Рудами називають мінерали і гірські породи, що містять метали та їх сполуки, з яких технічно можливо і економічно доцільно отримувати чисті метали.
Отримання металів з руд - завдання металургії.
Металургія - це і наука про промислові способи отримання металів з руд, а також відповідна галузь промисловості.
Будь-металургійний процес - це процес відновлення катіоновметалла за допомогою різних відновників.
Існують кілька способів отримання металів:
Пірометалургія - відновлення металів з руд при високих температурах за допомогою вуглецю \ (C \), оксиду вуглецю (II) \ (CO \), водню H 2. металів - алюмінію \ (Al \), магнію \ (Mg \).
Цех пірометалургійного виробництва.
1. Відновлення металів з їх оксидів за допомогою вуглецю (у вигляді коксу, раніше - у вигляді деревного вугілля) або оксиду вуглецю (II) називається Карботермія.
Наприклад, олово відновлюють з олов'яного каменю вуглецем:
Sn + 4 O 2 - 2 + C 0 ⟶ t ° Sn 0 + C + 4 O - 2 + 2
Мідь відновлюють з купріта оксидом вуглецю (II):
Cu + 1 2 O - 2 + C + 2 O - 2 ⟶ t ° 2 Cu 0 + C + 4 O - 2 + 2
2. Відновлення металів з їх оксидів за допомогою металів називається металлот ерміей.
Наприклад, хром відновлюють з оксиду хрому (III) за допомогою алюмінію (Алюмінотермія):
Cr + 3 2 O - 2 3 + 2 Al 0 ⟶ t ° 2 Cr 0 + Al + 3 2 O - 2 3
Титан відновлюють з оксиду титану (IV) магнієм:
Ti + 4 O 2 - 2 + 2 Mg 0 ⟶ t ° Ti 0 + 2 Mg + 2 O - 2
3. Відновлення металів з їх оксидів з допомогою водню. Таким чином отримують метали з високим ступенем чистоти.
Наприклад, так відновлюють вольфрам з оксиду вольфраму (VI):
W + 6 O 3 - 2 + 3 H 0 2 ⟶ t ° W 0 + 3 H 2 + 1 O - 2
4. Руди, утворені сульфідами металів, попередньо піддають випалу (окислюють киснем повітря), а потім метал відновлюють з утворився оксиду.
Наприклад, цинкову обманку (сульфід цинку) піддають випалу (при цьому утворюється оксид цинку і діоксид сірки), а потім, отриманий оксид цинку, відновлюють вуглецем:
1) 2 Zn + 2 S - 2 + 3 O 0 2 ⟶ t ° 2 Zn + 2 O - 2 + 2 S + 4 O - 2 + 2 2) Zn + 2 O - 2 + C 0 ⟶ t ° Zn 0 + C + 2 O - 2
Електрометалургія - відновлення металів з розчинів або розплавів їх з'єднань під дією електричного струму (електроліз).
У процесі електролізу за рахунок електричної енергії здійснюється хімічна реакція, яка самовільно йти не може.
Електролізний цех металургійного заводу.
1. Відновлення активних металів електролізом з розплавів їх солей (галогенідів).
Наприклад, натрій можна отримати з розплавленого хлориду натрію під дією електричного струму:
2 Na + 1 Cl - 1 ⟶ електроліз 2 Na 0 + Cl 0 2
2. Відновлення металів середньої активності та неактивних металів електролізом з розчинів їх солей.
Наприклад, олово утворюється при електролізі розчину хлориду олова (II):
Sn + 2 Cl 2 - 1 ⟶ електроліз Sn 0 + Cl 0 2
Мідь утворюється при електролізі розчину сульфату міді (II):
2 Cu + 2 S + 6 O - 2 4 + 2 H + 1 2 O - 2 ⟶ електроліз 2 Cu 0 + O 0 2 + 2 H 2 + 1 S + 6 O - 2 4