Руды это в химии 9 класс кратко
Обновлено: 06.07.2024
РУДА, прир. минер. образование с таким содержанием металлов или полезных минералов, к-рое обеспечивает эко-номич. целесообразность их извлечения. Кроме руд металлов (железа, титана, меди, свинца и др.) имеются баритовые, графитовые, асбестовые, корундовые, фосфатные и др. подобные руды, относящиеся к неметаллическим полезным ископаемым. Из руд извлекают и используют в народном хозяйстве более 80 хим. элементов.
Различают моно- и полиминеральные руды, состоящие соотв. из одного или неск. минералов. Все руды имеют сложный и часто неоднородный состав. По соотношению полезных (рудных) и прочих, не имеющих пром. ценности, минералов выделяют сплошные и вкрапленные руды. Первые состоят преим. из рудных минералов; напр., железные руды могут состоять почти из одного магнетита. Во вкрапленных рудах полезные минералы распределены в виде т. наз. вкрапленников, к-рые могут составлять 20-60% основной массы.
Р уду называют простой или комплексной, если из нее извлекают соотв. один или неск. полезных компонентов. В комплексных рудах часто содержатся примеси редких металлов, напр.: в бокситах-Ga, La и Sc, в железных рудах -V, в титановых-V, Sc, Nb. Наличие примесей редких элементов (V, Ge, Ga, РЗЭ и др.) повышает ценность руды. Напр., добыча бедных титаномагнетитовых руд целесообразна только при попутном извлечении ванадия (качканарский тип руд). Вредные примеси затрудняют металлургич. передел руд (и их концентратов) или ухудшают качество получаемого продукта. Так, в ильменитовом концентрате, предназначенном для получения пигментного оксида титана сернокислотным способом, должно содержаться: Сr 2 О 3 8 0,05%, Р 2 О 5 8 0,1%; обработка железных руд усложняется при наличии Ti, S, P или As, причем при содержании ТiO 2 более 4% титаномагнетит непригоден для доменного процесса. Для правильного и наиб. полного использования руд необходимо детальное изучение их элементного и вещественного (в частности, минерального) состава.
Миним. содержание ценных компонентов, к-рое экономически целесообразно для пром. извлечения, а также допустимое макс. содержание вредных примесей, наз. пром. кондициями. Они зависят от форм нахождения полезных компонентов в рудах, технол. способов ее добычи и переработки. При совершенствовании последних изменяется оценка руд конкретного месторождения. Так, в 1955 в Кривом Роге добывалась железная руда с содержанием железа не ниже 60%, а впоследствии стали использовать руды, содержащие 25-30% железа. Чем выше ценность металла, тем меньше м.б. запасы его руд в месторождении и ниже его содержание в рудах (табл. 1). Особенно это относится к редким, радиоактивным и благородным металлам. Напр., скандий получают из руд при его содержании ок. 0,002%, золото и платину-при содержании 0,0005%.
Постоянно расширяющиеся потребности пром-сти заставляют вовлекать в сферу произ-ва все новые типы руд, к-рые ранее никогда не использовались. Повышается комплексность использования традиционных руд.
По геол. условиям образования руды делятся на маг-матогенные, экзогенные и метаморфогенные (см. Полезные ископаемые). Железо часто образует крупные скопления (млрд. т) как магматогенного, так и экзогенного и мета-морфогенного происхождения. Др. полезные компоненты менее распространены и, как правило, образуют пром. скопления ограниченного кол-ва типов руд.
В результате действия разнообразных геол. процессов образуются рудные тела (скопления руд), имеющие разл. форму и размеры. Согласно В. И. Смирнову (1976), выделяются след. осн. формы рудных тел: 1) изометрические, три измерения к-рых близки; 2) плитообразные, два измерения (длина и ширина) к-рых значительно больше, чем третье (мощность); 3) трубообразные, у к-рых одно измерение (длина) значительно больше двух других (мощности и ширины); 4) сложной формы, имеющие неправильные, резко изменяющиеся очертания во всех измерениях. Формы рудных тел зависят от геол. структуры и литологич. состава вмещающих пород. Сингенетические руды образуются одновременно с горными породами, в к-рых они находятся, эпигенетические руды-в результате проникновения в породы газовых и жидких р-ров.
Р уды характеризуются разнообразными структурами и текстурами. Структура руды определяется строением минер. агрегатов, т. е. формой, размером и способом сочетания отдельных зерен, слагающих данный агрегат. Различают 13 структурных групп: равномернозернистая, неравномернозернис-тая, пластинчатая, волокнистая, зональная, кристаллографически-ориентированная, тесного срастания, окаймления, замещения, дробления, колломорфная, сферолитовая и обломочная. Каждая группа подразделяется на разл. число видов.
Текстура руды-это пространств. расположение минер. агрегатов, к-рые отличаются друг от друга по размеру, форме и составу. Выделяют 10 осн. групп текстур: массивная, пятнистая, полосчатая, прожилковая, сфероидальная, почковидная, дробления, пустотная, каркасная и рыхлая. Внутри каждой группы есть свои виды, напр.: пятнистая включает два вида текстур (такситовая и вкрапленная), а полосчатая-девять видов текстур (собственно полосчатая, ленточная, сложная и др.). Анализ структур и текстур руд позволяет установить последовательность образования минералов и особенности формирования рудных тел.
По хим. составу преобладающих минералов различают руды оксидные, силикатные, сульфидные, самородные, карбонатные, фосфатные и смешанные. Так, характерные представители оксидных руд -скопления минералов железа (магнетит Fe 3 O 4 , гематит Fe 2 O 3 ) и титана (ильменит FeTiO 3 , рутил ТiO 2 ); к сульфидным относятся руды, содержащие пирит FeS 2 , халькопирит CuFeS 2 , сфалерит ZnS, галенит PbS; из самородных руд добывают гл. обр. Аu и Pt. Сходство геохим. св-в неск. металлов приводит к тому, что содержащие их руды пространственно и генетически связаны в природе с вполне определенными комплексами горных пород (табл. 2). Такая связь металлов помогает при поисках и перспективной оценке рудоносности исследуемых территорий.
Для добычи и обогащения руд большое значение имеют размеры частиц ценных минералов. С учетом этого обстоятельства руды разделяют на крупнозернистые (диаметр минер. зерен > 5 мм), среднезернистые (1-5 мм), мелкозернистые (0,2-1 мм) и тонкозернистые (
Извлечение полезного компонента из руд может производиться плавкой без предварит. обогащения (как, напр., в случае бокситов). Однако чаще руды предварительно обогащают на обогатит. фабрике мех. способом (основанным на разности в плотности пустой породы и полезных минералов), флотацией или магн. сепарацией (см. Обогащение полезных ископаемых). В зависимости от минер. состава, текстуры, структуры и способов обогащения и передела руды разделяют на отдельные технол. сорта.
Лит.: Структурно-текстурные особенности эндогенных руд, М., 1964; Кот-ляр В.Н., Основы теории рудообразования, М., 1970; Месторождения ли-тофильных редких металлов, М., 1980; Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, 4 изд., М., 1982; Яковлев П. Д., Промышленные типы рудных месторождений, М., 1986. Л. Ф. Борисенко.
Рудами называют минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения, из которых технически возможно и экономически целесообразно получать чистые металлы.
Металлургия — это и наука о промышленной добыче металлов из руд, а также соответствующая отрасль промышленности.
Пирометаллургия — восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью углерода \(C\), оксида углерода(\(II\)) \(CO\), водорода H 2 , металлов — алюминия \(Al\), магния \(Mg\).
1. Восстановление металлов из их оксидов с помощью углерода (в виде кокса, раньше — в виде древесного угля) или оксида углерода(\(II\)) называется карботермией .
3. Восстановление металлов из их оксидов с помощью водорода. Таким образом получают металлы с высокой степенью чистоты.
4. Руды, образованные сульфидами металлов, предварительно подвергают обжигу (окисляют кислородом воздуха), а затем металл восстанавливают из образовавшегося оксида.
Например, цинковую обманку (сульфид цинка) подвергают обжигу (при этом образуется оксид цинка и диоксид серы), а затем полученный оксид цинка восстанавливают углеродом:
1) 2 Zn + 2 S − 2 + 3 O 0 2 ⟶ t ° 2 Zn + 2 O − 2 + 2 S + 4 O − 2 2 ; 2) Zn + 2 O − 2 + C 0 ⟶ t ° Zn 0 + C + 2 O − 2 .
Электрометаллургия — восстановление металлов из растворов или расплавов их соединений под действием электрического тока (электролиз).
В процессе электролиза за счёт электрической энергии осуществляется химическая реакция, которая самопроизвольно идти не может.
2. Восстановление металлов средней активности и неактивных металлов электролизом из растворов их солей.
2 Cu + 2 S + 6 O − 2 4 + 2 H + 1 2 O − 2 ⟶ электролиз 2 Cu 0 + O 0 2 + 2 H 2 + 1 S + 6 O − 2 4 .
Химия 9 класс: все темы кратко
Повторение курса химии в 9 классе позволит вам систематизировать знания о веществах и химических реакциях. Внимание! Данный курс не является материалом для изучения химии с нуля. Он ориентирован на повторение пройденного материала (экспресс-обзор). Данный курс не является материалом для подготовки к ОГЭ по химии. При подготовке к ОГЭ используйте другие материалы сайта.
Этот видеофрагмент даёт возможность учащимся вместе с путешественником побывать в местах, где были найдены самые большие самородки металлов, он расскажет о распространённости металлов в земной коре, о некоторых исторических фактах, касающихся металлов, а также о рудах и минералах. Вместе с ним ребята побывают на дне водоёма и увидят отложения металлов, смогут представить себя в роли геолога и сравнить такие минералы, как красный, бурый и магнитный железняк. Путешественник расскажет им об основных методах получения металлов и затронет некоторые вопросы охраны окружающей среды, связанные с получением металлов.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Получение металлов. Нахождение их в природе"
Получение металлов. Нахождение их в природе
Ребята, сегодня мы побываем с вами в местах, где получают металлы, а также узнаем, где же встречаются металлы.
Ну что ж, начинаем путешествие. Металлы встречаются в природе в свободном состоянии, их называют самородными металлами, так и в виде соединений.
А вот распространённость химических элементов металлов в земной коре различна. К наиболее распространённым металлам относятся алюминий (7,45%), железо (4,20%), кальций (3,25%), натрий (2,40%), калий (2,35%) и магний (2,35%). Содержание других металлов в земной коре может составлять тысячные доли процента и ниже.
Некоторые историки считают, что упадок Римской империи был обусловлен массовым отравлением свинцом. Известно, что водопроводы Древнего Рима были из свинца. В свинцовых чанах хранили воду и вино. Попадая в человеческий организм, свинец вызывает поражение центральной нервной системы, приводит к изменению состава крови.
Многие металлы являются элементами, необходимыми для функционирования живых организмов. На долю ионов Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ в организме человека приходится 99% всех ионов металлов.
К биологически наиболее значимым металлам относятся: K, Na, Mg, Ca, Fe, Cu, Co, Mn, Zn, Mo.
В земной коре металлы чаще всего встречаются в виде соединений: таких, как оксиды, силикаты, карбонаты, сульфиды и хлориды. Эти соединения входят в состав руд и минералов.
Рудой называют горную породу, получение из которой чистого металла экономически выгодно. В состав руды входят минералы и примеси в виде пустой породы. А минералы – это природные тела, имеющие определённый химический состав. Давайте с вами посмотрим названия и химический состав некоторых минералов.
Химический состав
Красный железняк (гематит)
Магнитный железняк (магнетит)
Железный колчедан (пирит)
Медный колчедан (халькопирит)
Свинцовый блеск (галенит)
К наиболее известным минералам относится пирит, или железный колчедан (FeS2), киноварь (HgS), малахит ((CuOH)2CO3). Пирит и киноварь используют в промышленности для получения соответствующих металлов, то есть железа и ртути, а малахит, как поделочный камень.
Представьте себя геологом или минералогом, как же это увлекательно. Для этого сравним такие минералы, как красный, бурый и магнитный железняк.
Цвет красного железняка коричнево-красный, сам он прочный, плотный, если провести образцом руды по поверхности фарфоровой ступки, то он оставляет красно-коричневый след, не притягивается магнитом.
Бурый железяк имеет жёлто-коричневую окраску, сам прочный и плотный, не притягивается магнитом, оставляет на фарфоровой ступки жёлто-бурую полосу.
Магнитный железняк чёрного цвета, сам прочный и плотный, притягивается магнитом, оставляет чёрный цвет черты на поверхности фарфоровой ступки, имеет металлический блеск.
Здорово, получается, что минералы отличаются между собой окраской, магнитными свойствами, цветом черты и некоторыми другими показателями.
В современной технике широко используют более 75 металлов и многочисленные сплавы на их основе. Поэтому большое значение придаётся промышленным способам получения металлов из руд. Обычно перед получением металлов из руды её измельчают, потом предварительно обогащают – отделяют пустую породу, примеси. В результате образуется концентрат, служащий сырьём для металлургического производства. Затем обогащённую руду превращают в оксид и только после этого восстанавливают металл.
Металлургия – это наука о методах и процессах производства металлов из руд и других металлосодержащих продуктов, о получении сплавов и обработке металлов. В зависимости от метода получения металла из руды (концентрата) существует несколько видов металлургических производств.
Представьте, что из одной т медной руды можно получить шестнадцать кг концентрата и только четыре кг чистой меди.
Такая отрасль металлургии, как пирометаллургия занимается переработкой руд, она основана на химических реакциях, при чём они проходят при высоких температурах, ведь от греч. пирос, означает огонь.
Пирометаллургические процессы включают обжиг и плавку.
При обжиге сульфиды переводят в оксиды, а сера удаляется в виде оксида серы (IV). А затем из оксида восстанавливают металл. Полученный металл или сплав подвергают механической обработке, придают ему соответствующую форму. В процессе выделения металлов (плавке) из оксидов в качестве восстановителей используют углерод, оксид углерода (II), водород, кремний или более активные металлы.
Например, ещё древние металлурги для получения железа из его руд использовали в качестве восстановителя углерод. Но этот способ неудобен тем, что реакция между твёрдыми веществами идёт только в местах их соприкосновения.
В промышленных масштабах для получения железа, цинка и других цветных металлов из оксидов используют в качестве восстановителя оксид углерода (II).
Сейчас мы посмотрим, как получают чугун и сталь. Восстановление железа проводят в специальных вертикальных печах, называемых доменными, высотой до нескольких десятков метров и внутренним объёмом до 5000 м 3 . Они имеют стальной корпус, а изнутри выложены огнеупорным кирпичом. По характеру своей работы доменная печь – аппарат непрерывного действия. Сверху в печь подаётся твёрдое сырьё – шихта, представляющая собой смесь железной руды, кокса (переработанного угля), известняка и других добавок, а снизу вдувается подогретый или обогащённый кислородом воздух. В нижней части печи кокс сгорает в горячем воздухе, образуя углекислый газ.
Углекислый газ поднимается вверх в печи и взаимодействует с новыми порциями раскалённого кокса
с образованием оксида углерода (II).
В результате реакций СО с оксидом железа (III) образуется железо.
В доменном процессе получается железо с относительно большим (более 2%) содержанием углерода – чугун.
Чугун превращают в сталь, удаляя избыточный углерод путём окисления кислородом воздуха в специальных установках – мартеновский печах, конвертерах или электропечах.
Для получения некоторых металлов в качестве восстановителя используют водород.
В роли восстановителей можно также использовать более активные металлы, способные вытеснять другие металлы из их оксидов и солей. Этот способ получения металлов называется металлотермией. Если используют алюминий, то говорят об алюминотермии:
Восстановление железа методом алюминотермии до сих пор применяется при сварке рельсов.
Этот метод получения металлов был предложен русским учёным
Н.Н. Бекетовым.
Гидрометаллургия – это методы получения металлов, основанные на химических реакциях, происходящих в растворе. Гидрометаллургические процессы включают стадию перевода нерастворимых соединений металлов из руд в растворы, с последующим восстановительным выделением металлов из полученных растворов с помощью других металлов или электрического тока.
Электрометаллургия – методы получения металлов, основанные на электролизе, т.е. выделение металлов из растворов или расплавов их соединений с помощью постоянного электрического тока. Этот метод применяют для получения активных металлов – щелочных и щелочноземельных, алюминия, также для получения легированных сталей. С помощью этого метода, английский химик Г. Дэви впервые получил калий, натрий, барий и кальций.
Таким образом, металлы встречаются в природе в виде соединений или в самородном состоянии. В земной коре металлы чаще всего встречаются в виде соединений: оксидов, силикатов, карбонатов, сульфидов, хлоридов. Эти соединения входят в состав руд и минералов. Для получения металлов из руд руду сначала измельчают, обогащают, переводят в оксид и только после этого восстанавливают металл. В качестве восстановителей используют C, CO, H2, Si или более активные металлы. Металлургия занимается получением металлов и их сплавов из руд. В зависимости от метода получения металла из руды существует несколько видов металлургических производств: пирометаллургия, гидрометаллургия и электрометаллургия.
Читайте также: