金属抽出の方法:
* 電気分解: この方法は、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、マグネシウムなどの高度な反応性金属に使用されます。 これがどのように機能しますか:
*金属酸化物は溶融塩に溶解し、導電性電解質を作り出します。
*電流が電解質を通過し、金属イオンがカソード(負の電極)に移動し、電子を獲得し、金属型に還元します。
*酸素イオンはアノード(正の電極)に移動し、酸化され、酸素ガスが形成されます。
* 炭素還元: この方法は、鉄、亜鉛、銅などの適度に反応性のある金属に使用されます。
*金属酸化物は、還元剤、通常は炭素(コーラ)または一酸化炭素で加熱されます。
*炭素は酸化物の酸素と反応し、二酸化炭素(CO2)または一酸化炭素(CO)を形成し、純粋な金属を置き去りにします。
例:Fe2O3(酸化鉄) + 3CO(一酸化炭素)→2FE(鉄) + 3CO2(二酸化炭素)
* 水素還元: この方法は、タングステンやモリブデンのような非反応性金属に使用されます。
*金属酸化物は水素ガスで加熱されます。
*水素は酸化物の酸素と反応し、水を形成し、純粋な金属を置き去りにします。
例:WO3(タングステン酸化物) + 3H2(水素)→W(タングステン) + 3H2O(水)
* 化学還元: チタンのような一部の金属は、マグネシウムのような化学還元剤を使用して抽出できます。
*金属酸化物は還元剤で加熱され、反応が発生して金属酸化物が金属に還元されます。
例:TIO2(酸化チタン) + 2mg(マグネシウム)→Ti(チタン) + 2mgo(酸化マグネシウム)
重要な考慮事項:
* 金属反応性: 金属の反応性は、抽出方法を決定する上で大きな役割を果たします。より反応的な金属には、電気分解などのより強力な還元方法が必要です。
* 経済的実行可能性: プロセスのコストも重要な要素です。炭素還元は一般に電解よりも安価ですが、すべての金属には適していない場合があります。
* 環境への影響: 抽出プロセスの環境への影響も考慮する必要があります。電解のようないくつかの方法は、他の方法よりも環境に優しい場合があります。
上記に加えて、特定の手法も金属とその鉱石に応じて使用されます。
* 製錬: これは、鉱石から金属を抽出するために使用される高温プロセスです。多くの場合、鉱石をフラックス(不純物を除去するのに役立つ化学物質)と還元剤で溶かすことが含まれます。
* 浸出: これには、化学溶媒を使用して鉱石から金属を溶解することが含まれます。
* HydroMeTallurgy: これには、金属を抽出、浄化、回収するための水溶液を含むさまざまな手法が含まれます。
酸化物から金属を抽出することは、特定の金属、その反応性、経済的および環境的意味を慎重に検討する複雑なプロセスであることを忘れないでください。