Bok tamo! Dobavljač sam u metalnom poslu i bavim se raznim metalima godinama. Jedno pitanje koje se često postavlja je: "Kako se metali izdvajaju iz ruda?" Pa, zaronimo odmah u to.
Prvo, što su rude? Rude su stijene koje sadrže dovoljno određenog metala ili metalnog spoja da bi se isplatilo ekstrahirati metal iz njih. No nisu sve stijene rude. Na primjer, samo zato što postoji maleni komadić bakra u nasumično odabranom kamenu ne znači da je to ruda. Mora imati dovoljno visoku koncentraciju.
Postoji nekoliko različitih metoda za ekstrakciju metala iz ruda, a koju ćemo koristiti ovisi o reaktivnosti metala.
1. Ekstrakcija manje reaktivnih metala
Počnimo s manje reaktivnim metalima poput bakra, srebra i zlata. Ovi metali su toliko nereaktivni da se ponekad mogu pronaći u čistom obliku u prirodi. Ali većinu vremena, još uvijek su u rudama.
Jedna uobičajena metoda za ove metale jeprženje. Prženje je u osnovi zagrijavanje rude u prisutnosti zraka. Na primjer, ako imamo rudu bakrenog sulfida, kada je pržimo, događa se sljedeća reakcija:
2Cu₂S + 3O₂ → 2Cu₂O + 2SO₂
Tada se bakrov(I) oksid može dalje reducirati u metalni bakar. Ugljik možemo koristiti kao redukcijsko sredstvo. Reakcija je ovakva:
2CUCI + CRO CO → 4C. + COO
Ovo je jednostavan način dobivanja bakra iz njegove rude. Koristi se tisućama godina, a aktualan je i danas.
Druga metoda za manje reaktivne metale jeelektroliza. Na primjer, u pročišćavanju bakra koristimo se elektrolizom. Od nečistog bakra izrađujemo anodu, a od čistog bakra katodu. Elektrolit je obično otopina bakrenog sulfata. Kada električna struja prolazi kroz otopinu, ioni bakra s anode se otapaju u otopini i zatim se talože na katodi kao čisti bakar. Na taj način možemo dobiti stvarno kvalitetan bakar. Možete saznati više o nekim metalnim primjenama kao što suMetalni umetak ili onlej, koji bi mogao koristiti bakar visoke čistoće.
2. Ekstrakcija umjereno reaktivnih metala
Metali poput cinka, željeza i olova spadaju u umjereno reaktivnu kategoriju. Najčešća metoda ekstrakcije ovih metala jeredukcija ugljikom.
Uzmimo željezo kao primjer. Željezo se uglavnom ekstrahira iz svoje rude, hematita (Fe₂O₃), u visokoj peći. Prvo se hematit miješa s koksom (koji je gotovo čisti ugljik) i vapnencem (CaCO₃). Pri zagrijavanju u visokoj peći dolazi do sljedećih reakcija:
Koks izgara u vrućem zraku i proizvodi ugljični dioksid:
C + O₂ → CO₂
Zatim, ugljični dioksid reagira s više koksa u ugljični monoksid:
CO₂ + C → 2CO
Ugljikov monoksid je redukcijsko sredstvo. Reducira željezov(III) oksid u hematitu u metalno željezo:
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
Kamenac je tu da ukloni nečistoće. Razgrađuje se u kalcijev oksid:
CaCO₃ → CaO + CO₂
Kalcijev oksid tada reagira s nečistoćama poput silicijevog dioksida i stvara trosku, koja se može lako ukloniti.
Za cink također koristimo sličnu metodu. Cinkova mješavina (ZnS) prvo se prži da bi se dobio cinkov oksid:
2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂
Zatim se cinkov oksid reducira ugljikom:
ZnO + C → Zn + CO
Ovo nam daje metal cink. TheAll On Four implantatmože koristiti neke od ovih umjereno reaktivnih metala u svojoj strukturi.
3. Ekstrakcija visoko reaktivnih metala
Metali poput aluminija, natrija i magnezija vrlo su reaktivni. Ne možemo koristiti ugljik za redukciju njihovih oksida jer ti metali imaju veći afinitet prema kisiku od ugljika. Dakle, glavna metoda za ekstrakciju ovih metala jeelektroliza rastaljenih spojeva.
Razgovarajmo o aluminiju. Aluminij se ekstrahira iz boksita (Al₂O₃). Prvo se boksit pročišćava kako bi se dobio čisti aluminijev oksid. Zatim se aluminijev oksid otopi u rastaljenom kriolitu (Na₃AlF₆). Kriolit snižava talište aluminijevog oksida, što štedi mnogo energije. Kada električna struja prolazi kroz rastaljenu smjesu, na katodi se proizvodi metalni aluminij, a na anodi plinoviti kisik:
Na katodi: Al³⁺ + 3e⁻ → Al
Na anodi: 2O²⁻ → O₂ + 4e⁻
Ovaj proces je dosta energetski intenzivan, ali to je jedini praktičan način da se iz njegove rude dobije aluminij.
Natrij se ekstrahira elektrolizom rastaljenog natrijeva klorida. U Downs-ovoj ćeliji, kada električna struja prolazi kroz rastaljeni natrijev klorid, metalni natrij nastaje na katodi, a plinoviti klor na anodi:
Na katodi: Na⁺ + e⁻ → Na
Na anodi: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
ThePrecizni dodatakmože zahtijevati visokokvalitetni aluminij ili druge vrlo reaktivne metale za svoje precizne dijelove.
Razmatranja okoliša
Vađenje metala iz ruda nije samo sunce i duge. Postoje neki ozbiljni utjecaji na okoliš. Na primjer, prženje sulfidnih ruda oslobađa plin sumpor dioksid, koji može uzrokovati kiselu kišu. Iskopavanje ruda također uzrokuje krčenje šuma, eroziju tla i uništavanje staništa.
Kako bismo ublažili te utjecaje, neprestano tražimo održivije načine za vađenje metala. Recikliranje je jedna izvrsna opcija. Recikliranje metala kao što su aluminij, bakar i čelik koristi puno manje energije nego njihovo izdvajanje iz ruda. Na primjer, recikliranje aluminija koristi oko 95% manje energije nego njegova proizvodnja iz boksita.
Kontrola kvalitete u ekstrakciji metala
Kao dobavljaču metala, kontrola kvalitete je iznimno važna. Nakon što se metali izvade, moramo se uvjeriti da zadovoljavaju potrebne standarde. Za to koristimo razne tehnike.
Jedna uobičajena metoda jekemijska analiza. Za određivanje točnog sastava metala možemo koristiti tehnike poput spektroskopije. To nam pomaže da budemo sigurni da nema neželjenih nečistoća.
Također testiramo fizikalna svojstva metala. Na primjer, testiramo tvrdoću, duktilnost i vodljivost. Ta su svojstva ključna, osobito ako će se metal koristiti u specifičnim primjenama kao što je nprPrecizni dodatakiliAll On Four implantat.
Zašto odabrati naše metale?
Kao dobavljač metala, imamo mnogo toga za ponuditi. Imamo širok raspon metala, od onih manje reaktivnih poput bakra i zlata do vrlo reaktivnih poput aluminija i natrija. Koristimo najnovije tehnike ekstrakcije i pročišćavanja kako bismo osigurali najvišu kvalitetu.
Naši se metali koriste u svim vrstama industrija, od građevinarstva do elektronike. Bez obzira trebate li malu količinu metala za istraživački projekt ili veliku količinu za proizvodni proces velikih razmjera, mi vam to možemo pružiti.
Ako ste zainteresirani za kupnju metala od nas, rado bismo popričali s vama. Samo se javite i možemo razgovarati o vašim specifičnim zahtjevima. Možemo ponuditi konkurentne cijene i izvrsnu korisničku uslugu. Dakle, ne ustručavajte se kontaktirati nas za sve vaše metalne potrebe.
Reference
- Atkins, P. i Jones, L. (2016). Kemijska načela: Potraga za uvidom. WH Freeman i tvrtka.
- Ebbing, DD i Gammon, SD (2017). Opća kemija. Cengage učenje.
- Housecroft, CE i Sharpe, AG (2018). Anorganska kemija. Pearson.