金属冶炼，金属冶炼方法

　　常见金属冶炼方法

　　1.汞：热分解法：2HgO(s)=加热=2Hg(l)+O2(g)；

　　2.铜：置换法：CuSO4+Fe==Cu+FeSO4(湿法炼铜）；

　　3.铝：电解法：2Al2O3=通电=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因为AlCl3不是离子化合物）；

　　4.镁：电解法：MgCl2(熔融)=通电=Mg(s)+Cl2(g)；

　　6.钠：电解法：2NaCl=通电=2Na+Cl2(g)；

　　7.钾：原理是高沸点金属制低沸点金属：Na+KCl=(高温，真空)=K+NaCl；

　　8.铁：热还原法：2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑。

　　9.高炉炼铁：Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2

　　人类从很早就开始炼铁了。早期冶炼出的铁叫作块炼铁，它呈固体，夹杂着很多非金属杂质。当冶炼技术提高后，人类冶炼出了生铁。与块炼铁相比，生铁呈液态，可以浇铸成型，非金属杂质比较少，产量和质量都有了大幅提高。从块炼铁到生铁的冶炼是炼铁技术史上的一次飞跃。

　　我国的冶铁技术大约出现在西周（公元前1046年~公元前771年）时期，冶炼出生铁使我国成为世界上最早发明和使用生铁的国家。而欧洲许多地方的古人，虽然早于我国冶炼出了块炼铁，却经过了漫长的发展，直到公元14世纪才冶炼出了生铁。

　　冶铁少不了空气的参与，鼓入炉内的大量空气可以使炉火燃烧得更旺，也可以提高化学反应的速率，促进铁的提纯。水排是我国古代冶铁用的水力鼓风装置。

　　我国古代的鼓风器叫橐（tuó）。好几个橐排成一排，就叫排橐。早期的排橐动力来源于马或人，非常费力。东汉年间，南阳太守杜诗在总结劳动人民经验的基础上，发明了水排。

　　水排的发明是冶铁技术上的一大进步，它加大了炉内的进风量，有效地提高了冶炼温度。同时还可以扩大炉缸，加高炉身，增加有效容积，从而大大地提高了生产能力，最终促进了生铁的冶炼。

　　金属冶炼方法

　　金属冶炼一般有以下三个步骤：

　　1、第一步是矿石的富集，除去杂质，提高矿石中有用成分的含量；

　　2、第二步是冶炼，利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质；

　　3、第三步是精炼，采用一定的方法，提炼纯金属。

　　金属冶炼有以下几种方法？

　　1、电解法

　　电解是一种强有力的氧化还原手段，基本上所有的金属都能通过电解法制取，但电解法耗能最多，不经济，因此这个方法一般用在极活泼金属的冶炼。

　　极活泼金属一般极易和水反应，因此电解法不用金属的盐溶液，而是采用金属的熔融化合物。由于共价化合物在熔融时不易导电，因此一般选择离子化合物。在离子化合物中，氯化物的熔点较低，所以一般选择金属氯化物，如电解熔融氯化钠制取金属钠，电解氯化镁制取金属镁，电解氯化钙制取金属钙。

　　由于氯化铝是共价化合物，导电性很差，因此工业上电解氧化铝冶炼金属铝。另外由于氧化铝的熔点很高，一般加入冰晶石(Na₃AlF₆)降低氧化铝的熔点。

　　金属钾易溶于氯化钾中导致难以分离，加上金属钾的沸点较低导致容易溢出，工业上一般不采用电解法制取金属钾。由于金属钠的沸点比钾的沸点高，利用高沸点金属制取低沸点金属，一般工业上用金属钠在850℃高温条件下置换氯化钾得到金属钾的蒸气，冷却得到金属钾。

　　2、热还原法

　　制取活泼性一般的金属，如金属锌，铁，铜等，工业上一般采用还原剂把金属从它的氧化物还原出来。常用的还原剂有氢气，一氧化碳，焦炭和活泼金属等。

　　湿法冶铜也是中国古代制取铜的方法之一，《神农书》中有“胆矾水可浸铁为铜”，在西汉刘安所著的《淮南万毕术》也有“曾青得铁则化为铜”的描述，其原理是Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu。这种方法用到还原剂，但是在溶液中反应无需加热。

　　3、热分解法

　　制取某些不活泼金属可以使用加热分解的方法，一般加热金属氧化物使其分解成金属单质和氧气。如加热氧化汞生成金属汞；加热金属碘化物、羰基化合物等使其分解制取纯金属。比如碘化钛在钨丝上加热分解，沉积出金属钛。

　　4、物理方法

　　黄金等不活泼金属以单质存在于自然界，可用某些物理方法使其与杂质分离提取。比如沙里淘金可以用在纯度较大的金矿石。如果矿石含金量较少，工业上还会使用一些化学方法，如利用氰化钠溶解含量较少金矿石，在用其它金属把黄金从溶液中置换出来。

　　金属冶炼的实质

　　把金属里面的杂质尽可能的氧化掉！获得比较纯净的金属或者合金！

　　金属生锈的实质是金属被氧化生成金属氧化物；

　　金属冶炼的实质是把金属氧化物还原成金属单质。

　　金属冶炼的还原剂

　　在冶炼中常做还原剂的金属是铜。

　　铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始zd使用铜。自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少，现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般在2-3%左右。

　　冶金工业是消耗电能的大户，素有"电老虎"之称。在冶金厂的建设中通常必须要有一个依靠铜来进行工作的庞大的输、配电系统和电力运转设备。专此外，在火法冶金中，连续铸造技术已占据主导地位，其中的关键部件一结晶器，大都采用铬铜、银铜等高强度和高导热性的铜合金。电冶金中的真空属电弧炉和电渣炉水冷坩埚使用钢管材制造，各种感应加热的感应线圈都是用铜管或异型铜管绕制而成，内中通水冷却。