Металлы в природе. Общие способы их получения

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ МЕТАЛЛОВ В ПРИРОДЕ
Содержание некоторых металлов в земной коре:
Алюминий 8,2%
Железо 5,0%
Кальций 4,1%
Натрий 2,3%
Магний 2,3%
Калий 2,1%

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ МЕТАЛЛОВ В ПРИРОДЕ
Содержание некоторых металлов в морской воде:
Na+ 1,05%
Mg 2+ 0,12%

В ПРИРОДЕ МЕТАЛЛЫ МОГУТ ВСТРЕЧАТЬСЯ
Только в свободном (самородном) виде (благородные металлы - золото, платина);
В самородном виде и в виде соединений (металлы малой активности – серебро, медь, ртуть, олово);
Только в виде соединений (металлы, стоящие в ряду напряжений до олова).

ЧАЩЕ ВСЕГО МЕТАЛЛЫ ВСТРЕЧАЮТСЯ В ВИДЕ
Солей неорганических кислот
Оксидов

СУЛЬФИДЫ
Галенит PbS
Киноварь HgS
Пирит FeS2
И др.

ХЛОРИДЫ
Сильвин KCl
Галит NaCl
Сильвинит KCl • NaCl
Карналлит
KCl • MgCl2 • 6H2O
И др.

СУЛЬФАТЫ, ФОСФАТЫ, КАРБОНАТЫ
Барит BaSO4
Апатит Ca5(PO4)3(F,CI)
Мрамор CaCO3
Магнезит MgCO3
Малахит Cu2(OH)2CO3
И др.

ОКСИДЫ
Магнетит Fe3O4
Гематит Fe2O3
Каолин Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O
И др.

Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами.
Отрасль промышленности, занимающаяся получением металлов из руд, называется металлургией.

Металлургия – наука о промышленных способах получения металлов из природного сырья.
Металлургия делится на три отрасли: пирометаллургию, гидрометаллургию и электрометаллургию.

1. ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ
Восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью восстановителей.
Соль → оксид
Соли кислородсодержащих кислот –
термическое разложение:
CuCO3 = CuO + CO2
Соли бескислородных кислот- обжиг:
2ZnS + ЗО2 = 2ZnО + 2SО2
Такими способами получают металлы средней активности и неактивные

Восстановление углем или угарным газом:
CuO + C → Cu + CO
CuO + CO → Cu + CO2
Водородотермия:
Cr2O3 + H2 → Cr + H2O
Металлотермия:
Fe2O3 + Al → Fe + Al2O3
t
t
t
t

АЛЮМОТЕРМИЯ
3MnO2 + 4Al → 3Mn + 2Al2O3
Таким способом получают Mn, Cr, Ti, Mo, W
Получение происходит по схеме:
сульфиды→оксиды→металлы
ПОЛУЧЕНИЕ ИЗ СУЛЬФИДОВ
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2
ZnO + C → Zn + CO

2. ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ
Получение металлов из растворов их солей.
Перевод нерастворимого соединения в раствор:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Восстановление металла из раствора:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.
Таким способом получают Cu, Ag, Au, Zn, Mo, U и другие металлы.