35.Основные методы получения металлов, пиро-, гидро- и электрометаллургия. Методы рафинирования металлов. Зонная плака, иодидный способ.

Главнейшие руды содержат оксиды, сульфиды и карбонаты металлов. Получение металлов из руд составляет за­дачу металлургии — одной из наиболее древних отраслей химической промышленности. Металлургические процессы, проте­кающие при высоких температурах, называются пирометал-л у р г и ч е с к и м и. Пирометаллургпческим путем получают, на­пример, чугун и сталь.

Кроме пирометаллургических методов, при добывании метал­лов применяются гидрометаллургические методы. Они представляют собою извлечение металлов из руд в виде их соеди­нений водными растворами различных реагентов с последующим выделением металла из раствора. Гидрометаллургическим путем получают, например, золото

Зонная плавка заключается в медленном протягивании бруска очищаемого металла через кольцевую печь. Тот участок (зона) бруска, который находится в данный момент в печи, пла­вится. По мере продвижения бруска жидкая зона перемещается от начала бруска к его концу.

Зонной плавке подвергают металл, прошедший предваритель­ную очистку. Содержание примесей в нем уже невелико, так что основной металл и примеси образуют гомогенный твердый рас­твор. При движении бруска через кольцевую печь происходит пла­вление металла у"передней границы зоны и кристаллизация его у задней границы. При этом состав образующихся кристаллов, находящихся в равновесии с расплавом, отличается от состава расплава (см. стр. 530). Примеси одних металлов концентрируются в расплавленной зоне и перемещаются вместе с ней к концу бруска; примеси других металлов концентрируются в образующихсякристаллах, остаются за движущейся зоной и при неоднократном повторении процесса перемещаются к началу бруска. В результате средняя часть бруска получается наиболее чистой; ее вырезают и используют. Зонную плазку применяют для очистки не только металлов, но и других веществ.

И одидный способ дает возможность получать титан, цирконий и некоторые другие металлы значительной чистоты. Рассмотрим этот процесс на примере титана. Исходный металл в виде порошка нагревается до 100—200 °С с небольшим количеством иона в гер­метическом аппарате. В аппарате натянуты титановые нити, на­греваемые электрическим током до 1300—1500 °С. Титан (но не примеси) образует с ионом летучий ионид TiU, который разла­гается на раскаленных нитях. Выделяющийся чистый титан осаж­дается на них, а ион образует с исходным металлом новые пор­ции ионида; процесс идет непрерывно до переноса всего металла па титановые нити.

36.Основные типы металлических сплавов. Сталь. Чугун. Сплавы цветных металлов. Латунь. Бронза. Дюралюминий. Сплавы на основе свинца и олова. Их свойства и применение.

В жидком состоянии большинство металлов растворяются друг в друге и образуют однородный жидкий сплав. При кристалли­зации из расплавленного состояния различные металлы ведут себя по-разному. Основными случаями являются при этом следующие три.

1. В твердом состоянии сплавляемые металлы не растворяются и химически не взаимодействуют друг с другом. При этих условиях сплав представляет собою механическую смесь и состоит из кри­сталлитов одного и другого компонентов, отчетливо выявляемых на микрорешётке.

2. Сплавляемые металлы взаимодействуют друг с другом, обра­зуя химическое соединение.

3. При кристаллизации из расплава растворимость металлов друг в друге сохраняется. Образуются однородные кристаллы. В этом случае твердая фаза носит название твердого рас­твора. При этом для одних металлов их взаимная растворимость в твердом состоянии неограниченна, другие же рас­творимы друг в друге лишь до определенных концентраций.