Слайд 2
Цели урока:
Дать понятие о рудах и металлургии.
Дать понятие
о научных принципах производства металлов и сплавов. Рассмотреть такие
разновидности металлургии, как пиро–, гидро–, электрометаллургия, термическое разложение соединений металлов.
Углубить знания учащихся, полученные из курсов химии, географии и экологии о защите окружающей среды от отходов предприятий металлургической промышленности.
Слайд 3
Понятие о металлургии.
Минералы и горные породы, содержащие металлы
и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов,
называются рудами.
Отрасль промышленности, занимающаяся получением металлов из руд, называется металлургией.
Металлургия – это наука о промышленных способах получения металлов.
Слайд 4
металлургия
черная
цветная
производство железа и его сплавов
производство остальных металлов и
его сплавов
Слайд 5
Сплавы металлов
Сплавы – это материалы с характерными свойствами,
состоящие из двух или более компонентов, из которых по
крайней мере один – металл.
сплавы
однородные
неоднородные
при сплавлении образуется раствор одного Ме в другом.
Припой: одна часть свинца и две части олова
при сплавлении образуется механическая смесь Ме
Дюралий: 95% алюминия, 4% меди, 0,5% марганца и 0,5% магния
Слайд 6
Черные сплавы
Сплавы на основе железа
Чугун – это сплав
железа, содержащий более 1,7 % углерода, а также кремний,
марганец, небольшие количества серы и фосфора.
Сталь - это сплав железа, содержащий 0,1-2 % углерода и небольшие количества кремния, марганца, фосфора и серы.
Слайд 7
Цветные сплавы
Бронза – сплав на основе меди с
добавлением (20%) олова.
Латунь – медный сплав, содержащий от 10
до 50% цинка.
Мельхиор – сплав, содержащий около 80% меди и 20% никеля
Дюралюминий – сплав на основе алюминия, содержащий медь, марганец, магний и никель.
Слайд 8
Бронза
Сплав меди с другими металлами.
Различают:
Оловянную
бронзу (20% олова),
Алюминиевую бронзу (5-11 % алюминия)
Свинцовую бронзу (до
33% свинца)
Применение:
изготовление частей машин,
художественные отливки
Слайд 9
Латунь
Сплав меди и цинка (до 30-35% цинка)
Свойства:
высокая пластичность
Применение: декоративные предметы искусства
Слайд 10
Дюралюминий
Сплав алюминия (до 95%) с добавками магния,
меди, марганца.
Свойства: легкий, прочный.
Применение:
в авиастроении, машиностроении,
строительстве и др.
Слайд 11
Чугун и сталь
Самыми распространенными сплавами, содержащими
железо являются:
Чугун: сплав на основе железа, содержит от 2
до 4,5% углерода, марганец, кремний, фосфор, серу
Свойства: тверже железа, очень хрупкий, не куется
Применение: изготовление массивных деталей методом литья (литейный чугун), переработка в сталь (передельный чугун)
Слайд 12
Способы получения металлов:
1. Пирометаллургия:
Восстановление металлов из руд
при высоких температурах с помощью восстановителей.
Соль → оксид
Соли
кислородсодержащих кислот – термическое разложение:
CuCO3 = CuO + CO2
Соли бескислородных кислот- обжиг:
2ZnS + ЗО2 = 2ZnО + 2SО2
Слайд 13
Восстановление углем или угарным газом:
CuO + CO →
Cu + CO2
Водородотермия:
Cr2O3 + H2 → Cr + H2O
Металлотермия
(алюмотермия):
Fe2O3 + Al → Fe + Al2O3
Слайд 14
2. Гидрометаллургия.
Получение металлов из растворов их солей.
Перевод нерастворимого
соединения в раствор:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Восстановление
металла из раствора:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.
Слайд 15
Электрометаллургия – это способы получения металлов с помощью
электрического тока (электролиза).
2NaCl → 2Na + Cl2
MgBr2 →
Mg + Br2
Микробиологические методы получения металлов.
Слайд 18
Производство стали
Сталь – это сплав железа, содержащий 0,3-2%
углерода, небольшое количество кремния, марганца, серы и фосфора.
Слайд 19
Виды:
Углеродистая сталь – сплав железа с углеродом
и меньшим количеством марганца, серы, кремния, фосфора.
Применение: детали машин,
трубы, болты, гвозди, скрепки, инструменты.
Легированная сталь – сплав железа с углеродом с специальными легирующими добавками: хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий
В зависимости от добавок свойства стали изменяются:
Хром и никель –жаростойкость, кислотоупорность, пластичность, коррозионная устойчивость.
Вольфрам - твердость, жаропрочность, износоустойчивость.
Титан – механическая прочность при высоких температурах, коррозионная стойкость
Слайд 22
Проблема безотходных производств в металлургии
и охрана окружающей среды.
Безотходная
технология - технология, подразумевающая наиболее рациональное использование природных ресурсов и
энергии в производстве, обеспечивающее защиту окружающей среды.
Безотходная технология - принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочку первичное сырьё - производство - потребление - вторичное сырьё.
Как известно, при обжиге руд цветных металлов образуются газы, содержащие оксид серы (IV) – SO2. Этот газ засоряет окружающую среду, но его можно улавливать и использовать для производства серной кислоты. В результате можно не только предотвратить загрязнение окружающей среды, но и получить дополнительную прибыль. Так, например, при получении 1 т меди можно получить примерно 10 т серной кислоты.
Слайд 23
Закрепление
Что такое металлургия?
Чем отличается сталь от чугуна?
Назовите
области применения металлов и их сплавов.
В чем суть доменного
производства?
Какие процессы протекают в домне?
