CH9 – Získávání kovů z rud na principu redoxních reakcí

zpět

Získávání kovů z rud na principu redoxních reakcí

 

Většina kovů se vyskytuje v přírodě ve formě sloučenin. tyto sloučeniny se nazývají minerály (nerosty). Minerály ze kterých můžeme kovy získat se nazývají rudy. Z těch se kovy získávají pomocí různých technologií. Jedny z nich využívají redoxních reakcí (vyredukování kovů z jejich oxidů).

 

Většina kovů se vyskytuje v přírodě ve formě sloučenin – minerály (nerosty).

Minerály ze kterých můžeme kovy získat se nazývají rudy.

 

Jednou z metod získávání kovů je vyredukování kovů z jejich oxidů (využití redoxních reakcí).

 

Výroba železa

 

 

  • minerály ze kterých se železo získává jsou většinou oxidy (magnetit Fe3O4, hematit Fe2O3, limonit Fe2O3.nH2O)
  • pokud se kovy vyskytují ve formě sulfidů (např. ZnS) musí se převádět na oxidy

2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2SO2

2 ZnO + C → 2 Zn + CO2

 

  • výroba železa probíhá ve vysoké peci
  • do vysoké pece se zavážejí železná ruda, koks, vápenec a vhání se sem vzduch
  • suroviny se nejprve vysuší a poté se postupně ruda redukuje na železo

 

  • vysoká pec pracuje řadu let
  • plní se nepřetržitě surovinami
  • zhruba každé 2 hodiny dochází k odpichu (vypouštění) železa a strusky
  • surové železo obsahuje 3-4% uhlíku
  • dále se zpracovává na litinu (více než 1,7% C) a ocel (méně než 1,7% C)

 

 

 

probíhají tyto reakce:

  • spalováním koksu se pec vyhřívá na 1700 – 2000°C, vzniklý CO2 se redukuje na CO, dochází k roztavení rudy a vzniku tekuté strusky

C + O2 → CO2

CO2 + C → 2 CO,

  • redukce oxidem uhelnatým (ve vyšších vrstvách pece)

 

3 Fe2CO3 + CO → 2 Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO → 3 FeO + CO2

FeO + CO → Fe + CO2

  • redukce uhlíkem (ve spodní části pece)

Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 CO

 

Kovy se mohou vyrábět také z kovových odpadů. Výroba je méně náročná, spotřebuje se méně energie a je šetrnější k životnímu prostředí.

 

 

Výroba železa

minerály

  • ve formě oxidů (magnetit Fe3O4, hematit Fe2O3, limonit Fe2O3. n H2O)
  • ve formě sulfidů (např. ZnS) musí se převádět na oxidy

 

Ve vysoké peci probíhají tyto reakce:

  • spalováním koksu

C + O2 → CO2

CO2 + C → 2 CO

  • redukce oxidem uhelnatým (ve vyšších vrstvách pece)

3 Fe2O3 + CO → 2 Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO → 3 FeO + CO2

FeO + CO → Fe + CO2

  • redukce uhlíkem (ve spodní části pece)

Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 CO

 

Na co umět odpovědět:

  • V jaké formě se většina kovů v přírodě vyskytuje?
  • Jak se nazývá metoda získávání kovů která využívá redoxních reakcí?
  • Jaké minerály se využívají jako základní surovina pro výrobu železa?
  • Jaké reakce probíhají ve vysoké peci? Napiš jejich rovnice.

 

zpět


CITACE: viz. odkaz: [k. 1 – chemie], [k. 2 – chemie]

obrázek (magnetit – Vzorek magnetitu z italského regionu Trentino-Alto Adige.): Autor: Archaeodontosaurus – Vlastní dílo, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11052142

obrázek (hematit – mineral. Nikon E-8800): Autor: Luis Miguel Bugallo Sánchez (Lmbuga Commons)(Lmbuga Galipedia)Publicada por/Publish by: Luis Miguel Bugallo Sánchez – Vlastní dílo, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=340268

obrázek (limonit – Vzorek limonitu): Autor: Luis Miguel Bugallo Sánchez (Lmbuga Commons)(Lmbuga Galipedia)Publicada por/Publish by: Luis Miguel Bugallo Sánchez – Vlastní dílo, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=340262