从自然界中获取铁和铜

1、铁和铜,铁、铜在日常生活中的应用：,游离态形式的铁和铜,铜在地壳中含量约为0.01%， 少量以单质铜形式存在,天然铜,铁是自然界里分布最广的金属 元素之一，在地壳中的质量约 占5左右，仅次于铝，游离态 的铁只能从陨石中得到。,陨铁,一、铁和铜在自然界存在形式。,常见的铁矿石,赤铁矿(Fe2O3),褐铁矿(Fe2O3nH2O ),黄铁矿(FeS2 ),菱铁矿 FeCO3,磁铁矿(Fe304),常见的铜矿石,黄铜矿(CuFeS2 ),蓝铜矿(Cu2(CO3)2(OH)2 ),毛赤铜矿(Cu2O ),斑铜矿 Cu5FeS4,辉铜矿 CuS,孔雀石（CuCO3Cu(OH)2）,把金属从矿石中提炼出来，

2、这就是人们常说的 金属的冶炼。,表3-3 铁、铜从化合态转化为游离态,Fe + CuSO4 Cu + FeSO4,Zn + FeSO4 Fe + ZnSO4,炼铁高炉结构图,C,+O2=CO2,CO2+C=2CO,3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2,二、现代工业炼铁,1、原料：,铁矿石、焦炭、空气、石灰石等,2、设备：,炼铁高炉,3、原理：,二、现代工业炼铁,4、造渣：,6、产品：,生铁（含碳2% 4.5%）,5、废气成分：,N2、CO、CO2等,将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛的钢（含碳量在 0.03 % 2 % ）,石灰石作熔剂除掉SiO2,CaCO3,CaOCO2,SiO2Ca

3、O,CaSiO3（炉渣的主要成分）,将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛的钢（含碳量在0.03%2% ）,生铁和钢的比较,生铁硬而脆可铸不可煅,坚硬、韧性大，可塑性好, 可铸可煅,炼钢生铁：炼钢原料 ； 铸造生铁：制造各种铸件， 如机床、床座、铁管等； 球墨铸铁：制造齿轮、活塞等 高级铸件；,钢有不同型号，应用不同如钢丝网、铆钉、锅炉等,三、铜的冶炼,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,氧化还原反应,氧化剂:,2、火法炼铜:,CuSO4,Fe,1、湿法炼铜：（ “曾青得铁，则化为铜。”- 淮南万毕术 ）,3 、生物炼铜,还原剂:,自然界中的金属大都以化合态存在,用化学的方法把化合态的金属变成

4、游离态,要考虑的问题,矿石的富集,合适的冶炼方法,如何精炼,金属的冶炼,电解法,热还原法,热分解法,不同金属冶炼方法的选择,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag,简单，实用，节省的原则,1、热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。 在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。,二、金属的冶炼方法,2热还原法 多数金属的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。,3电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，

5、而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。,4、湿法冶金：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 5、生物冶金：含硫的铜矿硫酸铜炼铜,拓展知识面：,为了防锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在1230%的合金钢。 不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。,不锈钢,总结,Fe + CuSO4 Cu + FeSO4,Zn + FeSO4 Fe + ZnSO4,多,少,游离态（陨铁） 主要化合态,游离态（少量） 主要化合态,高炉炼铁,（1）湿法炼铜 (2)火烧孔雀石 （3）高温冶炼黄铜矿 （4）电解精炼,磁铁矿（Fe304） 赤铁矿（ Fe203 ）,黄铜