Здравейте! Аз съм доставчик в металния бизнес и се занимавам с всякакви видове метали от векове. Един въпрос, който често изскача, е "Как се извличат метали от руди?" Е, нека се потопим направо в него.
Първо, какво представляват рудите? Рудите са скали, които съдържат достатъчно определен метал или метално съединение, за да си струва извличането на метала от тях. Не всички скали обаче са руди. Например, само защото има малко мед в произволна скала, не означава, че е руда. Трябва да има достатъчно висока концентрация.
Има няколко различни метода за извличане на метали от руди и кой ще използваме зависи от реактивността на метала.
1. Извличане на по-малко реактивни метали
Нека започнем с по-малко реактивните метали като мед, сребро и злато. Тези метали са толкова нереактивни, че понякога могат да бъдат намерени в чистата си форма в природата. Но през повечето време те все още са в рудите.
Един общ метод за тези метали епечене. Печенето е основно нагряване на рудата в присъствието на въздух. Например, ако имаме медна сулфидна руда, когато я печем, се случва следната реакция:
2Cu₂S + 3O₂ → 2Cu₂O + 2SO₂
След това медният (I) оксид може да бъде допълнително редуциран до метална мед. Можем да използваме въглерод като редуциращ агент. Реакцията е следната:
2CUCI + CRO CO → 4C. + Главен оперативен директор
Това е лесен начин да получите мед от неговата руда. Използван е от хиляди години и е актуален и днес.
Друг метод за по-малко реактивни метали еелектролиза. Например при пречистването на мед използваме електролиза. Ние правим анод от нечиста мед и катод от чиста мед. Електролитът обикновено е разтвор на меден сулфат. Когато през разтвора преминава електрически ток, медните йони от анода се разтварят в разтвора и след това се отлагат върху катода като чиста мед. По този начин можем да получим наистина висококачествена мед. Можете да научите повече за някои метални приложения катоМетална инкрустация или онлей, който може да използва мед с висока чистота.
2. Извличане на умерено реактивни метали
Метали като цинк, желязо и олово попадат в умерено реактивната категория. Най-разпространеният метод за извличане на тези метали ередукция с въглерод.
Да вземем за пример желязото. Желязото се извлича главно от неговата руда, хематит (Fe₂O₃), в доменна пещ. Първо, хематитът се смесва с кокс (който е почти чист въглерод) и варовик (CaCO₃). При нагряване в доменната пещ протичат следните реакции:
Коксът изгаря в горещия въздух, за да произведе въглероден диоксид:
C + O₂ → CO₂
След това въглеродният диоксид реагира с повече кокс, за да образува въглероден оксид:
CO₂ + C → 2CO
Въглеродният окис е редуциращият агент. Редуцира железния (III) оксид в хематита до метално желязо:
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
Варовикът е там, за да премахне примесите. Разлага се до образуване на калциев оксид:
CaCO₃ → CaO + CO₂
След това калциевият оксид реагира с примеси като силициев диоксид, за да образува шлака, която може лесно да бъде отстранена.
За цинка също използваме подобен метод. Цинкова смес (ZnS) първо се изпича до образуване на цинков оксид:
2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂
След това цинковият оксид се редуцира с въглерод:
ZnO + C → Zn + CO
Това ни дава метал цинк. TheИмплант All On Fourможе да използва някои от тези умерено реактивни метали в своята структура.
3. Извличане на силно реактивни метали
Метали като алуминий, натрий и магнезий са силно реактивни. Не можем да използваме въглерод, за да редуцираме техните оксиди, защото тези метали имат по-голям афинитет към кислорода от въглерода. И така, основният метод за извличане на тези метали еелектролиза на разтопени съединения.
Да поговорим за алуминий. Алуминият се извлича от боксит (Al₂O₃). Първо, бокситът се пречиства, за да се получи чист алуминиев оксид. След това алуминиевият оксид се разтваря в разтопен криолит (Na₃AlF₆). Криолитът понижава точката на топене на алуминиевия оксид, което спестява много енергия. Когато през разтопената смес преминава електрически ток, на катода се произвежда метален алуминий, а на анода се произвежда кислород:
На катода: Al³⁺ + 3e⁻ → Al
На анода: 2O²⁻ → O₂ + 4e⁻
Този процес е доста енергоемък, но това е единственият практичен начин за получаване на алуминий от неговата руда.
Натрият се извлича чрез електролиза на разтопен натриев хлорид. В клетка на Downs, когато електрически ток преминава през разтопен натриев хлорид, металният натрий се произвежда на катода, а хлорният газ се произвежда на анода:
На катода: Na⁺ + e⁻ → Na
На анода: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
TheПрецизно закрепванеможе да изисква висококачествен алуминий или други силно реактивни метали за своите прецизни части.
Екологични съображения
Извличането на метали от руди не е само слънце и дъга. Има някои сериозни въздействия върху околната среда. Например печенето на сулфидни руди отделя газ серен диоксид, който може да причини киселинен дъжд. Добивът на руди също причинява обезлесяване, ерозия на почвата и унищожаване на местообитания.
За да смекчим тези въздействия, ние непрекъснато търсим по-устойчиви начини за извличане на метали. Рециклирането е една чудесна възможност. Рециклирането на метали като алуминий, мед и стомана използва много по-малко енергия, отколкото извличането им от руди. Например, рециклирането на алуминий използва около 95% по-малко енергия, отколкото производството му от боксит.
Контрол на качеството при добива на метали
Като доставчик на метал контролът на качеството е изключително важен. След като металите бъдат извлечени, трябва да се уверим, че отговарят на изискваните стандарти. Използваме различни техники за това.
Един често срещан метод ехимичен анализ. Можем да използваме техники като спектроскопия, за да определим точния състав на метала. Това ни помага да се уверим, че няма нежелани примеси.
Тестваме и физичните свойства на метала. Например, ние тестваме твърдостта, пластичността и проводимостта. Тези свойства са от решаващо значение, особено ако металът ще се използва в специфични приложения като вПрецизно закрепванеилиИмплант All On Four.
Защо да изберете нашите метали?
Като доставчик на метали имаме какво да предложим. Имаме широка гама от метали, от по-малко реактивните като мед и злато до силно реактивните като алуминий и натрий. Използваме най-новите техники за извличане и пречистване, за да гарантираме най-високо качество.
Нашите метали се използват във всякакви индустрии, от строителството до електрониката. Независимо дали имате нужда от малко количество метал за изследователски проект или голямо количество за широкомащабен производствен процес, ние можем да го осигурим.
Ако се интересувате от закупуване на метали от нас, ще се радваме да поговорим с вас. Просто се свържете и ние можем да обсъдим вашите специфични изисквания. Можем да предложим конкурентни цени и отлично обслужване на клиентите. Така че, не се колебайте да се свържете с нас за всички ваши нужди от метал.
Референции
- Аткинс, П. и Джоунс, Л. (2016). Химически принципи: търсенето на прозрение. WH Freeman и компания.
- Ebbing, DD, & Gammon, SD (2017). Обща химия. Cengage Learning.
- Housecroft, CE, & Sharpe, AG (2018). Неорганична химия. Пиърсън.