《自然资源的开发利用》课件

《自然资源的开发利用》黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用1.金属元素的存在形式

除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。矿石富集冶炼精炼金属单质2.金属的冶炼实质：用还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。

Mn+(化合态）得电子，被还原M（游离态）如何冶炼金属呢？

从人类使用金属的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的使用是近百年的事，人类使用金属由早到晚的顺序恰好是金属活动性由弱到强的顺序，金属越活泼冶炼越困难，利用的越晚。活泼性不同则方法不同金属矿物的开发利用金属活动性（还原性）KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg强弱电解法热还原法热分解法3.金属的冶炼方法金属矿物的开发利用（1）热分解法（不活泼金属）（2）电解法（活泼金属）

2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑电解MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑电解冰晶石2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑金属矿物的开发利用（3）热还原法常用还原剂：C、CO、H2

、AlFe2O3+2Al2Fe+Al2O3——铝热反应高温2CuO+C2Cu+CO2↑

高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

高温（可用于焊接铁轨）金属矿物的开发利用开发环保高效的金属冶炼方法防止金属的腐蚀提高金属矿物的利用率合理开发利用金属资源加强废旧金属的回收和再利用使用其他材料代替金属材料金属矿物的开发利用

计算表明，生产1mol铝消耗的电能至少为1.8×106J。回收铝制饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，前者的能耗仅为后者的3%-5%。通过对上述数据的分析和比较。结合图8-1和图8-2，你想到了什么？铝土矿萤石氧化铝冰晶石铝锭碳素电极液态铝石油焦和沥青焦电解图8-1铝的生产原理示意图思考与讨论思考与讨论

启示一：从铝土矿制铝消耗的能量要远远高于回收铝制饮料罐得到铝消耗的能量，因而在实际生产过程中要考虑成本。

启示二：加强废旧金属的回收和再利用是合理开发和利用金属资源的重要途径。在日常生活中要大力倡导金属垃圾的分类回收和再利用。

启示三：实际生产中，从金属矿物到纯净金属的冶炼过程是一个复杂的过程，在得到所需产品的同时也会产生废弃物，因此必须考虑废弃物的处理对环境的影响，形成绿色化学观念和可持续发展的意识。思考与讨论

海洋约占地球表面积的71%。海洋中水的储量约为1.3x1018吨，约占地球上总水量的97%。

从太空观察地球，会看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中。

由于与岩石、大气和生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物。海水中主要含有H、O元素，还含有丰富的Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等多种元素。二、海水资源的开发利用海水资源化学资源水资源新型能源海水资源的开发利用1.海水水资源的利用主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却。海水淡化的方法主要有：蒸馏法、电渗析法、离子交换法海水资源的开发利用2.海水中化学资源的利用（1）海水制盐海水资源的开发利用侯德榜（化学家）侯氏制碱法流程图海水资源的开发利用煅烧炉合成氨沉淀池CO2NH3NH3母液食盐水CO2NH4ClNaClNa2CO3循环Ⅰ循环Ⅱ海水资源的开发利用（2）海水提溴（吹出法）海水氧化室吹出塔吸收塔蒸馏塔冷凝器Br2SO2和H2OCl2和H2O酸和Cl2空气溴的富集海水资源的开发利用（2）海水提溴（吹出法）氧化：2Br-

+Cl2Br2+2Cl-吸收：2H2O+Br2+SO2SO42-

+2Br-

+4H+海水淡水钾盐溴化物食盐

钾

溴镁盐

镁火电厂、核电厂的循环冷却水氢气烧碱纯碱氯气

钠海水资源的综合利用三、煤、石油和天然气的综合利用1.煤的综合利用无机物有机物H、O、N、S

等元素—少量煤的组成C元素—大量煤的综合利用的主要途径：通过煤的干馏、气化、液化获得洁净的燃料和多种化工原料。

煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。煤出炉煤气煤焦油焦炭焦炉气——氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳粗氨水——氨、铵盐粗苯——苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯酚类、萘沥青煤的液化+H2直接液化+H2O间接液化液体燃料水煤气甲醇催化剂注意：煤的干馏、气化、液化均为化学变化水煤气煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程。主要反应：

C+H2O(g)

CO+H2高温2.天然气的综合利用

天然气主要成分是甲烷。它是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇以及合成分子内含两个或两个以上碳原子的其他有机化合物。天然气水合物——可燃冰（课本P103）3.石油的综合利用

石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。分馏：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程。属于物理变化。分为常压蒸馏和减压蒸馏

裂化：在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂成碳原子较少的烃的过程。

裂解：深度裂化。目的是获得短链不饱和烃为主要成分的基本化工原料。

催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃的过程。C4H10CH4+C3H6催化剂加热、加压丁烷甲烷丙烯C16H34

C8H18+C8H16催化剂加热、加压十六烷辛烷辛烯C8H18C4H10+C4H8催化剂加热、加压辛烷丁烷丁烯C4H10C2H6+C2H4