從自然界中獲取鐵和銅

1、關于從自然界中獲取鐵和銅現在學習的是第1頁，共20頁思考：在自然界里，鐵思考：在自然界里，鐵、銅是以什么形式存在的？、銅是以什么形式存在的？解析：鐵是一種活潑的金屬，因此，自然界解析：鐵是一種活潑的金屬，因此，自然界 里的鐵是以化合態(tài)的形式存在的。除里的鐵是以化合態(tài)的形式存在的。除 了天外墜至地球的隕鐵外，自然界里了天外墜至地球的隕鐵外，自然界里 不存在游離態(tài)的鐵。而銅的化學性質不存在游離態(tài)的鐵。而銅的化學性質 比鐵穩(wěn)定，在自然界中主要以化合態(tài)比鐵穩(wěn)定，在自然界中主要以化合態(tài) 存在，也有少量單質銅存在，也有少量單質銅現在學習的是第2頁，共20頁鐵礦石的成分和種類鐵礦石的成分和種類鐵礦石鐵礦石脈

2、石脈石和硫磷雜質和硫磷雜質鐵化合物鐵化合物Fe3O4(磁鐵礦石磁鐵礦石)Fe2O3(赤鐵礦石赤鐵礦石)2Fe2O33H2O(褐鐵礦石褐鐵礦石)FeCO3(菱鐵礦石菱鐵礦石)現在學習的是第3頁，共20頁銅礦石的成分和種類銅礦石的成分和種類黃銅礦（黃銅礦（CuFeS2）孔雀石（孔雀石（CuCO3Cu(OH)2）現在學習的是第4頁，共20頁如何將鐵、銅從化合態(tài)轉化為游離態(tài)？如何將鐵、銅從化合態(tài)轉化為游離態(tài)？生成鐵的化學方程式生成鐵的化學方程式 生成銅的化學方程式生成銅的化學方程式現在學習的是第5頁，共20頁一一 煉鐵：煉鐵：鐵礦石（化合態(tài)）鐵礦石（化合態(tài)）鐵單質（游離態(tài)）鐵單質（游離態(tài)）（1 1）基

3、本反應原理：）基本反應原理：利用氧化還原反應，在高溫下，用還原劑（主要利用氧化還原反應，在高溫下，用還原劑（主要是是CO)從鐵礦石中還原出鐵。從鐵礦石中還原出鐵。（3）設備：高爐）設備：高爐（2）原料：）原料：鐵礦石，焦炭，石灰石，空氣鐵礦石，焦炭，石灰石，空氣 （4）煉鐵的主要反應過程：）煉鐵的主要反應過程：3CO+ Fe3CO+ Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高溫高溫現在學習的是第6頁，共20頁煉鐵的主要反應過程煉鐵的主要反應過程產生還原劑：產生還原劑： C+O2CO2 CO2+C2CO （空氣，焦炭）（空氣，焦炭） 還原鐵礦石：還原鐵礦石： Fe2O3+3CO

4、 2Fe+3CO2 （鐵礦石）（鐵礦石） 造渣（除脈石）：造渣（除脈石）： CaCO3 CO2+CaO CaO+SiO2 CaSiO3 （熔劑：石灰石）（熔劑：石灰石）高溫高溫高溫高溫現在學習的是第7頁，共20頁（5）煉鐵產品：）煉鐵產品：生鐵生鐵(6)煉鐵和環(huán)保節(jié)能煉鐵和環(huán)保節(jié)能高爐煤氣：高爐煤氣：CO、CO2、N2現在學習的是第8頁，共20頁鐵鐵 的的 合合 金金生生 鐵鐵鋼鋼含含 碳碳 的的 質質量量 分分 數數雜雜 質質機機 械械 加加 工工機機 械械 性性 能能生鐵和鋼的比較生鐵和鋼的比較2%4.3%0.03%2%硅錳硅錳(較多較多)硫磷硫磷(較多較多)硅錳硅錳(適量適量)硫磷硫磷(

5、較少較少)可鑄不可鍛可鑄不可鍛可鑄可鑄,可鍛可鍛,可壓延可壓延硬而脆硬而脆硬而韌硬而韌,有彈性有彈性現在學習的是第9頁，共20頁工業(yè)煉銅簡介工業(yè)煉銅簡介銅礦石中銅的含量在銅礦石中銅的含量在1%左右（左右（0.5%3%）的便有開采價值，因為采用浮選法可以）的便有開采價值，因為采用浮選法可以把礦石中一部分脈石等雜質除去，而得到把礦石中一部分脈石等雜質除去，而得到含銅量較高（含銅量較高（8%35%）的精礦砂。）的精礦砂?，F在學習的是第10頁，共20頁從銅礦石冶煉銅的過程比較復雜。以黃從銅礦石冶煉銅的過程比較復雜。以黃銅礦為例，首先把精礦砂、熔劑（石銅礦為例，首先把精礦砂、熔劑（石灰石、砂等）和燃料（

6、焦炭、木炭或灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或無煙煤）混合，投入無煙煤）混合，投入“密閉密閉”鼓風爐鼓風爐中，在中，在1 000 左右進行熔煉。于是礦左右進行熔煉。于是礦石中一部分硫成為石中一部分硫成為SO2（用于制硫酸），（用于制硫酸），大部分的砷、銻等雜質成為大部分的砷、銻等雜質成為As2O3、Sb2O3等揮發(fā)性物質而被除去：等揮發(fā)性物質而被除去：2CuFeS2O2Cu2S2FeS+SO2現在學習的是第11頁，共20頁一部分鐵的硫化物轉變?yōu)檠趸铮阂徊糠骤F的硫化物轉變?yōu)檠趸铮?FeS+3O22FeO+2SO2Cu2跟剩余的跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成等便熔融在一起而形成“冰冰銅銅”（

7、主要由（主要由Cu2S和和FeS互相溶解形成的，它互相溶解形成的，它的含銅率在的含銅率在20%50%之間，含硫率在之間，含硫率在2327%之間），之間），FeO跟跟SiO2形成熔渣：形成熔渣：FeO+SiO2FeSiO3熔渣浮在熔融冰銅的上面，容易分離，借以除熔渣浮在熔融冰銅的上面，容易分離，借以除去一部分雜質。去一部分雜質?，F在學習的是第12頁，共20頁 然后把冰銅移入轉爐中，加入熔劑（石英砂）后然后把冰銅移入轉爐中，加入熔劑（石英砂）后鼓入空氣進行吹煉（鼓入空氣進行吹煉（1 100 1 300 ）。由于）。由于鐵比銅對氧有較大的親和力，而銅比鐵對硫有較鐵比銅對氧有較大的親和力，而銅比鐵對硫

8、有較大的親和力，因此冰銅中的大的親和力，因此冰銅中的FeS先轉變?yōu)橄绒D變?yōu)镕eO，跟，跟熔劑結合成渣，而后熔劑結合成渣，而后Cu2S才轉變?yōu)椴呸D變?yōu)镃u2O，Cu2O跟跟Cu2S反應生成粗銅（含銅量約為反應生成粗銅（含銅量約為98.5%）。）。 2Cu2S3O22Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2 再把粗銅移入反射爐，加入熔劑（石英砂），通再把粗銅移入反射爐，加入熔劑（石英砂），通入空氣，使粗銅中的雜質氧化，跟熔劑形成爐渣入空氣，使粗銅中的雜質氧化，跟熔劑形成爐渣而除去。在雜質除到一定程度后，再噴入重油，而除去。在雜質除到一定程度后，再噴入重油，由重油燃燒產生的一氧化碳等還

9、原性氣體使氧化由重油燃燒產生的一氧化碳等還原性氣體使氧化亞銅在高溫下還原為銅。得到的精銅約含銅亞銅在高溫下還原為銅。得到的精銅約含銅99.7%。 現在學習的是第13頁，共20頁1、電解精煉銅、電解精煉銅 99.95%99.98%2、生物煉銅、生物煉銅請同學們閱讀課本請同學們閱讀課本P71的相關內容，用筆的相關內容，用筆畫出重點的字詞。畫出重點的字詞?，F在學習的是第14頁，共20頁練習：練習：1 1、高爐煤氣的主要成分是什么？如何處理高爐煤氣？、高爐煤氣的主要成分是什么？如何處理高爐煤氣？ 2 2、煉鐵中為什么要用石灰石？、煉鐵中為什么要用石灰石？ 3 3、高爐煤氣能夠廢物利用變?yōu)槿剂?，爐渣能否、高爐煤氣能夠廢物利用變?yōu)槿剂?，爐渣能否 也可廢物利用？也可廢物利用？ 4 4、煉鐵中得到的鐵是純鐵嗎？、煉鐵中得到的鐵是純鐵嗎？現在學習的是第15頁，共20頁現在學