Hei acolo! Sunt furnizor în industria metalelor și am de-a face cu tot felul de metale de secole. O întrebare care apare adesea este: „Cum sunt extrase metalele din minereuri?” Ei bine, hai să ne scufundăm direct în asta.
În primul rând, ce sunt minereurile? Minereurile sunt roci care conțin suficient metal sau compus metalic pentru a merita extragerea metalului din ele. Nu toate rocile sunt însă minereuri. De exemplu, doar pentru că există un pic de cupru într-o rocă aleatorie nu înseamnă că este un minereu. Trebuie să aibă o concentrație suficient de mare.
Există câteva metode diferite pentru extragerea metalelor din minereuri, iar pe care o folosim depinde de reactivitatea metalului.
1. Extracția metalelor mai puțin reactive
Să începem cu metalele mai puțin reactive precum cuprul, argintul și aurul. Aceste metale sunt atât de nereactive încât uneori pot fi găsite în forma lor pură în natură. Dar de cele mai multe ori, sunt încă în minereuri.
O metodă comună pentru aceste metale esteprăjire. Prăjirea înseamnă, practic, încălzirea minereului în prezența aerului. De exemplu, dacă avem minereu de sulfură de cupru, atunci când îl prăjim, are loc următoarea reacție:
2Cu₂S + 3O₂ → 2Cu₂O + 2SO₂
Apoi, oxidul de cupru (I) poate fi redus în continuare la cupru metal. Putem folosi carbonul ca agent reducător. Reacția este așa:
2CUCI + CRO CO → 4C. + COO
Aceasta este o modalitate simplă de a obține cupru din minereul său. A fost folosit de mii de ani și este și astăzi relevant.
O altă metodă pentru metalele mai puțin reactive esteelectroliză. De exemplu, în purificarea cuprului, folosim electroliza. Facem un anod din cupru impur și un catod din cupru pur. Electrolitul este de obicei soluție de sulfat de cupru. Când un curent electric trece prin soluție, ionii de cupru din anod se dizolvă în soluție și apoi sunt depuși pe catod ca cupru pur. În acest fel, putem obține cupru de înaltă calitate. Puteți afla mai multe despre unele aplicații metalice precumMetal Inlay sau Onlay, care ar putea folosi cupru de înaltă puritate.
2. Extracția metalelor moderat reactive
Metalele precum zincul, fierul și plumbul se încadrează în categoria moderat reactive. Cea mai comună metodă de extragere a acestor metale estereducerea cu carbon.
Să luăm ca exemplu fierul. Fierul este extras în principal din minereul său, hematitul (Fe₂O₃), într-un furnal. În primul rând, hematitul este amestecat cu cocs (care este carbon aproape pur) și calcar (CaCO₃). Când este încălzit în furnal, apar următoarele reacții:
Cocsul arde în aerul fierbinte pentru a produce dioxid de carbon:
C + O₂ → CO₂
Apoi, dioxidul de carbon reacționează cu mai mult cocs pentru a forma monoxid de carbon:
CO₂ + C → 2CO
Monoxidul de carbon este agentul reducător. Reduce oxidul de fier (III) din hematită la fier metal:
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
Calcarul este acolo pentru a îndepărta impuritățile. Se descompune pentru a forma oxid de calciu:
CaCO₃ → CaO + CO₂
Oxidul de calciu reacționează apoi cu impurități precum silice pentru a forma zgură, care poate fi îndepărtată cu ușurință.
Pentru zinc, folosim și o metodă similară. Blenda de zinc (ZnS) este mai întâi prăjită pentru a forma oxid de zinc:
2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂
Apoi, oxidul de zinc este redus cu carbon:
ZnO + C → Zn + CO
Acest lucru ne oferă zinc metal. TheImplant All On Fourar putea folosi unele dintre aceste metale moderat reactive în structura sa.
3. Extracția metalelor foarte reactive
Metalele precum aluminiul, sodiul și magneziul sunt foarte reactive. Nu putem folosi carbonul pentru a-și reduce oxizii, deoarece aceste metale au o afinitate mai mare pentru oxigen decât are carbonul. Deci, principala metodă de extragere a acestor metale esteelectroliza compușilor topiți.
Să vorbim despre aluminiu. Aluminiul este extras din bauxita (Al₂O₃). În primul rând, bauxita este purificată pentru a obține oxid de aluminiu pur. Apoi, oxidul de aluminiu este dizolvat în criolit topit (Na₃AlF₆). Criolitul scade punctul de topire al oxidului de aluminiu, ceea ce economisește multă energie. Când un curent electric este trecut prin amestecul topit, aluminiul metalic este produs la catod și oxigenul gazos este produs la anod:
La catod: Al³⁺ + 3e⁻ → Al
La anod: 2O²⁻ → O₂ + 4e⁻
Acest proces este destul de consumator de energie, dar este singura modalitate practică de a obține aluminiu din minereul său.
Sodiul este extras prin electroliza clorurii de sodiu topite. Într-o celulă Downs, atunci când un curent electric este trecut prin clorură de sodiu topită, sodiu metalic este produs la catod și clor gazos este produs la anod:
La catod: Na⁺ + e⁻ → Na
La anod: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
TheAtașament de preciziear putea necesita aluminiu de înaltă calitate sau alte metale foarte reactive pentru piesele sale de precizie.
Considerații de mediu
Extragerea metalelor din minereuri nu este doar soare și curcubeu. Există unele impacturi grave asupra mediului. De exemplu, prăjirea minereurilor sulfurate eliberează dioxid de sulf gazos, care poate provoca ploi acide. Exploatarea minereurilor provoacă, de asemenea, defrișări, eroziunea solului și distrugerea habitatului.
Pentru a atenua aceste impacturi, căutăm în mod constant modalități mai durabile de extragere a metalelor. Reciclarea este o opțiune excelentă. Reciclarea metalelor precum aluminiul, cuprul și oțelul utilizează mult mai puțină energie decât extragerea lor din minereuri. De exemplu, reciclarea aluminiului folosește cu aproximativ 95% mai puțină energie decât producerea lui din bauxită.
Controlul calității în extracția metalelor
Ca furnizor de metal, controlul calității este foarte important. După ce metalele sunt extrase, trebuie să ne asigurăm că îndeplinesc standardele cerute. Pentru aceasta folosim diverse tehnici.
O metodă comună esteanaliză chimică. Putem folosi tehnici precum spectroscopia pentru a determina compoziția exactă a metalului. Acest lucru ne ajută să ne asigurăm că nu există impurități nedorite.
Testăm și proprietățile fizice ale metalului. De exemplu, testăm duritatea, ductilitatea și conductivitatea. Aceste proprietăți sunt cruciale, mai ales dacă metalul va fi utilizat în aplicații specifice, cum ar fi înAtașament de preciziesauImplant All On Four.
De ce să ne alegem metalele?
Ca furnizor de metal, avem multe de oferit. Avem o gamă largă de metale, de la cele mai puțin reactive precum cuprul și aurul până la cele foarte reactive precum aluminiul și sodiul. Folosim cele mai noi tehnici de extracție și purificare pentru a asigura cea mai înaltă calitate.
Metalele noastre sunt folosite în tot felul de industrii, de la construcții la electronice. Indiferent dacă aveți nevoie de o cantitate mică de metal pentru un proiect de cercetare sau de o cantitate mare pentru un proces de producție la scară largă, vă putem oferi.
Dacă sunteți interesat să cumpărați metale de la noi, ne-ar plăcea să discutăm cu dvs. Doar contactați-vă și putem discuta despre cerințele dvs. specifice. Putem oferi prețuri competitive și servicii excelente pentru clienți. Așadar, nu ezitați să ne contactați pentru toate nevoile dumneavoastră de metal.
Referințe
- Atkins, P. și Jones, L. (2016). Principii chimice: căutarea perspicacității. WH Freeman and Company.
- Ebbing, DD și Gammon, SD (2017). Chimie generală. Cengage Learning.
- Housecroft, CE și Sharpe, AG (2018). Chimie anorganică. Pearson.