Металлы в природе. Общие способы получения металлов
В свободном состоянии в природе встречаются только неактивные металлы. Так в
виде самородков встречаются золото
и платина, иногда - серебро и медь. Добыча этих металлов связано лишь с
механическим отделением их от примесей. Большинство
металлических элементов легко окисляющиеся и существуют в природе только в соединениях:
оксидах (Fe3O4, Cr2O3), сульфідах
(FeS2, ZnS), солях (NaCl, CaCO3). Именно из таких природных
соединений и добывают металлы путем их химической переработки.
Природные минеральные соединения, из которых экономически
целесообразно добывать металл в производственных условиях называют рудами. Важнейшими рудами являются оксиды, сульфиды и
карбонаты металлических элементов. Первым этапом переработки руд является удаление пустой
породы - обогащение руды. Добывание металлов из руд основан
на их восстановлении разными способами.
Важнейший
способ получения металлов из руд - восстановление оксидов соответствующих металлических
элементов углем (коксом) при нагревании:
SnO2 +
C = Sn + CO2.
Довольно часто
оксидные руды восстанавливают карбон(II) оксидом, а иногда - водородом:
Fe2O3 + 3CO =
2Fe + 3CO2
WO3 + 3H2 = W +
3H2O.
Сульфидные руды
сначала обжигают, а затем восстанавливают полученный оксид:
2PbS + 3O2
= 2PbO + 2SO2
PbO + C = Pb + CO.
Важным методом
добыча металлов является восстановления менее активных металлов более активными металлами и
некоторыми неметаллами при нагревании. Восстановление алюминием называют
алюмінотермією, восстановление магнием - магнієтермією, силіцієм - силікотермією:
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3.