Магниетермия это в химии кратко

Обновлено: 05.07.2024

Металлургия — это наука о промышленных способах получения металлов. Различают черную и цветную металлургию.

Черная металлургия — это производство железа и его сплавов (сталь, чугун и др.).

Цветная металлургия — производство остальных металлов и их сплавов.

Широкое применение находят сплавы металлов. Наиболее распространенные сплавы железа — чугун и сталь.

Чугун — это сплав железа, в котором содержится 2-4 масс. % углерода, а также кремний, марганец и небольшие количества серы и фосфора.

Сталь — это сплав железа, в котором содержится 0,3-2 масс. % углерода и небольшие примеси других элементов.

Легированные стали — это сплавы железа с хромом, никелем, марганцем, кобальтом, ванадием, титаном и другими металлами. Добавление металлов придает стали дополнительные свойства. Так, добавление хрома придает сплаву прочность, а добавление никеля придает стали пластичность.

Основные стадии металлургических процессов:

Обогащение природной руды (очистка, удаление примесей)
Получение металла или его сплава.
Механическая обработка металла

Большинство металлов встречаются в природе в виде соединений. Наиболее распространенный металл в земной коре — алюминий. Затем железо, кальций, натрий и другие металлы.

Получить такие металлы можно, как правило, электролизом расплавов солей, либо вытеснением из солей другими металлами в жестких условиях.

Натрий в промышленности получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl = 2Na + Cl₂

Калий получают пропусканием паров натрия через расплав хлорида калия при 800°С:

KCl + Na = K↑ + NaCl

Литий можно получить электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl₂ (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl₂

Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl = 2Cs + CaCl₂

Магний получают электролизом расплавленного карналлита или хлорида магния с добавками хлорида натрия при 720–750°С:

Кальций получают электролизом расплавленного хлорида кальция с добавками фторида кальция:

Барий получают из оксида восстановлением алюминием в вакууме при 1200 °C:

4BaO+ 2Al = 3Ba + Ba(AlO₂)₂

Алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия Al₂O₃ в криолите Na₃AlF₆:

Металлы малоактивные и неактивные восстанавливают из оксидов углем, оксидом углерода (II) СО или более активным металлом. Сульфиды металлов сначала обжигают.

3.1. Обжиг сульфидов

При обжиге сульфидов металлов образуются оксиды:

2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂

Металлы получают дальнейшим восстановлением оксидов.

3.2. Восстановление металлов углем

Чистые металлы можно получить восстановлением из оксидов углем. При этом до металлов восстанавливаются только оксиды металлов, расположенных в ряду электрохимической активности после алюминия.

Например , железо получают восстановлением из оксида углем:

2Fe₂O₃ + 6C → 2Fe + 6CO

ZnO + C → Zn + CO

Оксиды металлов, расположенных в ряду электрохимической активности до алюминия, реагируют с углем с образованием карбидов металлов:

CaO + 3C → CaC₂ + CO

3.3. Восстановление металлов угарным газом

Оксид углерода (II) реагирует с оксидами металлов, расположенных в ряду электрохимической активности после алюминия.

Например , железо можно получить восстановлением из оксида с помощью угарного газа:

3.4. Восстановление металлов более активными металлами

Более активные металлы вытесняют из оксидов менее активные. Активность металлов можно примерно оценить по электрохимическому ряду металлов:

Восстановление металлов из оксидов другими металлами — распространенный способ получения металлов. Часто для восстановления металлов применяют алюминий и магний. А вот щелочные металлы для этого не очень подходят – они слишком химически активны, что создает сложности при работе с ними.

Алюмотермия – это восстановление металлов из оксидов алюминием.

Например : алюминий восстанавливает оксид меди (II) из оксида:

3CuO + 2Al = Al₂O₃ + 3Cu

Магниетермия – это восстановление металлов из оксидов магнием.

CuO + Mg = Cu + MgO

Железо можно вытеснить из оксида с помощью алюминия:

При алюмотермии образуется очень чистый, свободный от примесей углерода металл.

Активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей.

Например , при добавлении меди (Cu) в раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO₃) произойдет химическая реакция:

2AgNO₃ + Cu = Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Медь покроется белыми кристаллами серебра.

При добавлении железа (Fe) в раствор соли меди (CuSO₄) на железном гвозде появился розовый налет металлической меди:

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

При добавлении цинка в раствор нитрата свинца (II) на цинке образуется слой металлического свинца:

3.5. Восстановление металлов из оксидов водородом

Водород восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные в ряду активности правее алюминия. Как правило, взаимодействие оксидов металлов с водородом протекает в жестких условиях – под давлением или при нагревании.

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Чугун получают из железной руды в доменных печах.

Печь последовательно загружают сверху шихтой, флюсами, коксом, затем снова рудой, коксом и т.д.

1- загрузочное устройство, 2 — колошник, 3 — шахта, 4 — распар, 5 — горн, 6 — регенератор

Доменная печь имеет форму двух усеченных конусов, соединенных основаниями. Верхняя часть доменной печи — колошник, средняя — шахта, а нижняя часть — распар.

В нижней части печи находится горн. Внизу горна скапливается чугун и шлак и отверстия, через которые чугун и шлак покидают горн: чугун через нижнее, а шлак через верхнее.

Наверху печи расположено автоматическое загрузочное устройство. Оно состоит из двух воронок, соединенных друг с другом. Руда и кокс сначала поступают в верхнюю воронку, а затем в нижнюю.

Из нижней воронки руда и кокс поступают в печь. во время загрузки руды и кокса печь остается закрытой, поэтому газы не попадают в атмосферу, а попадают в регенераторы. В регенераторах печной газ сгорает.

Шихта — это железная руда, смешанная с флюсами.

Снизу в печь вдувают нагретый воздух, обогащенный кислородом, кокс сгорает:

Образующийся углекислый газ поднимается вверх и окисляет кокс до оксида углерода (II):

CO₂ + С = 2CO

Оксид углерода (II) (угарный газ) — это основной восстановитель железа из оксидов в данных процессах. Последовательность восстановления железа из оксида железа (III):

Последовательность восстановления оксида железа (III):

FeO + CO → Fe + CO₂

Суммарное уравнение протекающих процессов:

При этом протекает также частичное восстановление примесей оксидов других элементов (кремния, марганца и др.). Эти вещества растворяются в жидком железе.

Чтобы удалить из железной руды тугоплавкие примеси (оксид кремния (IV) и др.). Для их удаления используют флюсы и плавни (как правило, известняк CaCO₃ или доломит CaCO₃·MgCO₃). Флюсы разлагаются при нагревании:

и образуют с тугоплавкими примесями легкоплавкие вещества (шлаки), которые легко можно удалить из реакционной смеси:

CaO + SiO₂ → CaSiO₃

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Магниетермия [magnesium reduction] — металлотермический экзотермический процесс восстановления элементов из их оксидов, галогенов и др. магнием по реакции: МХ+ Mg → > MgX + М + Q. Наряду с наиболее развитой алюминотермией магниетермия получила особенно глубокое и широкое развитие в связи с организацией промышленного производства титана (по реакции TiCl₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂), других легких и тугоплавких металлов. Магниетермия позволяет синтезировать многие соединения магния с металлами и неметаллами, обладающие особыми функциональными свойствами.
Существует много вариантов магниетермического способа восстановления, среди которых выделяют две основные группы процессов: внепечные — в тиглях при свободном доступе воздуха, в специальных реакторах в вакууме, в нейтральной атмосфере; печные — в тиглях при свободном доступе воздуха, в вакууме и в нейтральной атмосфере.

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .

Смотреть что такое "Магниетермия" в других словарях:

магниетермия — магниетермия … Орфографический словарь-справочник

магниетермия — Металлотермич. экзотермич. процесс восстановления элементов из их оксидов, галогенов и др. магнием по реакции: МХ+ Mg > > MgA" + М + Q. Наряду с наиб, развитой алюминотермией М. получила особенно глубокое и широкое развитие в связи с… … Справочник технического переводчика

магниетермия — magniotermija statusas T sritis chemija apibrėžtis Metalų oksidų redukavimas magniu. atitikmenys: angl. magnesiothermy rus. магниетермия … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

МЕТАЛЛОТЕРМИЯ — процессы получения металлов, основанные на восстановлении их оксидов и галогенидов другими, более активными металлами; протекают с выделением тепла. С помощью М. получают такие металлы, как, напр., Ti, U, РЗЭ, Nb, Та, безуглеродистые сплавы,… … Химическая энциклопедия

металлотермия — (от металлы и греч. thérmē жар, тепло), металлургические процессы, основанные на восстановлении металлов из их соединений (оксидов, галогенидов и др.) более активными металлами и протекающие с выделением теплоты (например, алюминотермия,… … Энциклопедический словарь

МЕТАЛЛОТЕРМИЯ — (от металлы и греч. therme жар тепло), металлургические процессы, основанные на восстановлении металлов из их соединений (оксидов, галогенидов и др.) более активными металлами и протекающие с выделением теплоты (напр., алюминотермия,… … Большой Энциклопедический словарь

magnesium reduction — Смотри Магниетермия … Энциклопедический словарь по металлургии

magnesiothermy — magniotermija statusas T sritis chemija apibrėžtis Metalų oksidų redukavimas magniu. atitikmenys: angl. magnesiothermy rus. магниетермия … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

magniotermija — statusas T sritis chemija apibrėžtis Metalų oksidų redukavimas magniu. atitikmenys: angl. magnesiothermy rus. магниетермия … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

[magnesium reduction] — металлотермический экзотермический процесс восстановления элементов из их оксидов, галогенов и др. магнием по реакции: МХ+ Mg → > MgX + М + Q. Наряду с наиболее развитой алюминотермией магниетермия получила особенно глубокое и широкое развитие в связи с организацией промышленного производства титана (по реакции TiCl₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂), других легких и тугоплавких металлов. Магниетермия позволяет синтезировать многие соединения магния с металлами и неметаллами, обладающие особыми функциональными свойствами.
Существует много вариантов магниетермического способа восстановления, среди которых выделяют две основные группы процессов: внепечные — в тиглях при свободном доступе воздуха, в специальных реакторах в вакууме, в нейтральной атмосфере; печные — в тиглях при свободном доступе воздуха, в вакууме и в нейтральной атмосфере.

[magnesium reduction] — металлотермич. экзотермич. процесс восстановления элементов из их оксидов, галогенов и др. магнием по реакции: МХ+ Mg -> -> MgA" + М + Q. Наряду с наиб, развитой алюминотермией М. получила особенно глубокое и широкое развитие в связи с организацией промыш. произ-ва титана (по р-ции TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2), др. легких и тугоплавких металлов. М. позволяет синтезировать мн. соединения магния с металлами и неметаллами, обладающие особыми функци-он. св-вами.
Существует много вариантов магниетер-мич. способа восстановления, среди к-рых выделяют две осн. группы процессов: внепеч-ные — в тиглях при своб. доступе воздуха, в спец. реакторах в вакууме, в нейтр. атм-ре; печные — в тиглях при своб. доступе воздуха, в вакууме и в нейтр. атм-ре.

Сайт содержит техническую и нормативную информацию по металлургии.
Все материалы размещенные на сайте предоставляются бесплатно.

Читайте также: