开发利用金属

1铝土矿萤石CaF2白云石CaMg[CO3]2闪锌矿ZnS黄铜矿CuFeS22辰砂HgS菱镁矿MgCO3赤铁矿Fe2O3黄铁矿FeS23金矿铂矿4在富集后的矿石中利用不同方法将金属还原出来，最后进行提纯。大多数金属矿石里含有杂质，因此在冶炼金属时首先需要富集矿石。5矿石富集---金属冶炼---精炼二、废旧金属的回收与利用铜也会生锈钢铁生锈钢铁腐蚀的情况90%10%钢铁腐蚀占年产量的十分之一钢铁铜铝直接生产5700元/吨,64000元/吨19100元/吨回收生产1700元/吨37000元/吨13000元/吨金属铝的回收与利用生产原铝量消耗铝土矿每年消耗铝土矿一吨每年全球消耗铝土矿：2009年广西百色举行的全国铝业可持续发展论坛上，有关专家称，随着铝矿开发规模的扩大，我国铝土矿开采只能维持不到10年的时间。四吨超过一亿吨2500亿吨回收铝利用量占到原产量的分数减少铝土矿消耗量1/2保护铝土矿资源具有极为重要的意义。约5000万吨生产原铝耗能回收再生铝合金耗能二氧化碳排放量比生产原铝减少213．2千焦/吨节能环保效益十分显著。回收金属铝，节约铝资源，节能减排刻不容缓！5．5千焦/吨91%平均每人更换手机时间每年淘汰手机数量每年淘汰手机电池和充电器数量浪费金属的种类3年我们身边的浪费２亿部大约４亿块电池２亿个充电器铜、汞、镉、锌、铅、铬中国每年4月22日都要举办“世界地球日”活动。每年中国纪念“世界地球日”，都要确定一个主题。2006年《善待地球——珍惜资源、持续发展》2007年《善待地球－－从节约资源做起》2010年《珍惜地球资源》海水中蕴含着丰富的水资源和化学资源，21世纪人类将重点开发海洋资源。2020/1/17一、海水中蕴藏的资源及其开发意义海洋水资源：海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97％。化学资源：含元素80多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上发现的１００多种化学元素，在海水中已找到８０多种，其中７０多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有４亿亿吨，镁约有１８００万亿吨，钾有５００万亿吨，溴约有９０万亿吨，核燃料约４０亿吨－５０亿吨。矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约500亿吨。通常只要每平方米有5㎏的矿物。锰结核、可燃冰、砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。2020/1/17含80多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为“元素的故乡”。海水中铀多达45亿吨是已知陆地铀矿储量的4500倍。氘有50亿吨足够人类用上千万年海水中的化学资源2020/1/17空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。我国拥有18000公里的大陆海岸线，管辖的海域面积近300万平方公里。能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染。生物资源：由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。海洋生物品种繁多，我国就有20278种，其中入药的有700种。2020/1/17三、海水中的化学资源由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种超过总量的99%，其他为微量元素，总计含有80多种元素。海洋有取之不尽的化学资源。2020/1/171．海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。2．从海水中提取物质的方法⑴．从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中制取盐的方法主要有：盐田法、电渗析法和冷冻法。2020/1/17海洋中的矿产资源二、化学资源的开发利用：化学资源的开发从海水中提取物质从生物体中提取物质从矿物中提取物质（1）海水的淡化：海水淡化的方法:①蒸馏法（最先使用，技术成熟，但成本高）②电渗析法（成本低，但未能大量生产）③离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）2、海水资源的利用：太阳能蒸发海水示意图：它是利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下使水中的离子有选择的定向迁移，使溶液中阴阳离子发生分离的一种理化过程，由于其能耗低、产水量大、脱盐率高稳定性强等特点，现已被广泛的用于医药、电子、化工、食品、硬水软化、海水淡化等方面。电渗析法：3、离子交换法阳离子交换树脂:HR+Na+=NaR+H+阴离子交换树脂:ROH+Cl-=RCl+OH-H++OH-=H2O直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）海水提溴地球上99%的溴以Br-存在于海水中“海洋元素”卤水海水淡化空气吹出法氯气置换吸收富集Cl2+2Br-==2Cl-+Br2SO2+Br2+2H2O==H2SO4+2HBr氧化吹出Cl2+2Br-==2Cl-+Br23Br2+3CO32-==5Br-+BrO3-+3CO26H++5Br-+BrO3-==3Br2+3H2O2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2==H2SO4+2HBr2HBr+Cl2==Br2+2HCl海水提溴的实验室模拟装置2020/1/17镁在地壳中含量只有铝的四分之一，而且镁比铝更加活泼，所以要想矿物质中获取镁，代价比铝更高。海洋中含有大量的氯化镁，海水又咸又苦。咸是因为含有氯化钠，苦是因为含有氯化镁，同样道理，粗盐易潮解是因为其中含有较多的氯化镁，而氯化镁易吸水。据估算，假如每年从海水中提取1亿吨镁再过一百万年，海水中镁的含量也只会从目前的0.13%降低到0.12%，即只减少了万分之一。可谓取之不尽，用之不竭。⑥从海水中制金属镁化学反应：a.MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2b.Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2Oc.MgCl2通电Mg+Cl2第二步：海水Mg(OH)2盐酸、浓缩、脱水MgCl2电解Mg第一步：制石灰乳：贝壳煅烧CaO水石灰乳石灰乳Mg无水MgCl2MgCl2溶液Mg(OH)2试剂②熔融电解2HCl+Mg(OH)2==H2O+MgCl2MgCl2===Mg+Cl2↑电解熔融Cl2HCl盐酸厂:H2+Cl2===2HCl点燃图4-5海水综合利用联合工业体系一例海水综合利用的重要方向海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合氯化钠烧碱、纯碱、金属钠氯气、盐酸、漂白粉镁、钾、溴铀和重水海洋药物潮汐能、波浪能