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工业还原金属用什么方法

发布时间:2023-03-20 20:07:39

‘壹’ 请问工业上冶炼难熔的金属铬、锰、钨等通常用什么方法

工业上使用的铬矿石为铬铁矿,金属铬生产可采用金属热还原(铝热)法及电解法。 但钢铁工业中广泛应用的铬铁合金和硅铬合金是用电炉冶炼的。铬铁矿磨细后配加纯碱和白云石,经过氧化焙烧,再浸出过滤,得Na2CrO4溶液。脱除Na2SO4后再将溶液浓结晶出重铬酸钠。铬酸钠转化成重铬酸钠。重铬酸钠可以不同方式转化为三氧化二铬Cr2O3,纯Cr2O3以铝热还原铝法还原得金属铝。
电解法炼各则是用碳素铬铁作原料,制备纯铬铵矾溶液,纯铬铵矾溶于热水送入隔膜电解槽电解。用不锈钢作阴极,铅银合金(1%Ag)作阳极,电解得到纯度为99.2~99.4%的片状金属铬。为了提高金属铬的纯度,可通过真空处理或氢还原降低含氧量。亦可用+6价铬溶液电解得高纯度金属铬(含氧0.01~0.02%),但电流效率很低(6~7%)。

锰可用高炉将锰铁矿冶炼出富锰渣,然后在高温下冶炼得到高碳锰铁或硅锰合金或硅锰铝合金;
也可以采用湿法方法浸出得到硫酸锰,电解生产金属锰。

钨一般经过重力选矿得到钨精矿,白钨矿用盐酸分解,黑钨矿用碱煮,或碱烧结后溶出,得到钨酸钠,再经过稀释、离子交换,氨沉淀得到仲钨酸氨。仲钨酸氨热分解得到三氧化钨,再氢还原可得钨粉。

‘贰’ 工业上冶炼各种金属都用什么方法

以下是金属冶炼方法:

K,Ca,Na,Mg,Al,| Zn,Fe,Sn.Pb.(H),Cu,| Hg,Ag,Pt,Au

可以大致分成三段
1、Al之前的金属很活泼,用电解盐或氧化物的方法冶炼
如,Na是电解熔融NaCl
Mg是电解熔融MgCl2
Al是电解熔融Al2O3

2、中间一段一般是热还原法,加热时,用合适的还原剂,如,H2、C、CO、或者较活泼的金属Al(铝热反应)进行冶炼
如,H2、C、CO加热还原CuO得到Cu,还原Fe2O3得到Fe等
Al高温铝热反应冶炼Fe、Cr、Mn等金属

3、后面的不活泼金属可以通过直接加热氧化物分解的方法得到金属单质
如,HgO加热分解成Hg和O2,就是拉瓦锡发现空气中存在O2的经典实验

一、电解法
金属活动顺序表中金属的冶炼如:
2Al2O3 =冰晶石,电解= 4Al + 3O2↑
〔生成的O2与阳极炭棒反应生成CO、CO2,所以应不断补充阳极炭棒,冰晶石(Na3AlF6)为助熔剂。〕

二、热还原法

(1)用C(焦炭、木炭)、CO作还原剂。如:3CO + Fe2O3 =高温= 2Fe + 3CO2
(我国是世界上冶炼锌最早的国家,明朝宋应星在《天工开物》一书中有记载)

(2)铝热剂冶炼难熔的金属
2Al + Fe2O3 == Al2O3 + 2Fe

三、加热法

等不活泼金属的冶炼,可用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法。如:
2HgO =加热= 2Hg + O2↑
唐代李白的秋浦歌:炉火照天地,红星乱紫烟。郝郎明月夜,歌曲动川寒。秋浦:在今安徽省池洲市西,当时产银、铜。郝郎指冶炼工人。

四、物理提取

在自然界中存在,其密度很大,用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质,便可得。刘禹锡的浪淘沙:日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来。(隈:水转弯的地方)

五、湿法冶金

即利用溶液中发生的化学反应(如置换、氧化还原、中和、水解等),对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。
如铜的冶炼:Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu

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