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1、 金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用北京市第一七一中学北京市第一七一中学 雷宏雷宏 在地壳中含量最高的金属元素是在地壳中含量最高的金属元素是 ，其次是其次是 。FeAl 除了除了Pt 、Au等极少数金属外，绝大多数等极少数金属外，绝大多数金属元素以什么形式存在于自然界？金属元素以什么形式存在于自然界？金属矿石金属矿石黄铜矿黄铜矿CuFeS2菱镁矿菱镁矿MgCO3 萤石萤石 CaFCaF2 2 赤铁矿赤铁矿FeFe2 2O O3 3 黄铁矿黄铁矿FeSFeS2 2 天然金Au 人人类类从原始社会从原始社会发发展到展到现现代文明社会代文明社会经经历历了一个漫了一个漫长长的的过过程程. . 在不同
2、的在不同的时时代里代里, ,人人们们利用的生利用的生产产生活材料也有所不同生活材料也有所不同石器石器时时代代 中国使用金属的中国使用金属的历历史史古代铜器古代铜器古代铜制兵器青铜器时代青铜器时代司母戊大方鼎司母戊大方鼎商代后期商代后期铜斝（铜斝（二里头遗址）二里头遗址）（约（约40004000年前）年前）铁铁器器时时代代 铁锄和铁削铁锄和铁削 春秋时期春秋时期铁刃铜钺铁刃铜钺商代商代古代铁制工具古代铁制工具现现代代铝铝、铁铁合金等多合金等多样样化的材料化的材料-一、金属的冶炼一、金属的冶炼 中国使用金属的历史，一定蕴含着中国使用金属的历史，一定蕴含着金金属冶炼的属冶炼的历史。下面我们顺着历史的
3、脉历史。下面我们顺着历史的脉搏领略一下我国著名的金属冶炼史。搏领略一下我国著名的金属冶炼史。 青铜时代青铜时代-古法炼铜古法炼铜 铁器时代铁器时代-古法炼铁古法炼铁 炼丹术炼丹术 近代冶炼近代冶炼 火法炼铜火法炼铜 古法炼铜古法炼铜-兴于商周时期兴于商周时期灼烧辉铜矿（灼烧辉铜矿（CuCu2 2S S）灼烧灼烧孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3 与木炭混合与木炭混合物物碳法制铜碳法制铜Fe + CuSO4 =湿法炼铜湿法炼铜 中国古代首创的胆水冶铜中国古代首创的胆水冶铜 西汉古籍西汉古籍淮南万毕术淮南万毕术上就有上就有“曾青曾青得铁，则化为铜得铁，则化为铜”的记载。的记载。 宋史宋史食货记食货
4、记有记载：把生铁打成薄有记载：把生铁打成薄片，排放在储有胆水的槽中，浸渍几天，然片，排放在储有胆水的槽中，浸渍几天，然后刮取出泥状铜后刮取出泥状铜炼铁炼铁-春秋时期发明了冶炼生铁技术春秋时期发明了冶炼生铁技术 西汉初懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生西汉初懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁。铁。南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁。南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁。古代炼铁古代炼铁现代钢铁厂现代钢铁厂 Fe2O3 CO 高温高温铝热法炼铁铝热法炼铁铝热法炼铁铝热法炼铁铝热反应铝热反应（实验（实验41）Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3高温高温铝热剂铝热剂问题问题1 1：为什么青铜器时
5、代早于铁器时代呢？：为什么青铜器时代早于铁器时代呢？炼丹术炼丹术-起于战国时期、兴于汉代初期起于战国时期、兴于汉代初期o当封建社会发展到一定阶段，生产力有了较大的提高，统治阶级对物质享受的要求也越来越高.o皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望：第一希望掌握更多的财富，供他们享乐；第二希望长生不死，使他们的统治一劳永逸。 “长长生生药药”o炼丹是中国古代的一种特殊方术。其内容非常复杂，中心目标是用人工方法制作既可以使人“长生不死”。o其能用点金的神丹点化铜、铁等普通金属以转变为黄金和白银。由于中国古时有“成仙”的说法，所以炼丹术最先在中国诞生。丹”原来指丹砂（即硫化汞Hgs）。o后来泛指被认为是“
6、长生药”或“点金药”的各种药物。 HgO加热加热 Ag2O加热加热1818世纪后期拉瓦锡领导的一场革命世纪后期拉瓦锡领导的一场革命 原理原理炼钠、钾炼钠、钾-19世纪初世纪初电解氯化钠电解氯化钠 1807年戴维用年戴维用电解的方法制得电解的方法制得了了K、Na；但制；但制Al失败失败 KCl(熔融熔融)电解电解 NaCl (熔融熔融) 电解电解 由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。 18861886年年2
7、222岁的岁的美国青年化学家霍尔美国青年化学家霍尔发现了发现了冰晶石（冰晶石（NaNa3AlFAlF6）, ,降低了降低了Al2O3的熔点，的熔点，电解法制铝电解法制铝成功成功，制铝工艺不断改进，现在，制铝工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成 分分是是Al2O3，当然还有很多其它杂质）中冶炼当然还有很多其它杂质）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，铝的价铝的技术，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户。格也一降千丈，走入千家万户。电解法冶炼铝电解法冶炼铝2Al2O3 (熔融熔融) 4Al 3O2 冰晶石冰晶石电解电解得得4 4
8、3e3e- -失失6 62e2e- -问题问题2 2：介绍了这么多的冶炼金属反应，提炼一下：介绍了这么多的冶炼金属反应，提炼一下金属冶炼一般有哪些方法？冶炼的实质是什么？金属冶炼一般有哪些方法？冶炼的实质是什么？ 1 1、金属冶炼的方法、金属冶炼的方法 2 2、金属冶炼的、金属冶炼的实质实质K Ca Na Mg Al Zn FeCu Hg Ag Pt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法3 3、金属活动顺序与金属冶炼金属活动顺序与金属冶炼方法的关系方法的关系问题问题3 3：金属冶炼金属冶炼方法方法与金属活动顺序有什与金属活动顺序有什么关系么关系呢呢？二、废旧金属二、废旧金属的回收与利用的回收与利用铜也会生锈钢铁生锈 钢铁腐蚀占年产量的十分之一钢铁腐蚀占年产量的十分之一阿阿根根廷廷回回收收的的废废旧旧金金属属制制作作的的艺艺术术品品金属铝的回收与利用金属铝的回收与利用 相关网站：http:/ （中国再生金属网） 【思考与实践思考与实践】设计实验流程如何从光卤设计实验流程如何从光卤石（石（KClMgCl26H2O）制取镁？）制取镁？ 相上网查资料了解中国金属的回收利用上网查资料了解中国金属的回收利用情况，并写一份情况，并写一份关网站：http:/ （中国选矿网） 进一步了解矿物的种类及冶炼方法进一步了解矿物的种类及冶炼方法
