой серной кислотой.

Медь извлекается из солевого раствора электролизом или вытесняется в железо сульфатной кислотой.

Из него получают серебро, цинк, молибден, золото и уран.

Для строительства скамьи размером 2,3 x 0,6 x 0,45 м используются трубы квадратного сечения 0,03 x 0,03 м общей длиной 11 м. Также 2,3 м доски и 0,06 м шириной.

Химические свойства металлов

Металлы не могут присоединять электроны. Поэтому они являются восстановительными во всех химических реакциях, и соединения имеют только положительную степень окисления. Восстановительная активность различных металлов неодинакова. Слева направо, в главных подгруппах, восстановительная активность металлов уменьшается.

(a) С галогенами металлы образуют соли — например, галогениды.

(b) С кислородом металлы образуют оксиды.

С кислородом железо горит.

(c) С серой металл образует соли — например, сульфиды:.

(d) С водородом наиболее активные металлы образуют гидриды. Например

(e) С углеродом многие металлы образуют карбиды.

(a) Первые металлы в ряду напряжения (от Li до Na) вытесняют водород из воды и образуют щелочи при нормальных условиях.

(b) Первый металл в ряду напряжений перед водородом взаимодействует с разбавленной кислотой (HCl, H).2Итак.4 и т.д.), что приводит к образованию солей и выделению водорода.

(c) Металл взаимодействует с раствором солей менее активного металла, что приводит к образованию солей наиболее активного металла и высвобождению менее активного металла в свободной форме.

Общие способы получения металлов

Большинство металлов встречаются в природе в виде различных соединений (например, оксидов, сульфидов, сульфатов, хлоридов и карбонатов). Только наименее активные металлы, такие как золото, серебро и платина, встречаются в природе в свободном виде (природные металлы).

Получение металлов из этих соединений является задачей металлургии.

Каждый металлургический процесс включает восстановление ионов металла с использованием различных восстановителей для получения свободной формы металла.

В зависимости от способа осуществления металлургического процесса различают пирометаллургию, гидрометаллургию и электрометаллургию.

Термометаллургия — это получение металлов из их соединений при высоких температурах с использованием различных восстановителей, таких как углерод, монооксид углерода (II), водород и металлы (алюминий, магний).

Гидрометаллургия — это производство металлов, состоящее из двух процессов: 1) природное соединение металла (обычно оксид) растворяется в кислоте, образуя раствор соли металла; 2) металл, о котором идет речь в растворе, получается из более реакционноспособного металла; и 3) раствор производится из данного металла.

Электрометаллургия — это производство металлов путем электролиза растворов или плавления их соединений. Редуцирующим фактором в этом процессе является электроэнергия.

Сплавы

Чистые формы металлов используются реже, чем сплавы. Причина этого в том, что сплавы часто обладают лучшими техническими свойствами, чем чистые металлы. Сплавы основаны на свойстве металлов плавиться друг в друга в расплавленном состоянии и смешиваться друг с другом.

Сплавы имеют различные составы и структуры. Наиболее важными из них являются

  1. Механическая смесь металлов. Охлажденный расплав представляет собой смесь очень мелких кристаллов отдельных металлов (например, Pb + Sb)
  2. Твердые растворы. При охлаждении расплава образуются однородные кристаллы. В узлах их кристаллических решеток находятся атомы различных металлов (например, Cu + Ni).
  3. Интерметаллические соединения. При взаимном растворении металлов их атомы реагируют между собой, образуя химические соединения. В таких соединениях металлы чаще всего не проявляют валентность, характерную для них в соединениях с неметаллами (например, Cu3Zn, Zn.3Mg, Ag.2Zn.5).

Сплавы могут также содержать неметаллы (например, углерод, бор).

Бронза.

Бронза.

Способность металлов в расплавленном состоянии смешиваться механически, а также образовывать друг с другом различные соединения (и неметаллические атомы) — физические свойства сплавов металлов, входящих в их состав. Сплавы вольфрама и монокарбоната кобальта по твердости сравнимы с алмазом. В настоящее время в этой технологии применяется большое количество различных сплавов с заданными свойствами. В их производстве используется более 40 химических элементов в различных комбинациях и количественных соотношениях.

Некоторые широко используемые сплавы

Сталь — это сплав железа и углерода со следующими добавками: Mn, Cr, Ni, Si, P и S.

Медь — сплав меди и олова, добавки: Zn, Pb, Al, Mn, P, Si.

Латунь — сплав меди и цинка, добавки: Sn, Mn, Al, Pb, Si.

Мельхиор — медный сплав, содержащий никель.

Дюралюминий — это алюминиевый сплав, содержащий медь (3-5%), марганец (1%) и магний (1%).

Электрометаллургия — это производство металлов путем электролиза растворов или плавления их соединений. Редуцирующим фактором в этом процессе является электроэнергия.

Нержавеющая сталь

Технически это разновидность легированной стали, но существует так много ее разновидностей, что ее обычно выделяют в отдельную категорию. Эта сталь особенно важна благодаря своей коррозионной стойкости.

По сути, это просто сталь, содержащая значительное количество хрома. При коррозии хром создает очень тонкий слой, который замедляет образование ржавчины. Стирание этой плотины быстро приведет к образованию новой плотины.

Кухни полны изделий из нержавеющей стали — ножи, столы, посуда — все, что соприкасается с пищей.

К сожалению, то, что они изготовлены из нержавеющей стали, не означает, что они не ржавеют. Различные составы предотвращают различные степени ржавления. Нержавеющая сталь, используемая в морской воде, должна быть коррозионностойкой, чтобы предотвратить появление ржавчины. Однако все виды нержавеющей стали ржавеют, если за ними не ухаживать должным образом.

Железо (кованое или литое)

Хотя это очень архаичный металл (особенно распространенный в железном веке), он все еще имеет множество современных применений.

Во-первых, это важный компонент стали. Но помимо этого, вот некоторые другие области применения и объяснения того, почему используется железо:.

  • Посуда (например, сковороды) — пористая поверхность позволит кулинарным маслам пригореть и создать естественную антипригарную поверхность.
  • Дровяные печи — чугун имеет чрезвычайно высокую температуру плавления, поэтому печь может выдерживать высокие температуры.
  • Основания и рамы для тяжелой техники — этот тяжелый металл снижает вибрацию и обеспечивает жесткость

Интересный факт: железо — шестой по распространенности элемент во Вселенной.

Алюминий

Что касается металлов, то это действительно современный металл. Впервые алюминий был произведен в 1825 году и с тех пор послужил основой для нескольких важных разработок.

Например, благодаря своему замечательному соотношению веса и массы, именно этот металл в значительной степени отвечает за полеты человека и полеты на Луну. Он имеет хорошую форму (эластичный) и не ржавеет, что делает его идеальным для изготовления банок для безалкогольных напитков. И (возможно) самое главное, из него можно сделать очень тонкие листы, которые можно использовать для приготовления свежей рыбы до совершенства.

Хотя процесс производства алюминия немного сложнее, чем других металлов, на самом деле это очень распространенный металл. Это самый распространенный цветной металл (без железа) на планете.

Он не ржавеет, но окисляется. На самом деле, железо по определению является единственным металлом, который «ржавеет». Алюминий более подвержен коррозии при контакте с солью. Однако он не подвергается коррозии при контакте с водой. Это делает алюминий очень полезным для создания таких объектов, как пресноводные лодки.

Оцените статью
Uhistory.ru