Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения



Яндекс.Метрика

Получение металлов из их окислов

Выделение окислов из руд
Металлы в природе встречаются главным образом в виде сульфидов, окислов и хлоридов.
В зависимости от содержания основного металла в руде ее подвергают механическому или флотационному обогащению. При незначительном содержании ценного металла в руде или когда для его получения требуется чистое соединение, руду подвергают химической переработке.
Применяют в основном три вида химической переработки: кислотное или щелочное расщепление, спекание и хлорирование.
Кислотное или щелочное расщепление (разложение) заключается в нагревании руды с кислотой (обычно с серной, реже с соляной) или щелочью, с последующим разбавлением раствора и выделением из него соответствующих соединений. Выбор метода определяется химическими свойствами руды.
Разложение нагреванием руд с серной кислотой применяется для выделения соединений титана, циркония, гафния, тория, редкоземельных и некоторых других элементов. Некоторые из перечисленных металлов, например литий, торий, титан, редкоземельные металлы, переходят в раствор. Затем их выделяют из раствора различными осадителями. Титан выделяют в виде метатитановой кислоты, выпадающей при разбавлении раствора (за счет гидролиза).
Выщелачивание щелочами или содой применяется для выделения из концентратов вольфрама, молибдена, урана, ванадия, алюминия и некоторых других, которые образуют соответствующие водорастворимые соединения. Для выделения молибдена, меди, никеля и цинка иногда применяют выщелачивание раствором аммиака.
Сплавление с щелочами, содой или известью применяется для выделения соединений вольфрама, молибдена, ванадия, ниобия, тантала, циркония и некоторых других металлов. После спекания полученную массу (спек) выщелачивают водой или проводят кислотное расщепление.
Концентраты ниобия и тантала иногда хлорируют с целью выделения легколетучих пентахлоридов.
Все эти методы включают много различных операций, прежде чем соответствующее соединение будет получено в чистом виде. Одним из примеров химической переработки является выделение окиси алюминия из бокситов (см. часть IX, § 3).
Довольно часто металлы встречаются в виде сульфидов, например медь, молибден, цинк и другие. В этом случае концентраты предварительно обжигают при высокой температуре в присутствии воздуха. Благодаря большему сродству металлов с кислородом по сравнению с их сродством с серой сульфиды переходят в окислы, например:
2MoS3-j~70,=2Mo03+4S02.
Реакции всегда идут с выделением тепла. Полученные окислы выделяются из продуктов обжига химическими методами или перерабатываются непосредственно, с целью выделения металлов.
Ряд редких и рассеянных металлов концентрируется в отходах производства. Например, германий концентрируется в пыли коксогазовых заводов, галлий концентрируется в растворах, остающихся
после осаждения гидрата окиси алюминия, а также в остатках, получающихся после очистки цинка возгонкой; таллий и германий извлекают из отходов цинкового производства и т. д.
Комплексна я переработка руд и использование отходов производства является одним из важнейших методов получения редких металлов.

Химическая прочность окислов
Выбор метода восстановления того или иного окисла определяется прочностью окисла и свойствами получаемого металла. Прочность окислов ориентировочно можно определить исходя из теплот их образования, рассчитанных на 1 грамм-эквивалент металла (табл. 13).
Как следует из данных таблицы 13, наиболее прочными окислами являются окислы щелочноземельных металлов, магния, алюминия и некоторых редких металлов. Поэтому эти окислы восстанавливаются с большим трудом. Окислы ртути, меди и некоторых других являются сравнительно непрочными, и металл из них может быть выделен под действием слабых восстановителей и при сравнительно умеренных температурах.
Из приведенных данных также следует, что для многовалентных металлов низшие окислы более прочны по сравнению с окислами, в которых металл проявляет большую валентность. Такие окислы восстанавливаются ступенчато. Окислы, содержащие много кислорода, восстанавливаются легко, например V206, Мп02, Fe203. Они дают окислы с меньшим содержанием кислорода, например Va04, Mn203, Fe304, а затем соответственно — V203, Мп304, FeO и т. д.



Меню раздела

Применение металлов и их сплавов
Получение металлов из их окислов
Получение металлов из их окислов восстановлением окисью углерода и углеродом
Получение металлов из окислов металлотермическим методом
Получение металлов восстановлением окислов водородом
Получение металлов восстановлением хлоридов
Получение металлов термическим разложением йодидов
Получение металлов электролизом водных растворов
Порошковая металлургия


 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.