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