海水中有色金属资源的利用.ppt

由于本人能力有限 技术较差 制作的不足之处望在座各位谅解 知识面不足 在说的不对之处或是不足之处 望各位指出 有不懂之处 一起让老师解答 谢谢合作 第一节 海水中的元素 提问 海水为什么有苦味呢 你有没有尝过海水 海水的组成是什么 其存在形式 含量如何 海水中溶解了大量的气体物质和各种盐类 人类在陆地上发现的 1 多种元素 在海水中可以找到 多种 海水中有近80多种元素 他们大部分以盐的形式存在 在每升海水中含量大于1毫克的元素我们称为海水中常量元素 它们占海水所溶物质总量的99 9 在每升海水中含量小于1毫克的元素我们称为海水中微量元素 如碘 锂 铀等 一 海水 化学元素宝库 多达80多种元素 其中氯 钠 镁 硫 钙 钾 碳 锶 溴 br 硼 b 氟 f 占99 9 常量元素 有关海水组成的惊人数字 80多种 11种 2 5 1010t 5 1017t 2 6 1016t 1kg 2 5 1011t 9 3 1010t 4 5 109t 2 1015t u 海水综合利用联合工业体系一例 食盐的用途 生理作用 维持细胞外液的渗透压 氯离子在体内参与胃酸的生成等 食盐用途生活小常识 刷牙治牙痛 治喉咙痛 盐浴使皮肤强健 鲜花加少量盐可数日不谢 洗衣服上的黄色汗斑 误食有毒物喝盐水解毒 资料 1000g海水的化学组成示意图 能源金属 锂是用于制造氢弹的重要原料 海洋中每升海水含锂 毫克 锂还是理想的电池原料 含锂的铝镍合金在航天工业中占有重要位置 海水中的微量元素 海洋中的矿产资源 铀是高能量的核燃料 1000克铀所产生的能量相当于2500吨优质煤 碘元素与人体内的一种激素 甲状腺素合成有关 而甲状腺素对人体的智力发育有影响 因此被称为 聪明的元素 儿童缺乏得呆小症 成年缺乏得大脖子病 缺碘引起的甲状腺肿即大脖子病 缺碘的危害 缺碘引起的克汀病即呆小病 海水中部分元素浓度图 海水中镁的总储量约为2 1015t 看图说话 接下来以 从海水中提取镁 为代表来说明海水中有色金属资源的利用 第二节镁的提取与应用 一 生活 生产 自然界中的镁 镁的主要用途 国防金属 的美誉 镁是一种轻金属 其合金的强度高 机械性能好 这些特性使金属镁成为制造汽车 飞机 火箭的重要材料 从而获得 国防金属 的美誉 在冶金工业上 金属镁常用作还原剂和脱氧剂 镁的存在 镁橄榄石mg2sio4 光卤石kcl mgcl 6h2o 菱镁矿mgco3 石棉 高纯镁锭 镁合金锭 汽车合金配件 镁合金仪器箱 用镁合金做车架的捷安特自行车 奥迪轿车镁合金外壳 神六 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 1 镁在哪里 二 镁与海水提镁 镁是人体内不可缺少的微量元素 它可激活人体内325个酶系统 参与各种能量的代谢活动 是人体一切生长过程 包括骨 细胞 核糖核酸 脱氧核糖核酸以及各种生物膜形成的重要物质 并与心脏 神经 肌肉功能的关系极为密切 男性成人每日需镁350毫克 女性成人为300毫克 孕妇为450毫克 人们日常的一般食物含镁量是比较丰富的 对一般人来说 补充镁的最好来源是食物 其中以麦芽 全麦制品 糙米 蛋黄 豆类 新鲜玉米 花生 香蕉最佳 镁在地壳中含量只有铝的四分之一 而且镁比铝更加活泼 所以要想矿物质中获取镁 代价比铝更高 mg 海洋中含有大量的氯化镁 海水又咸又苦 咸是因为含有氯化钠 苦是因为含有氯化镁 同样道理 粗盐易潮解是因为其中含有较多的氯化镁 而氯化镁易吸水 据估算 假如每年从海水中提取1亿吨镁再过一百万年 海水中镁的含量也只会从目前的0 13 降低到0 12 即只减少了万分之一 可谓取之不尽 用之不竭 海水中部分元素浓度图 海水中镁的总储量约为1 8 1015t 看图说话 卤水中的离子浓度图 海水中的镁主要以氯化镁和硫酸镁形式存在 mg2 cl so42 2 海水提镁 从海水中的镁离子到金属镁 经历的化学变化 mg2 2oh mg oh 2 mg oh 2 2hcl mgcl2 2h2omgcl2 mg cl2 通电 1 镁的提取原理 mgcl2 ca oh 2 mg oh 2 cacl2mg oh 2 2hcl mgcl2 2h2omgcl2mg cl2 caco3cao co2 cao h2o ca oh 2 2 海水是一种混合溶液 其中主要含有哪些离子 cl na mg2 ca2 so42 如何实现mg2 的富集和分离 可以加入一种试剂使mg2 沉淀 回顾与思考 请尝试设计由mg oh 2到mg的可能途径 提示 工业上一般用电解镁的化合物的方法制取镁 问题一 海水中镁离子的浓度约为1 28g l 浓度太稀了 我们该怎么办 解决 浓缩 利用晒盐后的母液 卤水 解决 选择合适的沉淀剂沉淀镁离子 问题二 如何把mg2 从母液中分离出来 问题三 如何把mg oh 2转化为单质镁 问题四 为什么海水中已有mgcl2我们却要加碱转化为mg oh 2再加酸变回mgcl2 解决 浓缩 提纯 市场价格 问题 从沉淀效果看 澄清石灰水比氢氧化钠效果差得多 如何解决这一矛盾 解决 使用石灰乳 海水提取镁的工艺流程图 引入海水 贝壳 caco3 工业制镁流程 沉降池 过滤槽mg oh 2 盐酸 锻烧产物 电解mgcl2 金属镁 氯气 观察与思考 镁的化学性质探究 实验1 把擦去氧化物保护膜的镁条点燃后伸入二氧化碳中 现象 剧烈燃烧 伴有白烟 在瓶的内壁有黑色的固体生成 结论 实验2 镁与稀硫酸反应 现象 迅速反应 生成大量气泡 且放出热量 试管内壁温度升高 结论 镁条能与稀硫酸反应 且放出热量 化学方程式 mg h2so4 mgso4 h2 离子方程式 mg 2h mg2 h2 镁的性质与原子结构的关系 mg 易失2e mg2 镁很活泼 可与活泼的非金属 酸等物质反应 镁的化学性质归纳 1 与o2反应 3 与水反应 mg 2h2o 热水 mg oh 2 h2 中强碱 能使酚酞变红 4 与氧化物反应 镁的化学性质归纳 5 与非氧化性酸反应 稀h2so4稀hcl mg 2h mg2 h2 与氧化性酸发生复杂的反应 hno3 浓h2so4 6 与盐溶液反应 置换较不活泼的金属 mg cu2 mg2 cu 镁的化学性质归纳 镁的物性 银白色金属光泽 密度小 合金 金属与金属或非金属熔合在一起形成且有金属特性的混合物 特性 熔点低于任何一组分 镁的主要用途 1 制合金2 制耐火材料 mgo 熔点高3 植物叶绿素组成成分 5 海水是取之不尽的化工原料资源 从海水中可提取各种化工原料 下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图 3 拓展 目前海水提取镁主要是美国 日本及欧洲的一些国家 而我国陆上镁矿资源丰富 如天然菱镁矿 mgco3 储量就占世界总储量的60 以上 产量也居世界首位 因此镁及镁的化合物的来源主要靠陆地解决 过程是 mgco3 mgo co23mgo 2c 3cl2 3mgcl2 co co2mgcl2 mg cl2请从可持续发展的角度分析哪种更符合未来的发展 归纳 镁是具有强还原性的金属 1 能与氧气等非金属反应 2 能与酸反应 3 能与排在镁之后的