【2017年整理】金属矿物和海水资源的开发利用 王逢云.ppt

* * 第四节 金属矿物 和海水资源的开发利用 1.金属在自然界的存在 少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如： Au、 Pt及少量Ag、 Cu 化学性质比较活泼的金属，在自然界中总是以化合态存在，如： Na 、Mg、 Al 等 一、金属矿物的开发利用 2. 金属冶炼的步骤 ⑴ 富集： 除去杂质，提高矿石中有用成分的含量 ⑵ 冶炼： 用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质 ⑶ 精炼 ⑶ 精炼： 提炼纯金属 3. 金属冶炼的方法 ⑴热分解法 适用于很不活泼的金属（金属活动性顺序表中铜后面的金属）。 2Ag2O == 4Ag + O2↑ △ 2HgO == 2Hg + O2↑ △ ⑵热还原法 适用于金属活动性顺序表中的中间的多数金属。 常用的还原剂有：CO 、氢气 、 活泼金属 高温 高温 高温 Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2 WO3+ 3 H2 == W+3H2O Cr2O3+2 Al == 2Cr+Al2O3 ⑶电解法 缺点：耗能大，成本高。 2Al2O3====4Al+3O2↑ 2NaCl====2Na+Cl2↑ 电解 电解 适用于在金属活动性顺序中排在铝前边的活泼金属。因还原性很强，不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来。 Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 电解法 热还原法 热分解法 不同金属冶炼方法的选择 有关海水组成的惊人数字 海水中元素种类 镁(Mg)元素总量 铀(U)元素总量 碘(I)元素总量 锂(Li)元素总量 氡(Rn)元素总量 氯（Cl）元素总量 溶解的盐类物质总量 进入海洋的物质/年 常量元素（1mg/L） 80多种 11种 2.5×1010t 5×1016t 2.6×1016t 1kg 2.5×1011t 9.3×1010t 4.5×109t 2×1015t U 二、海水资源的开发利用 （1）常量元素：每升海水里，含量大于 的元素，共有11种，分别是氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶（Sr）、溴、硼（B）、氟（F）。占海水溶解物质总量的99.9%。主要以 的形式存在。 1.常量及微量元素： 1mg 盐 (2)微量元素：每升海水中含量低于1mg的元素，其中 元素用作核燃料； 元素是热核反应的重要材料之一，也是特种合金的原料；“碘盐”是在食盐中加入一定量的 。 铀 锂 KIO3 1kg锂通过热核反应放出的能量相当于二万多吨优质煤的燃烧。 锂合金既轻便，又特别坚硬。 （1）包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等 2.水资源的利用 （2）海水淡化方法主要有：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等 3.氯碱工业 2NaCl+2H2O=== 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 通电 原理： 装置、原料、产品、用途 4、镁 （1）物理性质 具有 色金属光泽的固体，密度硬度均较小，熔点低，是良导体。 银白 （2）化学性质 点燃 3Mg+N2===Mg3N2 ④与酸反应置换氢： ②与非金属单质： ③与CO2反应： Mg+2H+=Mg2+ +H2↑ △ Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑ ①与热水反应 点燃 2Mg+CO2===2MgO+C （3）用途： 制合金、冶金工业用作还原剂和脱氧剂 海水 加碱 过滤 Mg(OH)2 通电 Mg 加HCl 浓缩干燥 MgCl2 引入海水 过滤网 盐酸厂 沉降槽 过滤器 Mg2++2OH-= Mg（OH）2 Mg（OH）2 +2HCl== MgCl２+2H2O 氯 气 MgCl2==Mg+Cl2 浓缩池 干燥塔 消化池 石灰窑 贝壳 通电 （4）海水提取镁工业流程 ①就地取材-利用海滩上的贝壳 ②节约原料-循环利用氯元素 四氯化碳中 酒精中 水中 溶解性和溶液颜色 状态 颜色 I2 Br2 物理性质 （1）溴单质和碘单质的物理性质 紫黑色 液体 固体 可溶 橙黄 易溶 橙红 易溶 橙红 可溶 深黄、褐色 易溶 棕褐 易溶 紫红 5、溴与海水提溴 深红棕色 液溴易挥发、有毒，保存在棕色细口瓶中，并用“水封” 碘易升华，遇淀粉溶液变蓝色，保存在棕色广口瓶中 （2） ① ② ③ （3） 灼烧 萃取 ② ① * *