从自然界中获取铁铜课件.ppt

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1、关于从自然界中获取铁铜现在学习的是第1页，共20页思考：在自然界里，铁思考：在自然界里，铁、铜是以什么形式存在的？、铜是以什么形式存在的？解析：铁是一种活泼的金属，因此，自然界解析：铁是一种活泼的金属，因此，自然界 里的铁是以化合态的形式存在的。除里的铁是以化合态的形式存在的。除 了天外坠至地球的陨铁外，自然界里了天外坠至地球的陨铁外，自然界里 不存在游离态的铁。而铜的化学性质不存在游离态的铁。而铜的化学性质 比铁稳定，在自然界中主要以化合态比铁稳定，在自然界中主要以化合态 存在，也有少量单质铜存在，也有少量单质铜现在学习的是第2页，共20页铁矿石的成分和种类铁矿石的成分和种类铁矿石铁矿石脉石

2、脉石和硫磷杂质和硫磷杂质铁化合物铁化合物Fe3O4(磁铁矿石磁铁矿石)Fe2O3(赤铁矿石赤铁矿石)2Fe2O33H2O(褐铁矿石褐铁矿石)FeCO3(菱铁矿石菱铁矿石)现在学习的是第3页，共20页铜矿石的成分和种类铜矿石的成分和种类黄铜矿（黄铜矿（CuFeS2）孔雀石（孔雀石（CuCO3Cu(OH)2）现在学习的是第4页，共20页如何将铁、铜从化合态转化为游离态？如何将铁、铜从化合态转化为游离态？生成铁的化学生成铁的化学方程式方程式生成铜的化学生成铜的化学方程式方程式现在学习的是第5页，共20页一一 炼铁：炼铁：铁矿石（化合态）铁矿石（化合态）铁单质（游离态）铁单质（游离态）（1 1）基本反

3、应原理基本反应原理：利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要是利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。从铁矿石中还原出铁。（3）设备：高炉）设备：高炉（2）原料：）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气铁矿石，焦炭，石灰石，空气 （4）炼铁的主要反应过程：）炼铁的主要反应过程：3CO+ Fe3CO+ Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高温高温现在学习的是第6页，共20页炼铁的主要反应过程炼铁的主要反应过程产生还原剂：产生还原剂： C+O2CO2 CO2+C2CO （空气，焦炭）（空气，焦炭） 还原铁矿石：还原铁矿石： Fe2O3+3CO 2Fe

4、+3CO2 （铁矿石）（铁矿石） 造渣（除脉石）：造渣（除脉石）： CaCO3 CO2+CaO CaO+SiO2 CaSiO3 （熔剂：石灰石）（熔剂：石灰石）高温高温高温高温现在学习的是第7页，共20页（5）炼铁产品：）炼铁产品：生铁生铁(6)炼铁和环保节能炼铁和环保节能高炉煤气：高炉煤气： CO、CO2、N2现在学习的是第8页，共20页铁铁 的的 合合 金金生生 铁铁钢钢含含 碳碳 的的 质质量量 分分 数数杂杂 质质机机 械械 加加 工工机机 械械 性性 能能生铁和钢的比较生铁和钢的比较2%4.3%0.03%2%硅锰硅锰(较多较多)硫磷硫磷(较多较多)硅锰硅锰(适量适量)硫磷硫磷(较少较

5、少)可铸不可锻可铸不可锻可铸可铸,可锻可锻,可压延可压延硬而脆硬而脆硬而韧硬而韧,有弹性有弹性现在学习的是第9页，共20页炼铁和炼钢的比较炼铁和炼钢的比较把铁从铁矿石中把铁从铁矿石中还原出来还原出来氧化氧化-还原反应还原反应 还原剂还原出铁还原剂还原出铁铁矿石、石灰石、铁矿石、石灰石、焦碳、空气焦碳、空气炼铁高炉炼铁高炉现在学习的是第10页，共20页铜矿石中铜的含量在铜矿石中铜的含量在1%左右（左右（0.5%3%）的）的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（8%35%）的精矿

6、砂。）的精矿砂。从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例，从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例，首先把精矿砂、熔剂（石灰石、砂等）和燃料首先把精矿砂、熔剂（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或无烟煤）混合，投入（焦炭、木炭或无烟煤）混合，投入“密闭密闭”鼓鼓风炉中，在风炉中，在1 000 左右进行熔炼。于是矿石左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为中一部分硫成为SO2（用于制硫酸），大部分的（用于制硫酸），大部分的砷、锑等杂质成为砷、锑等杂质成为As2O3、Sb2O3等挥发性物质等挥发性物质而被除去：而被除去：2CuFeS2O2Cu2S2FeS+SO2现在学习的是第11页，共20页一部分铁

7、的硫化物转变为氧化物：一部分铁的硫化物转变为氧化物：2FeS+3O22FeO+2SO2Cu2跟剩余的跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成等便熔融在一起而形成“冰冰铜铜”（主要由（主要由Cu2S和和FeS互相溶解形成的，它互相溶解形成的，它的含铜率在的含铜率在20%50%之间，含硫率在之间，含硫率在2327%之间），之间），FeO跟跟SiO2形成熔渣：形成熔渣：FeO+SiO2FeSiO3熔渣浮在熔融冰铜的上面，容易分离，借以除去熔渣浮在熔融冰铜的上面，容易分离，借以除去一部分杂质。一部分杂质。现在学习的是第12页，共20页然后把冰铜移入转炉中，加入熔剂（石英砂）后鼓然后把冰铜移入转炉中，加入熔剂

8、（石英砂）后鼓入空气进行吹炼（入空气进行吹炼（1 100 1 300 ）。由于铁）。由于铁比铜对氧有较大的亲和力，而铜比铁对硫有较大比铜对氧有较大的亲和力，而铜比铁对硫有较大的亲和力，因此冰铜中的的亲和力，因此冰铜中的FeS先转变为先转变为FeO，跟熔，跟熔剂结合成渣，而后剂结合成渣，而后Cu2S才转变为才转变为Cu2O，Cu2O跟跟Cu2S反应生成粗铜（含铜量约为反应生成粗铜（含铜量约为98.5%）。）。2Cu2S3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2再把粗铜移入反射炉，加入熔剂（石英砂），通入再把粗铜移入反射炉，加入熔剂（石英砂），通入空气，使粗铜中的杂质氧化，跟熔剂

9、形成炉渣而空气，使粗铜中的杂质氧化，跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后，再喷入重油，由除去。在杂质除到一定程度后，再喷入重油，由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7%。 现在学习的是第13页，共20页1、电解精炼铜、电解精炼铜 99.95%99.98%2、生物炼铜、生物炼铜请同学们阅读课本请同学们阅读课本P71的相关内容，用笔的相关内容，用笔画出重点的字词。画出重点的字词。现在学习的是第14页，共20页作业：作业：1 1、高炉煤气的主要成分是什么？如何处理高炉

10、煤气？、高炉煤气的主要成分是什么？如何处理高炉煤气？ 2 2、炼铁中为什么要用石灰石？、炼铁中为什么要用石灰石？ 3 3、高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能否、高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能否 也可废物利用？也可废物利用？ 4 4、炼铁中得到的铁是纯铁吗？、炼铁中得到的铁是纯铁吗？现在学习的是第15页，共20页现在学习的是第16页，共20页C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2现在学习的是第17页，共20页磁铁矿赤铁矿赤铁矿陨铁现在学习的是第18页，共20页天然铜天然铜蓝铜矿黄铜矿孔雀石现在学习的是第19页，共20页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第20页，共20页