1。酸化物鉱石: 多くの金属鉱石が酸化物として存在します。つまり、金属は酸素に化学的に結合されています。たとえば、鉄鉱石は主に酸化鉄で構成されています(Fe₂O₃)。
2。還元剤としての炭素: 炭素は、コークス(石炭の精製された形式)の形で、良好な還元剤です。これは、酸素と容易に反応し、金属からそれを奪うことを意味します。
3。化学反応: 炉で加熱すると、炭素は金属酸化物と反応します。この反応は、二酸化炭素(CO₂)を放出し、金属を元素の形で残します。
酸化物鉱石から鉄を抽出するための簡略化された化学式です:
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fe₂o₃ + 3c→2fe +3co₂
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この方程式では:
* fe₂o₃: 鉄(iii)酸化物(鉄鉱石)
* c: カーボン(コーラ)
* fe: エレメンタルアイロン(望ましい金属)
* co₂: 二酸化炭素(反応の副産物)
キーポイント:
*温度が高いほど、炭素が金属酸化物を減らすのが効果的です。
*この方法は、鉄のような比較的低い融点を持つ金属に適しています。
*炭素は容易に入手可能で安価な還元剤であり、金属抽出に経済的な選択となっています。
その他の例:
* 亜鉛: 酸化亜鉛(ZnO)は炭素によって還元され、亜鉛(Zn)を生成します。
* ティン: 酸化スズ(sno₂)は炭素によって還元され、スズ(sn)を生成します。
制限:
*この方法は、すべての金属に適していません。一部の金属は反応性が高すぎるか、融点が高く、異なる抽出方法が必要です。
*このプロセスは、大量の二酸化炭素を生成することができ、温室効果ガスの排出に貢献します。
結論として、炭素は、還元剤として作用し、金属酸化物から酸素を効果的に除去し、純粋な金属を置き去りにすることにより、鉱石から金属を抽出する上で重要な役割を果たします。