📌  相关文章
📜  金属精炼方法

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:11.628000             🧑  作者: Mango

金属精炼方法

地壳中富含矿物质和矿石。一些矿石已被证明是人类的宝贵资源。例如，源自铁矿石（赤铁矿）的铁为工业革命奠定了基础。另一方面，铝是一战和二战期间航空业的重要战略资源。尽管如此，铝金属仍因其独特的特性和快速且经济高效的提取而继续主导市场。金属占所有天然元素的 70%。

金属可以在自然界中以游离形式和结合形式存在。通常，活性金属以氧化物、硫化物、碳酸盐等混合状态存在。处于反应性系列中心的金属，如锌、铁、铅等，具有中等反应性，可以在地壳中以氧化物、硫化物、碳酸盐等形式存在。这些金属络合物中的一些可以廉价地去除以生产纯金属。自古以来，冶金技术一直在印度使用。印度最早的冶金痕迹是在公元前 6000 年左右在俾路支省的 Mehrgarh 发现的。金、铜、银、铅、锡、铁和汞是古代七种金属。

从矿石中提取金属

  • 从矿石中获取纯金属的过程称为冶金。使用基于其反应性的方法从矿石中提取金属。
  • 电解用于从矿石中提取高活性金属，而煅烧、焙烧和还原技术用于去除中等活性金属。
  • 焙烧和精炼用于从矿石中回收低反应性金属。尽管大多数低活性金属（例如金）以游离态或与银和汞（汞齐）结合的形式存在。
  • 矿石的浓缩是在使用所有这些基于金属反应性的金属提取方法之前完成的。矿石在自然界中含有多种杂质，包括岩石颗粒、沙子和其他杂质。
  • 矿石中的这些杂质称为基质杂质或规格杂质。浓缩矿石是指从矿石中去除基质或规格。

精制

一些杂质会残留在通过任何工艺（例如煅烧/焙烧或电解）回收的金属中。根据金属和杂质特性的不同，采用许多不同的工艺来获得非常纯净的金属。根据存在的金属和杂质，应用非常不同的程序。

  • 蒸馏

该工艺用于提纯低沸点金属，例如汞和锌。在此过程中，不纯金属被加热到沸点以上，使其产生蒸汽。因为杂质不会蒸发，所以它们被分离。随着纯金属蒸气的冷凝，杂质被留下。

  • 液化

在此过程中考虑了金属的熔点。使用该工艺纯化具有低熔点的金属。杂质的熔点高于金属。通过在略高于其熔点的温度下传递热量，金属转化为液体。当纯金属熔化并从熔炉中流下时，杂质会被留下。

  • 区域精炼和电解精炼

电解精炼和区域精炼是两种较为常见的精炼技术。电解精炼中使用不纯金属作为阳极，而使用纯金属作为阴极。在电解过程中，纯金属从阳极移动到阴极，而杂质则以阳极泥的形式积聚。

区域精炼的前提是杂质在熔融金属中比在固体金属中更易溶解。在这项技术中，移动感应线圈加热器被构造为在不纯的金属棒上移动。在与加热器一起移动的棒上，形成了熔融区。当加热器向前移动时，纯金属结晶并留下，而杂质则随着熔融区的移动，因为它们在熔融状态下更易溶解。

  • 区域精炼原理

区域精炼的前提是金属锭或矿石中的污染物在熔融阶段比在相应的固态中更易溶解。

在区域精炼过程中，杂质会集中在金属块的一端，从而可以净化金属块的其余部分。值得注意的是，偏析系数（定义为固态杂质与液态或熔融态杂质的比率）通常小于 1。

这意味着当环境设定在固-液边界时，杂质原子倾向于扩散到液体区。

  • 色谱法

除了这些程序之外，当污染物和金属的化学特性变化很小时，色谱法也可用于元素纯化。色谱法的原理是基于观察到混合物的不同组分对固定相具有不同的亲和力。

通过将组分分散在整个固定相和流动相中，组分被物理分离。弱力和非离子力，例如氢键或范德华力，用于吸附固定相的组分。混合物的成分以不同的速率移动并分离。

分离是通过流动相和固定相的差异分配来实现的。组分的不同分配系数导致在固定相上的不同保留，导致它们在固定相上分离。

示例问题

问题一：金属气相精炼的原理是什么？

回答：

问题2：金属区域精炼是什么意思？

回答：

问题3：什么是善行？

回答：

问题四：什么是矿石？

回答：

问题5：什么是磁选？

回答：

问题6：什么是浸出？

回答：