Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Общие способы получения металлов

Содержание

Схема металлургического производстваЖурнал «Национальная металлургия»Журнал «Металлургия машиностроения»Журнал «Металлург»Журнал «Чёрные металлы»Журнал «Экология производства»Журнал «Экология и жизнь»Телеканал RTGЗадачи производственного характераИсточники информации Содержание презентации
Общие способы получения металловПонятие о металлургииЛенинградская область, Волховский район, МОБУ «Сясьстройская СОШ Схема металлургического производстваЖурнал «Национальная металлургия»Журнал «Металлургия машиностроения»Журнал «Металлург»Журнал «Чёрные металлы»Журнал «Экология производства»Журнал Схема металлургического производства(чёрная металлургия) Металлургический комбинат основа индустриифундамент машиностроениякрупнейшими потребителями 	являются: 	металлообработка, 	строительная индустрия, 	железнодорожный транспорт,	военно-промышленный комплекс,	топливно-энергетический комплекс,	химическая промышленностьЗначение  металлургии - извлечение металлов из руд и использование отходов производстваМеталлургические процессы - зависят от фазы, в которой проводят восстановление (раствор, расплав, твёрдая)Методы восстановления1. Классификация металлических руд Важнейшие восстановителиВодород – при нагревании водород восстанавливает многие металлы из их оксидов			CuO Доменное производство (выплавка чугуна)Источник получения железа – железная руда: История доменного производства Первые доменные печи появились в Европе в середине XIV Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса (загрузочное устройство)Зона предварительного нагрева (колошник)Зона восстановления Химизм доменных процессовI Образование восстановителя: Проходя через раскалённый кокс (17000С), CO2 восстанавливается Производство сталиСущность процесса: уменьшение содержания углерода; возможно более полное удаление S и I Окисление примесей кислородом воздуха:	2C + O2 = 2CO +Q	Si + O2 Первым секрет получения дамасской, или булатной стали разгадал в 1828 году Мартеновская печь Название произошло от фамилии французского инженера и металлурга Пьера Мартена. В 1864 предложил Мартен В основе процессов лежит один принцип: чугун, из которого получают сталь, Сталевары Основное назначение дуговой печи - выплавка стали из металлического лома (скрапа); Свод печи Под печи Механизм наклона печи Электроды Расплав Электрическая дугаУстройство электродуговой печи Дуговая сталеплавильная печь Комплекс оборудования, в котором происходит пластическая деформация металла между вращающимися валками. Это Виды проката Экологические проблемы металлургии Современное сталеплавильное производство характеризуется значительным объемом технологических выбросов. На Общая масса накопленных промышленных отходов составляет около 30 млрд. т. Только Способы решения экологических проблем При металлургическом производстве необходимо стремиться к созданию безотходного Образующиеся шлаки используют в следующих направлениях: извлечение металла; получение щебня для дорожного Видеоэкскурсия на металлургический комбинатRussian Travel Guide TV - международный познавательный телеканал, посвященный Задачи производственного характераЗадача №1Сколько чугуна, содержащего 94% Fe, можно получить из 1000т Задача №2Какая масса магнетита Fe3O4, содержащая 10% примесей, потребуется для получения 4т Задача №3Сплав железа с углеродом массой 5,83г растворили в соляной кислоте. Приэтом Задача №4Феррохром содержит 65% хрома и 35% железа. Определите массовую долю хрома Задача №5Железная руда содержит 85% Fe2O3, 10% SiO2 и 5% других примесей, Задача №6Определите объём (н.у.) оксида углерода (II), необходимый для восстановления железа из А.А.Карцова, А.Н.Лёвкин Химия 11 класс. Профильный уровень., М., «Вентана-Граф», 2012М.А.Рябов. Сборник задач
Слайды презентации

Слайд 2 Схема металлургического производства
Журнал «Национальная металлургия»
Журнал «Металлургия машиностроения»
Журнал «Металлург»
Журнал

Схема металлургического производстваЖурнал «Национальная металлургия»Журнал «Металлургия машиностроения»Журнал «Металлург»Журнал «Чёрные металлы»Журнал «Экология

«Чёрные металлы»
Журнал «Экология производства»
Журнал «Экология и жизнь»
Телеканал RTG
Задачи производственного

характера
Источники информации






Содержание презентации


Слайд 3 Схема металлургического производства
(чёрная металлургия)

Схема металлургического производства(чёрная металлургия)

Слайд 4 Металлургический комбинат

Металлургический комбинат

Слайд 5 основа индустрии
фундамент машиностроения
крупнейшими потребителями
являются:
металлообработка,
строительная индустрия,

основа индустриифундамент машиностроениякрупнейшими потребителями 	являются: 	металлообработка, 	строительная индустрия, 	железнодорожный транспорт,	военно-промышленный комплекс,	топливно-энергетический комплекс,	химическая промышленностьЗначение металлургии


железнодорожный транспорт,
военно-промышленный комплекс,
топливно-энергетический комплекс,
химическая промышленность

Значение металлургии


Слайд 6 - извлечение металлов из руд и использование отходов

- извлечение металлов из руд и использование отходов производстваМеталлургические процессы

производства
Металлургические процессы


Слайд 7 - зависят от фазы, в которой проводят восстановление

- зависят от фазы, в которой проводят восстановление (раствор, расплав, твёрдая)Методы

(раствор, расплав, твёрдая)
Методы восстановления
1. Гидрометаллургическое восстановление – восстановление химическими

восстановителями из водных растворов
CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4

2. Пирометаллургическое восстановление – восстановление химическими восстановителями при высокой температуре из расплавов или твёрдой фазы
FeO + CO = Fe + CO2

3. Электрогидрометаллургическое восстановление – восстановление электрическим током из водных растворов или расплавов
2CuSO4 + 2H2O  2Cu + 2H2SO4 + O2


Слайд 8 Классификация металлических руд

Классификация металлических руд

Слайд 9 Важнейшие восстановители
Водород – при нагревании водород восстанавливает многие

Важнейшие восстановителиВодород – при нагревании водород восстанавливает многие металлы из их

металлы из их оксидов
CuO + H2 = Cu +

H2O

Оксид углерода (II) – является одним из сильнейших восстановителей в металлургии
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

Углерод – процесс карботермия, дешёвый восстановитель
2PbO + C = 2Pb + CO2

Металлы – процесс металлотермия: Al - алюмотермия; Mg - магнийтермия; Ca – кальцийтермия
2Al + 3CuO = Al2O3 + 3Cu
Fe2O3 + 3Mg = 3MgO + 2Fe
5Ca + V2O5 = 5CaO + 2V


Слайд 10 Доменное производство (выплавка чугуна)
Источник получения железа – железная

Доменное производство (выплавка чугуна)Источник получения железа – железная руда:

руда:


Слайд 11 История доменного производства

Первые доменные печи появились в

История доменного производства Первые доменные печи появились в Европе в середине

Европе в середине XIV века.
Отцом русской доменной металлургии,

считают Андрея Денисовича Виниуса.
29 февраля 1632 года получил жалованную грамоту царя Михаила Федоровича на монопольное устройство на Урале заводов с правом безоброчного владения на 10 лет.
24 марта 1636 г. заводчик объявил 144 пуда железа «первого своего дела».
Построил чугунолитейный и железоделательный заводы в 15 км от Тулы.
Позднее он основал железоделательный завод в Шенкурском уезде, на реке Ваге.
До А. Виниуса в России пользовались железом, покупавшимся в Швеции по очень высокой цене.
Тульский завод стал первым предприятием по изготовлению отечественного железа.
На его базе при Петре I в 1712 году был основан Тульский оружейный завод, который позволил прекратить импорт оружия из Европы.


Слайд 12
Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса (загрузочное устройство)
Зона

Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса (загрузочное устройство)Зона предварительного нагрева (колошник)Зона

предварительного нагрева (колошник)
Зона восстановления Fe2O3 (шахта)
Зона восстановления FeO (распар)
Зона

плавления (заплечики и горн)
Доменный газ
Летка выпуска шлака
Летка выпуска жидкого чугуна

Устройство доменной печи


Слайд 13 Химизм доменных процессов
I Образование восстановителя: Проходя через
раскалённый

Химизм доменных процессовI Образование восстановителя: Проходя через раскалённый кокс (17000С), CO2

кокс (17000С), CO2 восстанавливается до СО.
C+O2 = CO2 +

Q
С+CO2 = 2CO
II Восстановление железа из руды:
Fe2O3  nН2О = Fe2O3 + nН2О (500-700С)
3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 (450-500С)
Fe3O4 +CO = 3FeO + CO2 (500-700С)
FeO + CO = Fe + CO2 (700-800С)
Железо частично реагирует с углеродом с образованием
карбида железа Fe3С, которое растворяется в жидком железе.
3Fe + C = Fe3С
III Частичное восстановление примесей:
SiO2 + 2C = Si + 2CO
MnO + C = Mn + CO
Ca3(PO4)2 + 5C = 2P + 3CaO + 5CO
Чугун – это сплав железа с углеродом, содержащий примеси
карбида железа, S, P, Si, Mn.
IV Шлакообразование: Известняк CaCO3 при высокой
температуре разлагается:
CaCO3= CaO+CO2
Оксид кальция взаимодействует с оксидами пустой породы:
CaO(тв.) + SiO2(тв.)= CaSiO3(ж.)
CaO (тв.) + Al2O3(тв.) =Ca(AlO2)2(ж.)
3СаО(тв.) + Р2О5(тв.) = Са3(РО4)2(ж.)

Слайд 14 Производство стали
Сущность процесса:
уменьшение содержания углерода;
возможно

Производство сталиСущность процесса: уменьшение содержания углерода; возможно более полное удаление S

более полное удаление S и P;
доведение содержания

Si и Mn до требуемых пределов.

Сырьё:
передельный чугун;
железный лом;
обогащённая железная руда.

Способы переработки чугуна:


Слайд 15 I Окисление примесей кислородом воздуха:
2C + O2 =

I Окисление примесей кислородом воздуха:	2C + O2 = 2CO +Q	Si +

2CO +Q
Si + O2 = SiO2 + Q
S +

O2 = SO2 + Q
4P + 5O2 = 2P2O5 + Q
2Mn + O2 = 2MnO + Q
II Частичное окисление железа кислородом:
2Fe + O2 = 2FeO + Q
III Окисление примесей оксидом железа (II)
C + FeO = Fe + CO - Q
Si + 2FeO = 2Fe + SiO2 + Q
S + 2FeO = 2Fe + SO2 + Q
2P + 5FeO = 5Fe + P2O5 + Q
Mn + FeO = Fe + MnO + Q
IV Шлакообразование:
CaO + SiO2 = CaSiO3
3CaO + P2O5 = Ca3(PO4) 2
MnO + SiO2 = MnSiO3
V раскисление железа ферромарганцем:
FeO + Mn = MnO + Fe

Химизм варки стали


Слайд 16 Первым секрет получения дамасской, или булатной стали

Первым секрет получения дамасской, или булатной стали разгадал в 1828

разгадал в 1828 году генерал-майор Павел Аносов, который надзирал

над производством металла на заводе в Златоусте;
англичанин Генри Бессемер в 1856 году изобрел конверторный способ изготовления стали. Этот метод стал сегодня основным в черной металлургии;
французский металлург Пьер Мартен, в 1865 году запатентовал печь для выплавки стали нового образца, в производстве стало возможным использовать лом, которого на планете к тому времени накопилось громадное количество;
Сидней Джилкрист Томас а 1878 году придумал, как удалять из железной руды при плавке серу и фосфор.

История сталеплавильного производства


Слайд 17 Мартеновская печь
Название произошло от фамилии французского инженера

Мартеновская печь Название произошло от фамилии французского инженера и металлурга Пьера Мартена.

и металлурга Пьера Мартена.
В 1864 предложил новый способ получения литой

стали в регенеративных пламенных печах.
Использовал  принцип регенерации тепла продуктов горения для подогрева не только воздуха, но и газа. Благодаря этому удалось получить температуру, достаточную для выплавки стали.
Широко применялся в металлургии в последней четверти XIX века.
Мартеновская печь работает в среднем 1 год, после чего кирпич выгорает и теплоизоляция ухудшается.
 С 1970-х годов новые мартеновские печи в мире более не строятся. 
В России первую мартеновскую печь построили в 1869—1870гг. на Сормовском заводе А.А.Износков и Н.Н. Кузнецов.

Слайд 18 Мартен

Мартен

Слайд 19 В основе процессов лежит один принцип: чугун,

В основе процессов лежит один принцип: чугун, из которого получают

из которого получают сталь, очищают, продувая через него воздух;

сосуд, где протекает реакция (конвертер) имеет грушевидную форму с открытой горловиной вверху; укреплен на горизонтальной оси, что позволяет его наклонять;
конвертеры Бессемера и Томаса по внешнему виду одинаковы;
главное различие:  бессемеровский конвертер изнутри выложен - кислой  огнеупорной футеровкой и в нем нельзя удалить фосфор в основной шлак, потому что такой шлак быстро разъедает кислую футеровку.
Томасовский конвертер имеет основную футеровку, поэтому здесь, добавляя известь, можно получить основной шлак, который хорошо извлекает фосфор из чугуна, но не разрушает основную футеровку.
бессемеровский и томасовский конверторы позволяют за 20 мин превратить в сталь до 20 т чугуна. 
 

Кислородный конвертер


Слайд 20 Сталевары

Сталевары

Слайд 21 Основное назначение дуговой печи - выплавка стали

Основное назначение дуговой печи - выплавка стали из металлического лома

из металлического лома (скрапа);
источником тепла в дуговой печи

является электрическая дуга, возникающая между электродами и жидким металлом или шихтой при приложении к электродам электрического тока необходимой силы (температура 3000оС);
возможность электроплавки металлов впервые была установлена русским физиком В. В. Петровым;
1909 г. считают началом промышленного производства электростали в России. В этом году на дуговой печи П. Эру было выплавлено 192 т высококачественной стали;
основоположником создания электрометаллургии качественных сталей в нашей стране следует считать металлурга Н. И. Беляева. В 1916 г. он получил первую легированную электросталь.


Электродуговая печь


Слайд 22 Свод печи
Под печи
Механизм наклона печи
Электроды

Свод печи Под печи Механизм наклона печи Электроды Расплав Электрическая дугаУстройство электродуговой печи

Расплав
Электрическая дуга
Устройство электродуговой печи


Слайд 23 Дуговая сталеплавильная печь

Дуговая сталеплавильная печь

Слайд 24 Комплекс оборудования, в котором происходит пластическая деформация металла

Комплекс оборудования, в котором происходит пластическая деформация металла между вращающимися валками.

между вращающимися валками.
Это система машин, выполняющая вспомогательные операции:
транспортирование

исходной заготовки со склада к нагревательным печам и к валкам стана,
передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому,
кантовку,
транспортирование металла после прокатки,
резку на части,
маркировку или клеймение,
правку,
упаковку,
передачу на склад готовой продукции и др.

Прокатный стан


Слайд 25 Виды проката

Виды проката

Слайд 26 Экологические проблемы металлургии
Современное сталеплавильное производство характеризуется значительным

Экологические проблемы металлургии Современное сталеплавильное производство характеризуется значительным объемом технологических выбросов.

объемом технологических выбросов.
На 1 т выплавленного чугуна

выделяется 11—13 кг пыли, 190—200 кг оксида углерода, 0,4 кг диоксида серы, 0,7 кг углеводородов и др.
Концентрация пыли в отходящих газах составляет 5—20 г/м3, размер пыли 35 мкм.
При литье под действием теплоты жидкого металла из формовочных смесей выделяются бензол, фенол, формальдегид, метанол и другие токсичные вещества.
При литье под действием теплоты жидкого металла из формовочных смесей выделяются бензол, фенол, формальдегид, метанол и другие токсичные вещества


Слайд 27 Общая масса накопленных промышленных отходов составляет около

Общая масса накопленных промышленных отходов составляет около 30 млрд. т.

30 млрд. т.
Только 15 – 30% металлургических отходов

подвергаются переработке.
Основная часть отработанных материалов хранится в отвалах (пластах, негодных для выработки), на шламовых полях и т.п.
По подсчётам экологов, площадь территории России, занимаемая промышленными отходами металлургических предприятий, составляет свыше 1300 кв. км. Зачастую отработанное сырьё складируется на плодородных землях.
Промышленные отходы изобилуют токсичными веществами, и вещества эти способны мигрировать на огромные дистанции. Поэтому окружающая среда в радиусе 200 км от места захоронения металлургических отходов является загрязнённой.


Слайд 28 Способы решения экологических проблем
При металлургическом производстве необходимо

Способы решения экологических проблем При металлургическом производстве необходимо стремиться к созданию

стремиться к созданию безотходного производства.
Для этого предприятиях помимо

основного производства (чугуна, стали и проката) развиты сопутствующие химические производства по выпуску бензола, аммиака, минеральных удобрений, цемента.
Так как сернистый газ загрязняет окружающую среду, то на многих современных производствах этот газ при помощи специальных устройств улавливается и используется для производства серной кислоты.
Котлы-утилизаторы используют физическое тепло нагретых газов для получения пара, который идёт на отопление зданий.
Пылеулавливающие устройства задерживают пыль.
Перевод сталеплавильного производства на прогрессивную технологию непрерывной разливки стали позволяет снизить вредные выбросы в атмосферу на 5,3 тыс.т. в год.





Слайд 29 Образующиеся шлаки используют в следующих направлениях:
извлечение металла;

Образующиеся шлаки используют в следующих направлениях: извлечение металла; получение щебня для


получение щебня для дорожного и промышленного строительства;
использование основных

шлаков в качестве известковых удобрений (шлаковой муки) для
сельского хозяйства;
использование фосфорсодержащих шлаков для получения удобрений для сельского
хозяйства;
вторичное использование конечных сталеплавильных шлаков.

Использование шлаков


Слайд 30 Видеоэкскурсия на металлургический комбинат
Russian Travel Guide TV -

Видеоэкскурсия на металлургический комбинатRussian Travel Guide TV - международный познавательный телеканал,

международный познавательный телеканал, посвященный путешествиям по России, её культурному

и географическому разнообразию.
Эфир телеканала состоит из эксклюзивных фильмов собственного производства о культуре и искусстве многонациональной страны, её уникальной природе, российских городах, научных достижениях. Телеканал RTG TV был дважды награжден как лучший познавательный телеканал.
Ссылка на фильм в YouTube http://www.youtube.com/watch?v=XJH1VJ1v5As

Слайд 31 Задачи производственного характера
Задача №1
Сколько чугуна, содержащего 94% Fe,

Задачи производственного характераЗадача №1Сколько чугуна, содержащего 94% Fe, можно получить из

можно получить из 1000т оксида
Fe(III), содержащего 20% пустой породы?
Дано:
m(Fe2O3

с прим.) = 1000кг

(пуст. пор.) = 20% = 0,2

(Fe) = 94% = 0,94

m(чугуна) = ?

Решение:

m(Fe2O3) = 1000  (1 – 0,2) = 1000  0,8 = 800т (800000кг)

2) n(Fe2O3) = 800000/160 = 5000кмоль

5000 кмоль 10000 кмоль
3) 2Fe2O3 + 3С = 4 Fe + 3СО2
2 кмоль 4 кмоль

4) m(Fe) = 56  10000 = 560000кг (560т)

5) m(чугуна) = 560/0,94 = 595,74т

Ответ: масса чугуна 595,74т


Слайд 32 Задача №2
Какая масса магнетита Fe3O4, содержащая 10% примесей,

Задача №2Какая масса магнетита Fe3O4, содержащая 10% примесей, потребуется для получения

потребуется для
получения 4т Fe?


Дано:


m(Fe) = 4т = 4000кг
(прим.)

= 10% = 0,1

m(магнетита) = ?

Решение:

1) n(Fe) = 4000/56 = 71,43 кмоль

2) Fe3O4 + 4Н2 = 3 Fe + 4Н2О

23,8кмоль 71,43кмоль

1кмоль 3кмоль

3) m(Fe3O4) = 23,8  232 = 5521,6кг (5,52т)

4) (Fe3O4) = 1 – 0,1 = 0,9

m(магнетита) = 5,52/0,9 = 6,14т

Ответ: масса магнетита 6,14т


Слайд 33 Задача №3
Сплав железа с углеродом массой 5,83г растворили

Задача №3Сплав железа с углеродом массой 5,83г растворили в соляной кислоте.

в соляной кислоте. При
этом выделилось 2,24л (н.у.) водорода. Определите

массовую долю углерода
в сплаве. Что представлял собой сплав: чугун или сталь?

Дано:

m(сплава) = 5,83г

V(Н2) = 2,24л (н.у.)

(С) = ?

Чугун или сталь?

Решение:

1) n(Н2) = 2,24/22,4 = 0,1 моль

0,1моль 0,1моль

2) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

1 моль 1моль

3) m(Fe) = 0,1  56 = 5,6г

m(С) = 5,83 – 5,6 = 0,23г

4) (С) = 0,23/5,83 = 0,039 (3,9%)

Ответ: массовая доля углерода 3,9%; это чугун.


Слайд 34 Задача №4
Феррохром содержит 65% хрома и 35% железа.

Задача №4Феррохром содержит 65% хрома и 35% железа. Определите массовую долю

Определите массовую долю
хрома в стали, полученной при прибавлении

к 100кг стали 2кг феррохрома
(3кг феррохрома).

Дано:

(Fe) = 35% = 0,35

(Cr) = 65% = 0,65

m(стали) = 100кг

m(Fe – Cr) = 2кг (3кг)

(Cr в стали) = ?

Решение:

1) m1(Cr) = 2000  0,65 = 1300г (1,3кг)

m2(Cr) = 3000  0,65 = 1950г (1,95кг)

2) m1(хромовой стали) = 100 + 1,3 = 101,3кг

m2(хромовой стали) = 100 + 1,95 = 101,95кг

3) 1(Cr в стали) = 1,3/101,3 = 0,013 (1,3%)

2(Cr в стали) = 1,95/101,95 = 0,019 (1,9%)

Ответ: массовые доли хрома 1,3% (1,9%)


Слайд 35 Задача №5
Железная руда содержит 85% Fe2O3, 10% SiO2

Задача №5Железная руда содержит 85% Fe2O3, 10% SiO2 и 5% других

и 5% других примесей, не
содержащих железо или кремний.

Определите массу железа и хрома в
1000кг железной руды.

Дано:

(Fe2O3) = 85% (0,85)

(SiO2) = 10% (0,1)

(других прим.) = 5% (0,05)

m(руды) = 1000кг

m(Fe) = ?

m(Si) = ?

Решение:

1) m(Fe2О3) = 1000  0,85 = 850кг

m(SiО2) = 1000  0,1 = 100кг

2) М(Fe2О3) = 56  2 + 48 = 160кг/кмоль

М(SiО2) = 28 + 16  2 = 60кг/кмоль

3) m(Fe) = (112  850)/160 = 595кг

m(Si) = (28  100)/60 = 46,67кг

Ответ: масса железа 595кг, масса кремния 46,67кг


Слайд 36 Задача №6
Определите объём (н.у.) оксида углерода (II), необходимый

Задача №6Определите объём (н.у.) оксида углерода (II), необходимый для восстановления железа

для
восстановления железа из 1000 кг Fe2O3 и массу

угля, который надо сжечь
для получения требуемого объёма оксида углерода (II).

Дано:

m(Fe2О3) = 1000кг

V(CO) (н.у.) = ?

m(С) = ?

Решение:

1) n(Fe2О3) = = 1000/160 = 6,25кмоль

6,25кмоль 18,75кмоль

2) Fe2O3 + 3СО = 2 Fe + 3СО2

1кмоль 3кмоль

3) V(CO) (н.у.) = 18,75  22,4 = 420м3

18,75кмоль 18,75кмоль

4) 2С + О2 = 2СО

2кмоль 2кмоль

5) m(С) = 18,75  12 = 225кг

Ответ: объём угарного газа 420м3, масса угля 225кг.


  • Имя файла: obshchie-sposoby-polucheniya-metallov.pptx
  • Количество просмотров: 183
  • Количество скачиваний: 0
- Предыдущая Pancakes day