Природное сырье и способы его переработки Распространение элементов в земной коре (масс.%): O – 47,2 Si – 27,6 Al – 8,8 Fe – 5,1 Рассеянные элементы Cu. - презентация

1 Природное сырье и способы его переработки Распространение элементов в земной коре (масс.%): O – 47,2 Si – 27,6 Al – 8,8 Fe – 5,1 Рассеянные элементы Cu – 3*10 -3 не рассеянный Ge – 7*10 -4 рассеянный

2 Формы нахождения в природе ЩМ и ЩЗМ – соли: ЩМ – Г -, NO 3 -, SO 4 2-, CO 3 2- (реже) ЩЗМ – PO 4 3-, CO 3 2-, SO 4 2- ; Г - и NO 3 - реже силикаты M 3+ - высокое сродство к кислороду (Al, РЗЭ, Sc) оксиды, гидроксиды, силикаты, фосфаты Sn, Pb, большинство d – элементов - оксидные или сульфидные (арсенидные) минералы Элементы в самородной форме - Au, Ag, Cu, Hg, платиновые, N 2, O 2, сера

3 Обогащение руд (отделение пустой породы) Разделение по: плотности магнитным свойствам смачиваемости растворимости... Очистка, разделение смесей - перевод одного из компонентов в раствор или осаждение из раствора - перевод в летучую форму + перегонка (гидриды, галогениды) Ti, Si, Ge, W,... - поглощение компонентов адсорбентов хроматография

4 Цианидное выделение золота порода с Au + NaCN, O 2 Na[Au(CN) 2 ] р-р Zn Au + Na 2 [Zn(CN) 4 ] р-р Метод Ван Аркеля – Де Бура TiI 4 t, нагретая мет. нить Ti (WI 2 ) (W) галогеновые лампы Разделение РЗЭ дробная кристаллизация - «мишметалл» (40% Ce, 20% La, 15%Nd,...) хроматография, экстракция – до 99,9%

5 Разделение (аффиннаж) платиновых металлов Встречаются в природе в рудах Ni, Cu электролитическая очистка Cu или Ni смесь платиновых металлов в анодных шламах растворение в HCl + HNO 3 р-р H 2 [ЭCl 6 ] кроме Os осадок OsO 4, отгонка + NH 4 Cl р-р осадок (NH 4 ) 2 PtCl 6 упар. + HNO 3 р-р осадок (NH 4 ) 2 IrCl 6 Zn + H 2 SO 4 Pd, Ru, Rh (Pt, Ir) HCl + HNO 3 H 2 SO 4 отгонка Pd (р-р) Rh (р-р) RuO 4

6 Методы получения простых веществ Перевод оксидов или солей в летучие галогениды: M 2 O x + xC + xГ 2 => 2MГ x + x CO Перевод сульфидных руд в оксиды: обжиг на воздухе

7 Получение железа Доменный процесс 2C + O 2 => 2CO 3C + Fe 2 O 3 => 2Fe + 3CO 3CO + F 2 O 3 => 2Fe + 3CO 2 чугун (система Fe-C с >2,14% C) понижение конц. С выжиганием сталь (

8 Получение алюминия анод: угольные стержни электролит: р-р Al 2 O 3 в расплаве Na 3 AlF 6 катод: жидкий Al на дне электролизной ванны Реакции: Al 2 O 3 => AlO + + AlO 2 - анод: 2AlO e - => Al 2 O 3 + 1/2O 2 (+ C => CO 2 ) катод: 3AlO + + 3e - => Al 2 O 3 + Al проблема инертного анода требования к материалу?

9 Получение меди первичные Cu минералы – сульфиды (CuFeS 2, CuS, Cu 2 S) вторичные минералы: куприт Cu 2 O тенорит CuO малахит Cu 2 (OH) 2 CO 3 Начало выплавки меди (энеолит) – вторичные минералы + С Производство из сульфидных руд: выплавка: 4CuFeS ,5O 2 => 4Cu + FeO + Fe 3 O 4 + 8SO 2 электролитическое рафинирование: катод – чистая медь; анод – черновая медь

10 Получение высокочистых веществ Si I SiO 2 + 2C => Si + 2CO II Si + 2Cl 2 => SiCl 4, перегонка SiCl 4 + 2H 2 => Si + 4HCl III зонная плавка техн., 93-99%