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当前位置:第三节 金属的冶炼
作者：未知来源：中央电教馆时间：2006/4/26 22:23:06阅读：nyq
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铝的冶炼及其合金
一、铝的性质
1．为地壳存量第三多之元素(O>Si>Al>Fe)。
2．银白色的轻金属，比重为2.7，仅为铁的三分之一，熔点660℃。
3．铝在空气中极易氧化成氧化铝薄膜可保护内部不再氧化。
4．具有延展性，为电和热的良导体。
二、铝的冶炼
使铝离子还原所需的电位很高，因此无法以碳还原其氧化物而得金属铝，现今工业上制铝是以电解法电解熔融之氧化铝而得之。
工业上以郝耳法(Hall process)加冰晶石(Na3AlF6)为助熔剂来电解熔融的氧化铝，以制备铝(反应约在900℃之高温进行)
铝的电解炼制是一项耗费能量很大之工业
① 氧化铝中铝为三价，Al3++3e-→Al，电解产生1mole的铝需3F(3×96500
coul)的电量
② 电解前还需很大的热量来使氧化铝熔化
三、铝的用途
铝可用来制造铝门窗等建筑材料或铝罐、铝箔等日常用具。
铝可用来制造各种铝合金以适合特殊用途。
纯铝较软，在300℃左右会失去抗张力强度，因此并不适合做机械材料，经处理的铝合金，质轻且极坚韧，为飞机之重要材料
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铁的冶炼及其合金
铁为地壳中存量仅次于铝的金属，其主要之矿石有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、褐铁矿(Fe2O3·3H2O)及菱铁矿(FeCO3)，而黄铁矿(FeS2)因含有难以去掉的硫，并不适合炼铁。
铁的冶炼，由铁矿炼铁均使用鼓风炉法
炼铁需具四大因素：铁矿、焦煤、热空气、熔剂
1．铁矿：必须为氧化铁，如为褐铁矿或菱铁矿，需先经锻烧后以去掉其水份使其分解为氧化铁再用
2．煤焦(C)：
① 用作燃料以生高温（800℃）
② 作为还原剂
3．热空气：
使焦煤燃烧发生高温，同时产生CO使氧化铁还原
4．熔剂：其目的在于结合铁矿中之杂质而成液体流出，该液体称为熔渣如杂质为泥沙（主成份为SiO2），则加入灰石（CaCO3）为熔剂；杂质为灰石（主成份为CaCO3），则加入硅土（SiO2）为熔剂SiO2+CaCO3+CaSiO3（学名为偏硅酸钙，俗称熔渣）
5．熔渣的功用：
除去杂质‚ 浮于液体表面（密度小于Fe），可防止铁被氧化‚可制水泥及肥料
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铜的冶炼及合金
铜有以元素态存在者，但存量不多，故以化合态存在较多。
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分项 |
说明 |
备注 |
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存在 |
其主要之矿石为赤铜矿(Cu2O)、辉铜矿(Cu2S)、黄铜矿(CuFeS2)及蓝铜矿(CuCO3)2．Cu(OH)2等 |
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| 原料 |
由辉铜矿取铜 |
磨碎矿石®用水洗去泥沙®加入熔剂®共置炉中加热®铜可熔融取出 |
焦碳还原氧化铜或碳酸铜 |
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| 制备方式 |
还原法 |
Cu2O+C®2Cu+3CO CuCO3+2C®Cu+3CO |
常为由辉铜矿或黄铜矿制铜时须如此 |
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铜矿含铜很少时 |
铜矿含铜较少（约10%以下），须先用浮选法以浓缩之，而后再行冶炼 |
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炼制过程 |
①浮选法 |
②段烧炉 |
③反射炉 |
④转化炉 |
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目的 |
浓缩 |
将部份硫变成SO2而除去 |
加入熔剂使FeO变成硅酸盐之熔渣 |
加强热氧化S2-而得Cu |
此处熔渣和炼铁时不同 |
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该步骤之产物 |
CuFeS2 |
CuS、FeO |
Cu2S和硅酸盐之熔渣 |
粗铜Cu |
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扩展资料
网络资源索引
1．原电池
网址1：http://www.cbe21.com [210.77.158.170]
路径：中国基础教育网＞化学频道＞备课中心＞高三＞原电池、金属的腐蚀与防护
简介：本部分内容的教案。
网址2：http://www.cbe21.com [210.77.158.170]
路径：中国基础教育网＞化学频道＞实验天地＞趣味实验＞自制电池
简介：介绍自制电池的原理及制法。另外，“中国基础教育网＞化学频道＞信息园地＞学科新知＞燃料电池”还介绍了燃料电池的发现、应用、前景。
网址3：http://www.pep.com.cn [202.106.163.36]
路径：人教网＞学科教育＞中学化学＞实验园地＞趣味实验＞电池的制作
简介：介绍电池的制作方法。
网址4：http://www.pyms.net.cn [61.144.42.66]
路径：博雅教育信息网＞化学＞化学文摘＞《原电池》的教学设计与实施
简介：提供本部分内容的研究介绍、教学设计、实施的论文。
2．金属的腐蚀和防护
网址1：http://www.zhengxing.com.cn [202.99.11.226]
路径：化学在线＞科学殿堂＞化学社会＞金属在土壤中的腐蚀
简介：介绍金属在土壤中腐蚀的原因及腐蚀类型。