重要金屬的冶煉

重要金屬的冶煉


(1) 鋁:

電解Al2O3(助熔劑Na3AlF6)通入1F可得9克Al。

(2) 鐵:

以氧化鐵為原料,煤焦用作燃料及還原劑,灰石為熔劑除去泥沙(雜質為泥沙則加灰石為熔劑,雜質為灰石則加砂石為熔劑),送入熱空氣使焦煤燃燒發生高溫,同時發生CO使氧化鐵還原為鐵,在鼓風爐中發生的反應如下:
   2C(s) + O2 → 2CO(g)
   Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2 \
                                                                  生鐵的生成
   Fe2O3(s) + 3C(s) → 2Fe(l) + 3CO      /

      CaCO3 → CaO + CO2   \
                                                熔渣得形成
      CaO + SiO2 → CaSiO3  /

(3) 銅:

銅有以元素態存在者,但為量甚少。其主要之礦石為赤銅礦(Cu2O)、輝銅礦(Cu2S)、黃銅礦(CuFeS2)及藍銅礦(CuCO3)2.Cu(OH)2等。

A.冶煉:

(a) 氧化銅或碳酸銅與焦煤共置鼓風爐中加熱,銅即還原析出。
CuO + C → Cu + CO 或 CuCO3 + 2C →Cu + 3CO
(b) 輝銅礦或黃銅礦含銅較少,先以浮選法濃縮取得礦粉後,用下列過程冶煉銅:
 (一)在煅燒爐中煅燒而燒去一部分硫:
 2CuFeS2(s) + 4O2(g) → Cu2S(s) + 2FeO(s) + 3SO2
 (二)在反射爐中加入SiO2及CaCO3為熔劑將鐵變成矽酸鹽之熔渣而除去。FeO + SiO2 → FeSiO3
 (三)最後將下層之硫化銅移入轉爐中而強熱之,即得元素銅
 Cu2S(l) + O2(g) → 2Cu(l) + SO2(g)

B.銅的精製:

用電解法,以CuSO4及少量H2SO4之溶液為電解液。
陽極(粗銅)溶解:Cu → Cu2+ + 2e–
陰極(純銅)析出:Cu2+ + 2e– → Cu
 

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百科問與答

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