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了解金属:提取过程如何工作


金属提取简介

在金属提取过程开始之前,您必须知道在哪里可以找到矿石。天然存在的岩层或其他固体材料通常包含必要的金属,金属化合物或有价值的矿物质。

这些矿石经过处理以从有价值的金属中提取非金属材料(污染物)。然后将该材料精制成金属或金属合金,将两种或多种金属或金属与其他化合物的混合物进行混合。亚博2015

金属是具有导热率,可锻造性和光泽的硬性物质。大多数金属具有高熔点,高密度,几个是电力的良好导体。

其他金属特性可能包括暴露于海水或潮湿空气时腐蚀。铁基金属具有磁性和高碳含量,使其容易发生生锈和腐蚀。

由于铁的存在,磁性是铁金属的另一个特征。钴,镍,钢和几种具有稀土金属的合金具有磁性。

有趣的是,如果在1418°F上加热(也称为“ Curie温度”),铁可能会失去其磁性并变成顺磁性。包括铝,铜和金在内的大多数金属都没有磁性。

巴西,中国,俄罗斯,澳大利亚和非洲拥有最重要的金属矿石沉积物,铁矿石是全球最矿的金属。

铁矿石在2019年开采的32亿吨金属中约为94%,该铁直接进入钢生产。

金属提取过程

什么是提取?

这是准备和分离杂质与采矿产品以完善矿石中有价值的金属的过程。

根据金属和每个主要过程中的许多步骤,有几种不同的提取方法。根据矿石的硬度,您可能必须重复一些这些步骤。

  • 筛选- 第一步是将细颗粒与矿石分开,以避免使破碎机超载。
  • 压碎- 涉及将矿石块拆分为较小的尺寸,以优化随后的研磨过程。
  • 回收- 大多数金属所需的额外筛选过程。
  • 研磨- 也称为粉碎,此步骤将矿石分解成小块,以创建足够的表面积来进行分离过程。当较小的颗粒移至分离过程时,大颗粒被转回碎碎操作。
  • 分离- 分离杂质的四种方法,每种方法都针对特定的金属矿石(基于它们的化学特性):
    • 水解方法- 碎矿石被放在振动桌上的水流中,以将杂质与金属分开。
    • 泡沫浮选- 压缩空气被吹入充满油的水箱中,以产生泡沫,使杂质在底部沉降。
    • 磁选- 该技术将磁性金属颗粒与磁性输送带压碎的矿石中的杂质分开。
    • 化学分离- 溶剂用于溶解碎矿石中的杂质。

金属化学

周期表上的大多数元素是金属。金属矿石在其自然状态下很少没有污染物;大多数与岩石和其他元素(矿石)组合在一起。元素周期表将金属分为几类:

  • 碱金属- 这些金属与空气和水有化学反应。通常与其他金属结合并储存在油中以防止反应性。它们位于周期表的第一列中。
    • 锂(Li)
    • 钠(NA)
    • 钾(K)
    • rubifium(RB)
    • 铯(CS)
    • 法兰克(FR)
  • 碱土金属- 这些金属位于图表的第二列中 - 盐与水反应性,而氧化物本质上是基本的。
    • 铍(BE)
    • 镁(mg)
    • 钙(CA)
    • 锶(SR)
    • 钡(BA)
    • rad
  • 过渡金属- 这些是最好的电力导体,具有高熔点并且高度密度。在元素周期表的中间有40个要素,属于该类别,从Scandium(SC)到Copernicium(CN)。
  • 稀土金属- 在自然界中很少发生,备受追捧的元素。稀土金属往往具有高电导率。属于此类别的元素范围从灯笼到lutetium,也可能包括Scandium和Yttrium。
  • 可怜的金属- 所有金属的反应最低。这些元素位于周期表的13-15列中,从铝(AL)开始。
  • 半法- 与大多数金属相比,它们的导电性较小,更脆,它们具有与金属和非金属之间接壤的特性。
    • 硼(b)
    • 硅(SI)
    • 锗(GE)
    • 砷(AS)
    • 锑(SB)
    • 柜(TE)
    • polonium(PO)

矿石类型

基于它们可识别的化学杂质的矿石有四种基本类型(请参阅图表)。这些污染物需要在变化的金属改进过程中去除。

  • 矿石氧化物
  • 矿石
  • 矿石
  • 矿石

基于矿石的金属的日常用途

我们几乎所有的日常物品都包含金属:

  • 汽车和建筑使用铁,钢和铝。
  • 珠宝利用金,银和铂金。
  • 铜对于导线至关重要。
  • 您的炊具和器皿主要是铝和钢。
  • 镀锌过程使用锌。
  • 食品容器,焊料和轴承掺有锡;它也是挖掘最多的“技术金属”,几乎一半焊接。
  • 温度计使用汞。
  • 钴,锂,钼和钒对于诸如锂离子电池,太阳能电池板和风力涡轮机等绿色能源技术至关重要。

金属采矿的未来

采矿的未来是在海上和星星中。

许多国家正在进行深海开采(DSM),以寻找普通的金属和稀土金属。专家估计,仅太平洋的一部分就可以拥有比所有陆基采矿的总和都更多的金属和矿藏!随着科学家和工程师继续探索DSM是否比表面采矿的破坏性更少,其真正的环境影响尚不清楚。

海水(一克/1亿吨)也有痕量的黄金 - 但是,此时过滤在经济上并不合理。海底包含巨大的黄金沉积物,但它们深1-2英里,在一层岩石下。现有的技术无法证明在这些深处进行采矿合理,但是研究正在进行中。

随着我们扩大边界,采矿小行星,月亮甚至火星的可能性。

小行星的成分各不相同,但主要由铁尼克(Iron-Nickel)制成 - 有些具有高浓度的稀有金属,例如金,银和铂。

美国Artemis计划计划领导一个跨国联盟登月。美国已经采用了世界上第一个太空资源法,为该项目做准备。这使月亮成为首次商业采矿业务的最可能目标。我们应该在今年晚些时候看到第一次无人飞行,并在2024年进行人驾驶的航班。


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