金属矿物与冶炼.ppt

6.3 金属矿物与冶炼金属矿物与冶炼一、常见的金属矿物一、常见的金属矿物 1 1、金属元素在自然界的存在形态、金属元素在自然界的存在形态游离态游离态（元素以（元素以单质单质形态存在，形态存在，AuAu和和AgAg）化合态化合态（元素以（元素以化合物化合物形态存在，大多数金属）形态存在，大多数金属）K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au越活泼越活泼的金属的金属,越容易越容易与其他物质形成化合物与其他物质形成化合物,以以化合态化合态形式存在，被人类形式存在，被人类发现的越晚发现的越晚。越不活泼越不活泼的金属的金属,越不容易越不容易与其他物质形成化与其他物质形成化合物合物,以以单质单质形式存在，被人类形式存在，被人类发现的越早发现的越早。2.2.常见的几种矿石常见的几种矿石赤铁矿赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿磁铁矿（Fe3O4）钛铁矿钛铁矿（FeTiO3）黄铁矿黄铁矿（FeS2）金属的冶炼金属的冶炼实实质是把金属从质是把金属从矿石中还原出矿石中还原出来的过程来的过程 孔雀石（铜绿）孔雀石（铜绿）（Cu2(OH)2CO3）赤铜矿赤铜矿（Cu2O）铝土矿铝土矿（Al2O3）二、炼铁的基本原理二、炼铁的基本原理3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2高温高温实验步骤及注意事项实验步骤及注意事项1 1、实验室炼铁、实验室炼铁原料：原料：铁矿石铁矿石(赤铁矿赤铁矿)、焦炭焦炭、空气、空气、石灰石石灰石2 2、工业上铁的、工业上铁的冶炼冶炼设备：设备：高炉高炉过量空气过量空气焦炭焦炭焦炭焦炭高温高温高温高温赤铁矿赤铁矿高温高温CO2COFe反应过程：反应过程：将铁矿石中的将铁矿石中的 SiOSiO2 2转变为炉渣转变为炉渣点燃点燃 C+O2 =2CO2高温高温 C+CO2=2CO（FeFe2 2O O3 3）生铁生铁出铁口出铁口炉渣炉渣出渣口出渣口 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温 产生还原剂产生还原剂COCO 提供热量提供热量涉及反应化学方程式：涉及反应化学方程式：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温高温 C+CO2=2CO高温高温C+O2=CO2点燃点燃产品：产品：生铁（含碳量生铁（含碳量2%-4.3%2%-4.3%）铁合金铁合金3 3、炼炼钢：钢：氧气氧气高温高温钢钢生铁生铁钢（含碳量钢（含碳量0.03%-2%0.03%-2%）4 4、生铁和钢（铁的合金）生铁和钢（铁的合金）铁合金铁合金生铁生铁钢钢含碳量含碳量机械性能机械性能2%2%4.3%4.3%0.03%0.03%2%2%坚硬、耐磨、坚硬、耐磨、铸性好，易断铸性好，易断硬硬而韧，良好而韧，良好的的延展性和弹性延展性和弹性 生铁和钢性能不同的原因是：含碳生铁和钢性能不同的原因是：含碳量不同量不同1.1.活泼金属活泼金属(如如K Na Mg AI):K Na Mg AI):电解法电解法2.2.一般金属一般金属(如如Zn Fe Sn Pb Cu):Zn Fe Sn Pb Cu):热还原法热还原法3.3.较稳定金属较稳定金属(如如Hg Ag):Hg Ag):直接加热法直接加热法 Fe2O33CO =2Fe3CO2高温高温2HgO=2Hg+O2三、三、冶炼金属的常用方法冶炼金属的常用方法2Al2O3=4Al+3O2 通电通电例：例：10001000吨含氧化铁吨含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁上可以炼出含铁96%96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算混合物的质量混合物的质量=纯净物的质量纯净物的质量纯度纯度练习：冶炼练习：冶炼2000t2000t含杂质含杂质3 3的生铁，需的生铁，需要含要含FeFe2 2O O3 3的赤铁矿石多少的赤铁矿石多少t?t?