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第1页第2页铁矿石种类铁矿石种类磁铁矿磁铁矿赤铁矿赤铁矿第3页铜矿石种类铜矿石种类第4页 一、金属矿物开发利用一、金属矿物开发利用黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿第5页人类最早发觉和应用金属分别是：人类最早发觉和应用金属分别是：第6页这是英法联军洗劫焚毁世界建筑史上最出色园林圆明园后，被劫掠到国外宝贵文物铜虎头，在香港被拍卖。由中国派员出高价将其赎回。记住我们国耻：中国还有上百万件宝贵文物流失海外记住我们国耻：中国还有上百万件宝贵文物流失海外第7页 我国古代炼铁工业长久领先于世界，我们在西汉初时已经知道用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末年工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早英国直到5后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。古代中国劳感人民用木炭炼铁古代中国劳感人民用木炭炼铁第8页 冶炼金属实质是用还原方法冶炼金属实质是用还原方法使金属化合物中金属离子得到使金属化合物中金属离子得到电子变成金属原子。电子变成金属原子。将金属从其化合物中还原出来用于生产将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料过程在工业上称为金和制造各种金属材料过程在工业上称为金属冶炼。属冶炼。第9页金属活动性次序金属活动性次序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性逐步减弱金属活动性逐步减弱金属离子得电子能力逐步增强金属离子得电子能力逐步增强第10页冶炼金属方法冶炼金属方法 第11页1、热分解法、热分解法（适合一些不活泼金属）（适合一些不活泼金属）2HgO =2Hg+O2 加热加热2Ag2O =4Ag+O2 加热加热2、物理提取法（适合用于极不活泼、物理提取法（适合用于极不活泼金属金属Pt、Au）第12页3、热还原法（适合用于大部分金属）、热还原法（适合用于大部分金属）CuO+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温铝热反应铝热反应试验试验41 注意观察现象注意观察现象第13页反反应应现现象象：镁镁条条猛猛烈烈燃燃烧烧，放放出出大大量量热热，发发出出刺刺眼眼白白光光，纸纸漏漏斗斗内内猛猛烈烈反反应应，纸纸漏漏斗斗被被烧烧穿穿，有有熔熔融融物物落落入入沙中。沙中。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温铝热剂铝热剂 铝是还原剂，在一定条件下与一些金属铝是还原剂，在一定条件下与一些金属氧化物反应，把其中金属还原成单质。所氧化物反应，把其中金属还原成单质。所以一些活泼金属也可作还原剂。以一些活泼金属也可作还原剂。第14页3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温其它铝热反应其它铝热反应 铝热反应原理能够铝热反应原理能够应用在生产上，如应用在生产上，如用于焊接钢轨等。用于焊接钢轨等。在冶金工业上也惯在冶金工业上也惯用这一反应原理，用这一反应原理，使铝与金属氧化物使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、反应，冶炼钒、铬、锰等锰等第15页第16页 因为早期炼铝十分困难，所以铝价格十分昂贵，一度超越金银之上，因为早期炼铝十分困难，所以铝价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店高档货。世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店高档货。然而自从美国青年化学家霍尔创造电解制铝法后，制铝工然而自从美国青年化学家霍尔创造电解制铝法后，制铝工 艺不停改进，艺不停改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成主要成 分是分是Al2O3，当然还是有很多，当然还是有很多其它杂质）中冶炼铝技术了，使得制铝成本大大下降，铝价格也一降千丈，其它杂质）中冶炼铝技术了，使得制铝成本大大下降，铝价格也一降千丈，走入千家万户。走入千家万户。第17页4、电解法（适合一、电解法（适合一些非常活泼金属些非常活泼金属）MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2 电解电解K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg AgPt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取法第18页K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法不一样金属冶炼方法选择不一样金属冶炼方法选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag第19页 今天铝产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成今天铝产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成为当代文明不可缺乏金属，铝在工业上被称为为当代文明不可缺乏金属，铝在工业上被称为“钢精钢精”，是因为它合金不但轻，而且强度足以替，是因为它合金不但轻，而且强度足以替换钢铁，铝除了用于建材之外，还被用于航天工换钢铁，铝除了用于建材之外，还被用于航天工业，如我国第一颗人造卫星东方红一号，外壳全业，如我国第一颗人造卫星东方红一号，外壳全部用铝合金制成，美国阿波罗部用铝合金制成，美国阿波罗1111号，宇宙飞船号，宇宙飞船所用金属材料中，铝及合金所用金属材料中，铝及合金75%75%左右，能够说人类左右，能够说人类送上太空金属中，铝是最多了。送上太空金属中，铝是最多了。注意：正常人人体，每注意：正常人人体，每7070千克体重约含千克体重约含6161毫克铝毫克铝 但铝摄入过多却是对人体有害，经研究表明，但铝摄入过多却是对人体有害，经研究表明，铝元素能渗透人脑，与神经元细胞释放出来含铝元素能渗透人脑，与神经元细胞释放出来含有传递信息功效有机碱反应有传递信息功效有机碱反应，造成神经系统传造成神经系统传递信息受阻，引发老年痴呆。递信息受阻，引发老年痴呆。第20页镁在地壳中含量只有铝镁在地壳中含量只有铝四分之一，而且镁比铝四分之一，而且镁比铝愈加活泼，所以要想矿愈加活泼，所以要想矿物质中获取镁，代价比物质中获取镁，代价比铝更高。铝更高。海洋中含有大量氯化镁，海洋中含有大量氯化镁，海水又咸又苦海水又咸又苦。咸是因为含有氯化钠，咸是因为含有氯化钠，苦是因为含有氯化镁苦是因为含有氯化镁，一样道理，粗盐易一样道理，粗盐易潮解是因为其中含潮解是因为其中含有较多氯化镁，而有较多氯化镁，而氯化镁易吸水。氯化镁易吸水。据估算，假如每年从海水中提取据估算，假如每年从海水中提取1亿吨亿吨镁再过一百万年，海水中镁含量也只镁再过一百万年，海水中镁含量也只会从当前会从当前0.13%降低到降低到0.12%，即只降，即只降低了万分之一。可谓取之不尽，用之低了万分之一。可谓取之不尽，用之不竭。不竭。第21页合理开发和利用矿物资源，主要路径有：合理开发和利用矿物资源，主要路径有：1、提升金属矿物利用率、提升金属矿物利用率2、降低金属使用量、降低金属使用量3、加强金属资源回收和再利用、加强金属资源回收和再利用4、使用其它材料代替金属材料、使用其它材料代替金属材料 第22页1、以下各种冶炼方法中，能够制得、以下各种冶炼方法中，能够制得 对应金属是（对应金属是（）A、加热氧化铝、加热氧化铝 B、加热碳酸钙、加热碳酸钙C、电解熔融氯化钠、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热、氯化钠与铝粉高温共热2、依据金属在金属活动次序表中位置、依据金属在金属活动次序表中位置及性质，推测制取以下金属最适宜方法：及性质，推测制取以下金属最适宜方法：Na Zn Hg Au C电解法电解法加热还原法加热还原法加热分解法加热分解法物理提取法物理提取法第23页第24页 从太空观察地球，看到地球上有七片陆从太空观察地球，看到地球上有七片陆地地“漂浮漂浮”在一大片蓝色海洋之中在一大片蓝色海洋之中是是“历史留给人类资源贮备历史留给人类资源贮备”海洋是漂亮，海洋是漂亮，也是丰饶也是丰饶 第25页1.海水水资源利用：海水淡化海水水资源利用：海水淡化（1）使海水淡化路径）使海水淡化路径 经过海水中提取淡水或从海水中把盐分离经过海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都能够到达淡化海水目标。出去，都能够到达淡化海水目标。（2）海水淡化方法及其特点）海水淡化方法及其特点 海水淡化方法主要有海水淡化方法主要有蒸馏法、电渗析法、蒸馏法、电渗析法、离子交换法离子交换法等。等。其中其中蒸馏法蒸馏法历史最久，历史最久，技术和工艺也比较完善，技术和工艺也比较完善，但成本较高。但成本较高。第26页海水蒸馏原理示意图：第27页太阳能蒸发海水示意图：太阳能蒸发海水示意图：第28页含含80各种元素，以氢、氧、各种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为较多。被称为“元素故乡元素故乡”。海水中铀多达海水中铀多达45亿亿吨是已知陆地铀矿吨是已知陆地铀矿储量储量4500倍。氘有倍。氘有50亿吨足够人类用亿吨足够人类用上千万年上千万年海水中化学资源海水中化学资源第29页海洋中矿产资源海洋中矿产资源第30页2.海水化学资源开发利用海水化学资源开发利用 海水综合利用主要方向是：海水综合利用主要方向是：海水淡化同化工生海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合产结合、同能源技术结合。如从海水中制得。如从海水中制得氯化氯化钠钠除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取产品。从海水中制取镁、钾、溴镁、钾、溴及其化工产品，及其化工产品，是在传统制盐工业上发展。是在传统制盐工业上发展。从海水中取得其它物质和能量含有辽阔前景。从海水中取得其它物质和能量含有辽阔前景。比如，比如，铀和重水铀和重水当前是核能开发中主要原料，从当前是核能开发中主要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说含有战略意海水中提取铀和重水对一个国家来说含有战略意义。化学在开发义。化学在开发海洋药品海洋药品方面也将发挥越来越大方面也将发挥越来越大作用。作用。潮汐能、波浪能潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和等也是越来越受到重视和开发新型能源。开发新型能源。第31页煮海为盐从海水中提取从海水中提取NaClNaCl第32页海水提溴：主要方法是空气吹出法海水提溴：主要方法是空气吹出法主要流程主要流程海水海水浓缩浓缩酸化酸化浓缩浓缩海水海水BrBr-通入通入氯气氯气海海水水ClCl-BrBr2 2通入空气通入空气水蒸气水蒸气(吹入吹入)吸收吸收塔塔SOSO2 2反应后反应后富集溴富集溴HBrHBr、SOSO4 42 2通入通入ClCl2 2ClCl-BrBr2 2分离分离溴单质溴单质化学方程式：化学方程式：2NaBr Cl2=Br2 2NaCl Br2 SO2 2H2O=2HBr H2SO4 2HBr Cl2=Br2 2HCl第33页海带提碘：海带提碘：海带海带海带灰海带灰溶解过滤溶解过滤灼烧灼烧残渣残渣含含I-溶液溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2溶液溶液含含I2有机溶液有机溶液萃取萃取第34页第35页第36页
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