§ 36. Металлы в природе. Понятие о металлургии
Металлы в природе встречаются либо в самородном состоянии, либо в виде соединений. В свободном виде находятся главным образом благородные металлы (Au, Ag, Pt и др.), отличающиеся химической стойкостью и устойчивостью к коррозии.
Золото, серебро и платина встречаются в виде самородков и россыпей. Самородная медь была известна человеку с древности. Из активных металлов в свободном состоянии встречается только метеоритное железо.
Большинство металлов содержится в виде оксидов, сульфидов, галогенидов, карбонатов, сульфатов. Для получения металлов из руд используют совокупность физических и химических процессов, называемую металлургией.
Различают чёрную металлургию (железо и его сплавы) и цветную металлургию (остальные металлы).
Основные способы получения металлов
1. Пирометаллургия — восстановление металлов при высокой температуре (углеродом, CO, водородом, активными металлами).
Пример — получение железа в доменной печи. Продукт — чугун (2–4 % C).
Чугун — твёрдый и хрупкий сплав, получаемый литьём.
Сталь — сплав железа с углеродом (0,2–2 % C), получают выжиганием углерода из чугуна в конверторах.
Металлотермия — восстановление металлов более активным металлом, особенно алюминотермия.
2. Гидрометаллургия — получение металлов из растворов их соединений с помощью более активного металла или электрического тока.
3. Электрометаллургия — получение активных металлов электролизом расплавов.
Так получают щелочные, щелочноземельные металлы и алюминий.
Электролиз — реакции, протекающие под действием электрического тока в растворах или расплавах электролитов.
Алюминий получают электролизом Al₂O₃, растворённого в расплавленном криолите.