《金属矿物开发利用》

第四章金属矿物的开发利用

开发利用金属矿物提问：金属在自然界一般以什么形式存在？自然界中绝大多数金属以化合态存在；只有少数金属以游离态存在〔金、铂〕局部金属矿物黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用在金属化合物中，必须将它们复原。这个过程在工业上称为金属的冶炼电解法热还原法热分解法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg根据金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法

冶炼金属的实质是用复原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。n+M得电子M（被还原）根据金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法

金属冶炼的方法电解法热还原法热分解法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.热分解法热分解法电解法热还原法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg2HgO==2Hg+O2↑加热2Ag2O==4Ag+O2↑加热开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.热分解法2.热复原法热分解法电解法热还原法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAgCuO+H2==Cu+H2O加热Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2高温常见的复原剂有：CO、H2、C(焦炭)、活泼金属2CuO+C===2Cu+CO2↑△开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.热分解法2.热复原法铝热反响〔铝粉与某些金属氧化物如Fe2O3、MnO2、Cr2O３、V2O5等〕的混合物在高温下进行的反响。其中铝粉与这些金属氧化物的混合物称为铝热剂。〕反响现象:1.镁条剧烈反响，放出大量的热，发出耀眼强光，2.纸漏斗被烧穿，3.有熔融物落在沙子上。4.熔融物冷却后为黑色固体镁条：引燃剂氯酸钾：助燃剂铝：复原剂高温2Al+Fe2O3====2Fe+Al2O3开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.热分解法2.热复原法铝热反响的应用

铝热反响的原理可以应用于焊接钢轨、冶炼金属等；适用于冶炼钒、铬、锰等熔点高的金属。3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温练习请写出MnO2、Cr2O3、分别与Al反响的化学方程式开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.加热法2.热复原法3.电解法热分解法电解法热还原法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg电解2NaCl（熔融）==2Na+Cl2↑MgCl2（熔融）====Mg+Cl2↑电解电解2Al2O3（熔融）====4Al+3O2↑

冰晶石湿法炼铜:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu火法炼铜:Cu2S+O2==2Cu+SO2高温其他方法KCaNaMg

Al︱ZnFeSnPb(H)Cu︱HgAg︱PtAu电解法热复原法热分解法物理富集法〔C、CO、H2、Al等〕不同金属冶炼方法的选择归纳：(1)为什么不同的金属的冶炼方法不同?(2)为什么人类使用铁器比使用铜器晚?

今天铝的产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成为现代文明不可缺少的金属，铝在工业上被称为“钢精”，是因为它的合金不但轻，而且强度足以替代钢铁，铝除了用于建材之外，还被用于航天工业，如我国第一颗人造卫星东方红一号，外壳全部用铝合金制成，美国的阿波罗—11号，宇宙飞船所用的金属材料中，铝及合金占75%左右，可以说人类送上太空的金属中，铝是最多的了。注意：正常人的人体，每70kg体重约含61mg铝。但铝摄入过多却是对人体有害的，经研究说明，铝元素能渗入人脑，与神经元细胞释放出来的具有传递信息功能的有机碱反响，导致神经系统传递信息受阻，引起老年痴呆。练习1.以下各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中复原出来的是A.Ca、MgB.Al、FeC.Fe、CuD.Hg、Ag2.以下金属氧化物不能用焦炭复原的是解题思路:碳的复原性一般介于A1～Zn之间，故一般比碳复原性强的金属，不能用碳复原。A.CaOB.Ag2OC.CuOD.Fe2O3CA3、以下各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是〔〕A、加热氧化铝B、加热碳酸钙C、电解熔融氯化钠D、氯化钠与铝粉高温共热C4.以下冶炼金属的反响，一定是置换反响的是A．热分解法B．电解法C．铝热法炼铁D．高炉炼铁C练习5以下氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是()A.WO3B.MnO2C.MgOD.V2O5C6.以下说法中不正确的选项是A．金属的冶炼原理，就是利用氧化复原反响原理，用复原剂在一定条件下将金属从矿石中复原出来B．冶炼金属时，必须参加一种物质作为复原剂C．金属由化合态变为游离态，都是被复原D．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般较弱AB7.以下冶炼金属的反响，一定是