Пирометаллургия

Пирометаллургические методы - это методы высокотемпературного извлечения металлов из различных соединений. К ним относят:

металлотермия (восстановлениe более активными металлами: Al, Mg, Ca, Na и др.),
силикатотермия (восстановлениe кремнием),
восстановление водородом,
гидридами металлов, и т.д.

В том случае, если не предъявляются особые требования к чистоте получаемого металла, восстановителем может быть углерод или CO (карботермия). Углерод применяется при восстановлении железа из Fe₂O₃ или Fe₃O₄ (доменный процесс), олова из касситерита, меди из куприта:

SnO₂ + C = Sn + CO₂

2Cu₂O + C = 4Cu +CO₂

Не все металлы можно получить карботермией. Например, реакция:

Cr₂O₃ + 3CO= 2Cr + 3CO₂ ΔG⁰ =274,6 кДж

не может протекать даже при довольно высоких температурах, в то время как алюмотермия легко осуществима:

Cr₂O₃ + 2AI = 2Cr + AI₂O₃

Металлотермия используется обычно при восстановлении наиболее устойчивых соединений.

Некоторые металлы (например, марганец) с углеродом образуют карбиды, поэтому в данном случае более экономичным методом является силикатотермия:

MnO₂ +Si= SiO₂ +Mn

Восстановление водородом проводится, c целью получения сравнительно чистого металла. Водород используется, например, для получения чистого железа; вольфрама из WO₃; рения из NH₄ReO₄; осмия из (NH₄)₂OsCl₆ и др.

Сульфидные руды подвергают окислительному обжигу, а карбонатные – прокаливанию. Полученные оксиды затем восстанавливают.

К пирометаллургии относят обычно и хлорную металлургию, развитие которой по настоящему началось в 50-е годы. Сущность метода заключается в хлорировании сырья в присутствии восстановителя или без него и дальнейшей переработке хлоридов. Например:

Преимуществами метода хлорирования являются:

высокая скорость процесса,
полнота использования сырья,
возможность разделения большого числа компонентов за счет различной летучести и термической устойчивости хлоридов.