NE-Metalle: Gewinnung, Eigenschaften und Umweltaspekte

Es gibt auch andere NE-Metalle:

Eigenschaften und Verwendung von NE-Metallen

1. Chrom

Chrom hat eine stahlgraue Farbe, ist sehr hart und widerstandsfähig gegen Oxidation und Korrosion. Es wird poliert für dekorative Objekte wie Hartchrom verwendet und zur Herstellung von rostfreiem Stahl und Werkzeugstahl.

• Dichte: 6,8 kg / dm³
• Schmelzpunkt: 1900 °C
• Widerstand: 1,1 Ohm · mm² / m

2. Nickel

Nickel hat eine helle, silberne Farbe und kann sehr leicht poliert werden. Es ist magnetisch und sehr resistent gegen Oxidation und Korrosion. Nickel wird zur Herstellung von Edelstählen (legiert mit Stahl und Chrom) verwendet, in der chemischen Industrie für Ausrüstungen und zur Beschichtung von Metallen (durch Elektrolyse).

• Dichte: 8,85 kg / dm³
• Schmelzpunkt: 1450 °C
• Widerstandsfähigkeit: 0,11 Ohm · mm² / m

3. Wolfram

Wolfram hat einen sehr hohen Schmelzpunkt und wird daher für Glühlampenfilamente und die Herstellung von Werkzeugen für Maschinen verwendet.

• Dichte: 19 kg / dm³
• Schmelzpunkt: 3370 °C
• Widerstandsfähigkeit: 0,056 Ohm · mm² / m

4. Cobalt

Cobalt hat ähnliche Eigenschaften wie Nickel, ist aber nicht magnetisch. Es wird zum Härten von Werkzeugstählen (HSS) und als Element bei der Herstellung von Hartmetall (Sintern) für Schneidwerkzeuge verwendet.

• Dichte: 8,6 kg / dm³
• Schmelzpunkt: 1490 °C
• Widerstandsfähigkeit: 0,063 Ohm · mm² / m

Umweltauswirkungen der Metallgewinnung und -verarbeitung

UMWELTAUSWIRKUNGEN

a) Während der Gewinnung von Mineralien. Wenn diese Extraktion offen durchgeführt wird, kann die Wirkung noch größer sein, da bestimmte Lebensräume beeinträchtigt werden können.

b) Bei der Gewinnung der verschiedenen Metalle entstehen verschiedene Arten von Auswirkungen.

c) Während des Recycling-Prozesses ist die Umweltbelastung viel kleiner, aber dennoch signifikant.

1. Emissionen

• Schwermetalle (Metalloxide und flüchtige Metalldämpfe), die krebserregend sind.
• Gase, Staub und Wasserstoffgas, das stark ätzend ist (gefährlich für die Gesundheit und die Umwelt).
• Maßnahmen: Vermeiden Sie das Verlassen des Werks, wählen Sie den Standort sorgfältig und tragen Sie Masken.

2. Abwasser

• Wasser aus der Wäsche und dem Abisolieren von Metallen (alkalische und saure Lösungen) und Schlamm.
• Maßnahmen: Neutralisieren mit Chemikalien und Deponien (um Lecks zu verhindern und das Grundwasser nicht zu verunreinigen).

3. Lärmbelästigung

• Produkte, die durch Einrichtungen entstehen.
• Maßnahmen: Außendämmung. Wenn der Pegel über 80 Dezibel liegt, Tragen von Gehörschutz.

Gewinnungsprozesse verschiedener Metalle

Der Prozess der Gewinnung von Zinn

• Der Zinnstein wird zerkleinert und in geeigneten Mühlen gemahlen. Dann wird Wasser in ein Kuba mit Rühren eingebracht. Durch Dekantieren sinkt das Erz zu Boden und das Zinnerz wird getrennt.

• Anschließend wird Zinn in einen Ofen eingeführt, wo Sulfide im Mineral oxidiert und sich in Oxide verwandeln.

• Zinnerz in Form von Oxid wird in einem Flammofen reduziert (Umwandlung von Zinnoxid zu Zinn), wobei sich Zinn auf dem Boden und die Schlacke an der Spitze ablagert.

• Schließlich wird Zinn einer elektrolytischen Raffination unterzogen, um einen Reinheitsgrad von 99% zu erreichen.

Methoden der Produktion von Kupfer

• Verfahren zur Herstellung von trockenem Kupfer (über 10%). Es ist das am weitesten verbreitete Verfahren.

A) Das Kupfererz wird in den Schredder oder Brecher eingeführt und dann in einer Kugelmühle pulverisiert. Diese Mühle besteht aus einem Zylinder mit sehr feinen Löchern, in dem sich das pulverisierte Erz und Stahlkugeln frei drehen.

B) Zur Trennung des Erzes wird das Mineralpulver in einen mit Wasser gefüllten Tank eingeführt und gerührt. Das Mineral, das schwerer ist, sinkt nach unten, während die Gangart schwimmt und abgenommen wird.

C) Das Mineralkonzentrat wird in einem Ofen teilweise oxidiert. Ziel ist es, Kupfer zu oxidieren, aber nicht das Eisen. Heutzutage wird es in der Regel auf einer Metallplatte erhitzt, die sich langsam bewegt, während das Erz oxidiert wird. Dies trennt das Eisen vom Kupfer.

D) Anschließend wird alles in einem Flammofen geschmolzen. Flussmittel (Kieselsäure und Kalk) wird hinzugefügt, um mit Schwefel zu reagieren und Eisenoxid und Schlacke zu bilden. Das hier gewonnene Kupfer hat eine Reinheit von etwa 40% und ist als Rohkupfer oder Blister bekannt. Wenn ein reines Kupfer von über 99,9% gewünscht wird, ist eine elektrolytische Raffination erforderlich.

• Nassverfahren. Es wird verwendet, wenn das Kupfererz weniger als 10% Kupfer enthält. Das Verfahren basiert auf der Zerstörung des gesamten Erzes mit Säure und Schwefelsäure. Dann erhält man durch Elektrolyse das Kupfer.

Zink-Vergabeverfahren

Trocken (über 10%) und nass (unter 10%)

Seca. Vía

Nasser Strecke

Gewinnung von Blei

Die Gewinnung von Blei besteht aus vier Phasen:

1. Anreicherung: Bleiglanz wird zerkleinert und gemahlen. Danach wird das Erz Sulfide durch Flotation vom Erz getrennt.

2. Oxidation: Es muss geröstet werden (ca. 700 °C), um alle Pb-Sulfide in Oxide umzuwandeln. Durch die Zugabe von Kieselsäure und Kalk erhält man Bleimonoxid (PbO).

3. Pb Kohlenmonoxid Reduzierung: Sie erfolgt in einem Muffelofen (Hochofen Art). Gebrauchte Kokskohle und Kalk. Das gewonnene Blei enthält viele Verunreinigungen. Blei ist als Arbeit bekannt.

4. Raffinieren von Blei: Es gibt zwei Phasen: 1. Trennung von anderen Metallen (Kupfer, Zink, Silber, etc.) und 2. Raffination.

Aluminium

Bayer-Verfahren ist der wirtschaftlichste und am häufigsten verwendete Prozess zur Gewinnung von Aluminium.

1. Das Bauxit wird vom Standort der Mine zur Verarbeitung transportiert (in der Nähe von Häfen, da die meisten importiert werden).

2. Es wird zerkleinert und gemahlen, bis es gesprüht ist.

3. Es wird in Silos gelagert, bis es verarbeitet wird.

4. In einem Mischer werden Wasser, Bauxitpulver, Natronlauge, Kalk und Hitze hinzugefügt. Dies bewirkt, dass sich das Bauxit in der Soda auflöst.

5. Im Dekanter werden Abfälle getrennt (Oxide, die fest sind und nicht von Soda angegriffen wurden).

6. Im Wärmetauscher kühlt die Lösung ab und Wasser wird hinzugefügt.

7. In der Kuba von Niederschlag fällt Aluminiumoxid am Boden der Kuba aus.

8. Ein Filter kann die Soda vom Aluminiumoxid trennen.

9. Das Aluminiumoxid wird in einem Ofen auf ca. 1200 °C erhitzt, um die Feuchtigkeit vollständig zu entfernen.

10. Im Kühlschrank wird Aluminiumoxid auf Raumtemperatur abgekühlt.

11. Um Aluminium aus Aluminiumoxid zu gewinnen, wird es in geschmolzenem Kryolith gelöst (was das Oxidationsbad schützt) bei einer Temperatur von etwa 1000 °C, und durch einen Elektrolyseprozess wird das Material in Aluminium und Sauerstoff zerlegt.

Titan

Fast ausschließlich die Kroll Methode.

Chlorierung: Erhitzen Sie das Titanmineral, um Titan zu produzieren. Dann fügen Sie Kohlenstoff und Chlor hinzu, die Masse wird im gesamten verteilt. Gewonnen wird Titantetrachlorid (TiCl4)

Transformation: Die Verbindung wird in einen Ofen bei 800 °C eingeführt. Nach der Einführung eines Inertgases (Helium oder Argon) und Magnesium wird Titanschwamm gebildet.

Collection: Der Titan-Schwamm wird in einen Ofen eingeführt und Flussmittel hinzugefügt, das Ergebnis ist das Rein-Titan.

Verfahren zur Gewinnung von Magnesium

Für die Elektrolyse, durch Reduktion.

Das Magnesium steigt an die Oberfläche, weil es im Gemisch weniger Dichte als das geschmolzene Salz hat. Die Kuba muss metallisch sein und wirkt als Kathode. Besteht aus der Einführung des Erzes in einem elektrischen Ofen, Flussmittel ist der zusätzliche Sauerstoff, der die Beseitigung der Ursache verursacht.