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.