Πώς λαμβάνεται ο χαλκός από το θειούχο μεταλλεύματος Γράψτε τη χημική εξίσωση ισορροπίας;
1. Συγκέντρωση:
* Το μεταλλεύματος σουλφιδίου (π.χ., χαλκοπυρίτη, Cufes₂) συνθλίβεται και αλεσμένο για να αυξήσει την επιφάνεια για τις ακόλουθες διεργασίες.
* Froth Froth Flotation είναι μια κοινή μέθοδος για τη συγκέντρωση του σουλφιδίου χαλκού. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί τη διαφορά στις επιφανειακές ιδιότητες μεταξύ του θειούχου χαλκού και του γκάνγκου (ανεπιθύμητο βράχο).
2. Ψήσιμο:
* Το συμπυκνωμένο μεταλλεύμα ψήνεται στον αέρα σε υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 800 ° C). Αυτή η διαδικασία αφαιρεί το θείο και μετατρέπει το σουλφίδιο του σιδήρου σε οξείδιο του σιδήρου:
* 2cufes₂ (s) + 3o₂ (g) → cu₂s (s) + 2feo (s) + 2so₂ (g)
* 2fes (s) + 3o₂ (g) → 2feo (s) + 2SO₂ (g)
3. Χυτήριο:
* Το ψητό μετάλλευμα αναμειγνύεται με πυρίτιο (Sio₂) και οπτάνθρακα (άνθρακα) και θερμαίνεται σε φούρνο.
* Το πυριτικό αντιδρά με οξείδιο του σιδήρου για να σχηματίσει σκωρία (σιδερένιο πυριτικό), το οποίο επιπλέει στην κορυφή του λιωμένου σουλφιδίου χαλκού:
* feo (s) + sio₂ (s) → fesio₃ (l)
* Ο οπτάνθρακα μειώνει το σουλφίδιο χαλκού σε μεταλλικό χαλκό:
* cu₂s (l) + o₂ (g) → 2cu (l) + so₂ (g)
4. Μετατροπή (χαλκός κυψέλης):
* Ο τετηγμένος χαλκός επεξεργάζεται περαιτέρω με αέρα για να οξειδώσει οποιοδήποτε υπόλοιπο θείο:
* 2cu₂s (l) + 3o₂ (g) → 2cu₂o (l) + 2SO₂ (g)
* 2cu₂o (l) + cu₂s (l) → 6cu (l) + so₂ (g)
* Αυτή η διαδικασία παράγει χαλκό φυσαλίδων (περίπου 98% καθαρή) λόγω της παρουσίας παγιδευμένων αερίων.
5. Διύζιση:
* Ο χαλκός κυψέλη βελτιώνεται χρησιμοποιώντας ηλεκτρολυτική διύλιση για να επιτευχθεί υψηλή καθαρότητα (99,9%).
* Ο ακάθαρτος χαλκός δρα ως άνοδο, ένα καθαρό φύλλο χαλκού είναι η κάθοδος και ένα όξινο διάλυμα θειικού χαλκού είναι ο ηλεκτρολύτης. Κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης, ο καθαρός χαλκός εναποτίθεται στην κάθοδο, ενώ οι ακαθαρσίες εγκαθίστανται ως λάσπη ανόδου.
Συνολική αντίδραση:
Ενώ η συνολική αντίδραση είναι πολύπλοκη λόγω των πολλαπλών βημάτων που εμπλέκονται, μπορεί να δοθεί μια απλοποιημένη αναπαράσταση ως:
* cufes₂ (s) + o₂ (g) + sio₂ (s) + c (s) → cu (s) + fesio₃ (l) + so₂ (g) + co₂ (g)
Σημείωση: Αυτή η απλοποιημένη αντίδραση δεν αντιπροσωπεύει πλήρως την πολυπλοκότητα της διαδικασίας, αλλά δίνει μια γενική ιδέα των εμπλεκομένων χημικών μετασχηματισμών.
