金屬鋁的冶煉方法精選(九篇)
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第1篇：金屬鋁的冶煉方法范文
探究活動一：生活中鐵制品在潮濕的空氣中比銅更容易銹蝕，但是我們也發(fā)現(xiàn)生活中鋁制品卻不容易銹蝕。這又為什么？
猜想：金屬越活潑越容易與潮濕的空氣中氧氣和水反應(yīng)。
設(shè)計實驗：應(yīng)用控制變量法，取相同的鋁片、鐵片和銅片分別放入相同體積相同溫度的水中，敞口放置。一段時間后發(fā)現(xiàn)鐵銹蝕較嚴重，銅片有少量銹蝕而鋁片沒有銹蝕。
反思：鐵片和銅片與氧氣和水的反應(yīng)實驗現(xiàn)象符合猜想，但是鋁片與氧氣和水反應(yīng)實驗現(xiàn)象不符合。
查閱資料：鐵與氧氣和水反應(yīng)生成了疏松的鐵銹。鐵銹不除去可以吸收空氣中氧氣和水蒸氣，加快了鐵的銹蝕。鋁在常溫下就可以與空氣中氧氣反應(yīng)，生成了致密的氧化膜對鋁起到了保護作用。
提出問題：鋁片表面的氧化膜能起到保護作用？
設(shè)計實驗：分別將一片打磨過的鋁片和沒打磨過的鋁片加入相同濃度、相同體積的稀鹽酸中，觀察。
實驗現(xiàn)象：打磨過的鋁片與稀鹽酸反應(yīng)更劇烈，有較多的氣體產(chǎn)生，沒打磨的鋁片與稀鹽酸反應(yīng)表面氣體很少。
結(jié)論：鋁片表面的氧化膜對鋁起到了保護作用。
探究活動二：一些不法商販常用黃銅冒充黃金，欺騙消費者。王奶奶買了一根“金條”，你有哪些方法幫助王奶奶鑒別金條的真假？
設(shè)計實驗：黃銅金黃色，是銅、鋅合金，具有合金的性質(zhì)。黃金是純金屬，與黃銅在硬度、化學(xué)性質(zhì)等方面差別較大。鑒別物質(zhì)要利用物質(zhì)性質(zhì)的差異，但是不是所有的性質(zhì)差異都可以用來鑒別物質(zhì)的，只有操作簡單、易行，現(xiàn)象明顯易觀察，才可以用來鑒別。
方法一：根據(jù)合金與純金屬的硬度不同鑒別，純金屬質(zhì)軟，合金較硬。例如用牙齒咬的方法鑒別。實驗方法取黃銅合金與樣品相互刻劃，有明顯劃痕的是黃金，沒有明顯劃痕的是黃銅。
方法二：根據(jù)金的化學(xué)性質(zhì)不活潑，即使加熱也不容易與空氣中的氧氣反應(yīng)。而鋅、銅的化學(xué)性質(zhì)較活潑來鑒別。例如有“真金不怕火煉”的說法。實驗方法取樣品在火焰上加熱，變黑的是黃銅，不變的是黃金。
方法三：根據(jù)金屬與酸溶液能否反應(yīng)及反應(yīng)飛劇烈程度不同。黃銅中的鋅常溫下可以與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而金不能與稀硫酸或稀鹽酸反應(yīng)。實驗方法將向樣品滴加稀鹽酸或稀硫酸，有氣產(chǎn)生體的是黃銅，沒有氣體產(chǎn)生的是黃金。
方法四：根據(jù)金屬可以與一些金屬化合物溶液反應(yīng)，例如鐵可以與硫酸銅溶液反應(yīng)。鋅的活動性比
鐵強，因此鋅可以與硫酸銅溶液反應(yīng)，而金的活動性不如銅所以金不能與硫酸銅溶液反應(yīng)。操作方法將樣品滴加硫酸銅溶液，如變?yōu)榧t色，則說明與硫酸銅溶液反應(yīng)為黃銅。如不變色則為黃金。
隨著人類對金屬材料的需求急速增加，金屬資源的保護和合理利用顯得尤為重要。二十世紀以來金屬廢棄物急劇增加，不但造成資源浪費，還造成了環(huán)境污染，我們需要節(jié)約、回收金屬資源。金屬的回收利用能變廢為寶，不僅達到節(jié)約資源和充分利用資源的目的而且還能起到保護環(huán)境的作用。通過學(xué)習(xí)我們發(fā)現(xiàn)金屬的性質(zhì)還與金屬的使用歷史、冶煉方法、回收方法等密切相關(guān)。
探究活動三：幾位同學(xué)利用課余處理含有硫酸鋅、硫酸銅和硫酸亞鐵的廢液，回收工業(yè)重要原料硫酸鋅、鐵和銅，請完成實驗方案設(shè)計。
分析金屬鋅的活動性比鐵、銅強，因此鋅可以從硫酸亞鐵、硫酸銅溶液中置換出單質(zhì)鐵和銅。因此設(shè)計向廢液中加入過量的鋅。那如何分離單質(zhì)鋅、鐵和銅呢？鐵可以利用磁鐵吸引分離，鋅和銅如何分離呢？金屬鋅可以與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，向鋅和銅的混合物中加入足量的稀硫酸，將單質(zhì)鋅轉(zhuǎn)化為硫酸鋅，過濾分離出銅，蒸發(fā)濾液得到硫酸鋅固體。
設(shè)計：向廢液中加入過量的鋅，過濾后濾液蒸發(fā)得到硫酸鋅固體，濾渣固體中含有置換出的鐵和銅以及過量的鋅。對濾渣進行磁鐵吸引，分離出鐵，剩余的固體加入足量的稀硫酸，銅不與稀硫酸反應(yīng)，過量的鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅溶液，過濾。濾渣為銅，濾液為硫酸鋅溶液。將硫酸鋅溶液進行蒸發(fā)得到硫酸鋅固體。
第2篇：金屬鋁的冶煉方法范文
化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用含答案
必修二第4章
化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用
一、選擇題
1、維通橡膠是一種耐腐蝕、耐油、耐高溫、耐寒性能都特別好的氟橡膠。它的結(jié)構(gòu)簡式見圖，合成它的單體為(
)
A．氟乙烯和全氟異丙烯
B．1，1-二氟乙烯和全氟丙烯
C．1-三氟甲基-1，3-丁二烯
D．全氟異戊二烯
2、如圖所示為人類使用不同金屬的大致年代。這個先后順序與下列因素有關(guān)的是(
)
①地殼中金屬元素的含量?、诮饘倩顒有皂樞颉、劢饘俚膶?dǎo)電性?、芙饘僖睙挼碾y易程度 ⑤金屬的延展性
A．①③
B．②⑤
C．③⑤
D．②④
3、工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應(yīng)：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2，下列關(guān)于該反應(yīng)的說法中，正確的是(
)
A．該反應(yīng)的氧化劑只有Cu2O
B．Cu2S在反應(yīng)中既是氧化劑，又是還原劑
C．Cu既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物
D．每生成19.2
g
Cu，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.6
mol電子
4、下列有關(guān)石油和煤的利用敘述不正確的是(
)
A．煤的干餾就是將煤隔絕空氣在高溫條件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物質(zhì)的過程
B．煤的液化就是將煤轉(zhuǎn)化成甲醇、乙醇等液態(tài)物質(zhì)的過程
C．煤的氣化就是將煤在高溫條件下由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的物理變化過程
D．石油通過催化裂化或裂解，可以獲得碳原子數(shù)較少的輕質(zhì)油
5、當(dāng)前我國環(huán)保急待解決的“白色污染”通常指的是(
)
A．金屬冶煉廠的白色煙塵
B．石灰窯中的白色粉塵
C．聚乙烯等塑料垃圾
D．白色建筑廢料
6、海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來源之一。從海水中提取鎂，可按照如下步驟進行：
①把貝殼制成石灰乳；
②在引入的海水中加入石灰乳，沉淀、過濾、洗滌沉淀物；
③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物；
④將所得的產(chǎn)物熔融后電解。
關(guān)于提取鎂，下列說法不正確的是(
)
A．此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富
B．進行①、②、③步操作的目的是從海水中提取氯化鎂
C．第④步電解時會產(chǎn)生氯氣
D．以上提取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)和置換反應(yīng)
7、下列關(guān)于金屬的敘述正確的是(
)
A．常溫下所有的金屬都是固體
B．金屬具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性
C．所有金屬都能與酸反應(yīng)
D．金屬元素在自然界中都是以化合態(tài)形式存在的
8、海水提取溴的過程中，有如下反應(yīng)：5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O，與上述反應(yīng)在原理上最相似的反應(yīng)是(
)
A．2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl
B．AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O===4Al(OH)3＋3NaCl
C．2H2S＋SO2===3S＋2H2O
D．Cl2＋H2O===HCl＋HClO
9、下列對合成材料的認識不正確的是(
)
10、如圖所示把煤隔絕空氣加強熱，下列敘述錯誤的是(
)
A．煤發(fā)生了化學(xué)變化
B．液體X的pH>7，Y是一種黑色黏稠狀液體
C．氣體Z易燃，可還原CuO，也可使溴水褪色
D．橫玻璃管中產(chǎn)生濃的白煙
11、除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯氣，應(yīng)該采用的方法是(
)
A．加入適量的KI溶液
B．通入溴蒸氣
C．加氫氧化鈉溶液
D．加入適量的溴化鈉溶液
【答案】D
12、工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。選用不同方法冶煉不同金屬的主要依據(jù)是
(
)
A．金屬在自然界中的存在形式
B．金屬元素在地殼中的含量
C．金屬陽離子得電子的能力
D．金屬熔點的高低
13、某課外小組將海帶的灰燼浸泡后過濾，得到澄清的濾液，他們設(shè)計了如下幾個方案，你認為能證明灼燒海帶的灰燼中含有碘元素的是(
)
A．取適量濾液，蒸干，觀察是否有紫色固體生成
B．取適量濾液，加入苯，振蕩、靜置，苯層無色，證明不含碘元素
C．取適量濾液，向其中加入淀粉溶液，無明顯現(xiàn)象，證明不含碘元素
D．取適量濾液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈藍色，證明含有碘元素
二、非選擇題
14、如圖為鋁熱反應(yīng)的實驗裝置，請回答下列問題：
(1)該實驗裝置中還缺________。引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作為___________________________________。
(2)若將氧化鐵換成氧化鎂，該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)發(fā)生，理由是__________________________________。
(3)鋁熱反應(yīng)的用途有哪些？_________________________________________。
15、酸雨形成的原理之一可表示如下：
請回答下列問題：
(1)A物質(zhì)的化學(xué)式為______________，B物質(zhì)的化學(xué)式為______________。
(2)三個反應(yīng)中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是______________(填序號)。
(3)SO2中硫元素顯＋4價，它可以降低到0價，利用這一性質(zhì)可在工廠的煙道氣中通入合適的________(填“氧化劑”或“還原劑”)除去SO2，以達到減少污染的目的。
(4)雨水的pH
mol·L－1，則這次降雨________(填“是”或“不是”)酸雨。
(5)火力發(fā)電廠燃燒的煤中含有大量的硫，其排出的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。為了除去有害的SO2氣體，在英國已進行了一個研究，結(jié)果表明：高煙囪可以有效降低地面SO2的濃度。在20世紀60年代到70年代的10年間，由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%，但由于高煙囪的建造，地面SO2濃度降低了30%之多。
①你認為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是________。
A．少用煤作燃料
B．把工廠的煙囪造高
C．燃料脫硫
D．把工廠遷移到農(nóng)村
E．開發(fā)新能源
②請從全球環(huán)境保護的角度，分析：這種建高煙囪的方法________(填“可取”或“不可取”)，理由是______________________________________。
2021（春）人教版化學(xué)必修二第4章
化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用含答案
必修二第4章
化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用
一、選擇題
1、維通橡膠是一種耐腐蝕、耐油、耐高溫、耐寒性能都特別好的氟橡膠。它的結(jié)構(gòu)簡式見圖，合成它的單體為(
)
A．氟乙烯和全氟異丙烯
B．1，1-二氟乙烯和全氟丙烯
C．1-三氟甲基-1，3-丁二烯
D．全氟異戊二烯
【答案】B
2、如圖所示為人類使用不同金屬的大致年代。這個先后順序與下列因素有關(guān)的是(
)
①地殼中金屬元素的含量?、诮饘倩顒有皂樞颉、劢饘俚膶?dǎo)電性?、芙饘僖睙挼碾y易程度 ⑤金屬的延展性
A．①③
B．②⑤
C．③⑤
D．②④
【答案】 D
3、工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應(yīng)：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2，下列關(guān)于該反應(yīng)的說法中，正確的是(
)
A．該反應(yīng)的氧化劑只有Cu2O
B．Cu2S在反應(yīng)中既是氧化劑，又是還原劑
C．Cu既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物
D．每生成19.2
g
Cu，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.6
mol電子
【答案】 B
4、下列有關(guān)石油和煤的利用敘述不正確的是(
)
A．煤的干餾就是將煤隔絕空氣在高溫條件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物質(zhì)的過程
B．煤的液化就是將煤轉(zhuǎn)化成甲醇、乙醇等液態(tài)物質(zhì)的過程
C．煤的氣化就是將煤在高溫條件下由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的物理變化過程
D．石油通過催化裂化或裂解，可以獲得碳原子數(shù)較少的輕質(zhì)油
【答案】 C
5、當(dāng)前我國環(huán)保急待解決的“白色污染”通常指的是(
)
A．金屬冶煉廠的白色煙塵
B．石灰窯中的白色粉塵
C．聚乙烯等塑料垃圾
D．白色建筑廢料
【答案】 C
6、海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來源之一。從海水中提取鎂，可按照如下步驟進行：
①把貝殼制成石灰乳；
②在引入的海水中加入石灰乳，沉淀、過濾、洗滌沉淀物；
③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物；
④將所得的產(chǎn)物熔融后電解。
關(guān)于提取鎂，下列說法不正確的是(
)
A．此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富
B．進行①、②、③步操作的目的是從海水中提取氯化鎂
C．第④步電解時會產(chǎn)生氯氣
D．以上提取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)和置換反應(yīng)
【答案】D
7、下列關(guān)于金屬的敘述正確的是(
)
A．常溫下所有的金屬都是固體
B．金屬具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性
C．所有金屬都能與酸反應(yīng)
D．金屬元素在自然界中都是以化合態(tài)形式存在的
【答案】 B
8、海水提取溴的過程中，有如下反應(yīng)：5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O，與上述反應(yīng)在原理上最相似的反應(yīng)是(
)
A．2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl
B．AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O===4Al(OH)3＋3NaCl
C．2H2S＋SO2===3S＋2H2O
D．Cl2＋H2O===HCl＋HClO
【答案】 C
9、下列對合成材料的認識不正確的是(
)
【答案】 C
10、如圖所示把煤隔絕空氣加強熱，下列敘述錯誤的是(
)
A．煤發(fā)生了化學(xué)變化
B．液體X的pH>7，Y是一種黑色黏稠狀液體
C．氣體Z易燃，可還原CuO，也可使溴水褪色
D．橫玻璃管中產(chǎn)生濃的白煙
【答案】 D
11、除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯氣，應(yīng)該采用的方法是(
)
A．加入適量的KI溶液
B．通入溴蒸氣
C．加氫氧化鈉溶液
D．加入適量的溴化鈉溶液
【答案】D
12、工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。選用不同方法冶煉不同金屬的主要依據(jù)是
(
)
A．金屬在自然界中的存在形式
B．金屬元素在地殼中的含量
C．金屬陽離子得電子的能力
D．金屬熔點的高低
【答案】 C
13、某課外小組將海帶的灰燼浸泡后過濾，得到澄清的濾液，他們設(shè)計了如下幾個方案，你認為能證明灼燒海帶的灰燼中含有碘元素的是(
)
A．取適量濾液，蒸干，觀察是否有紫色固體生成
B．取適量濾液，加入苯，振蕩、靜置，苯層無色，證明不含碘元素
C．取適量濾液，向其中加入淀粉溶液，無明顯現(xiàn)象，證明不含碘元素
D．取適量濾液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈藍色，證明含有碘元素
【答案】 D
二、非選擇題
14、如圖為鋁熱反應(yīng)的實驗裝置，請回答下列問題：
(1)該實驗裝置中還缺________。引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作為___________________________________。
(2)若將氧化鐵換成氧化鎂，該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)發(fā)生，理由是__________________________________。
(3)鋁熱反應(yīng)的用途有哪些？_________________________________________。
【答案】(1)鎂條和氯酸鉀 在混合物中間插一根長度約10
cm的鎂條，上端彎曲，將氯酸鉀放在鎂條的周圍，用燃著的小木條點燃鎂條
(2)不能 鎂比鋁活潑，鋁不能置換鎂
(3)用于焊接鋼軌；冶煉某些熔點高的金屬
解析 解答本題要理解鋁熱反應(yīng)的實質(zhì)、具體實驗過程和實驗中各物質(zhì)的作用。
15、酸雨形成的原理之一可表示如下：
請回答下列問題：
(1)A物質(zhì)的化學(xué)式為______________，B物質(zhì)的化學(xué)式為______________。
(2)三個反應(yīng)中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是______________(填序號)。
(3)SO2中硫元素顯＋4價，它可以降低到0價，利用這一性質(zhì)可在工廠的煙道氣中通入合適的________(填“氧化劑”或“還原劑”)除去SO2，以達到減少污染的目的。
(4)雨水的pH
mol·L－1，則這次降雨________(填“是”或“不是”)酸雨。
(5)火力發(fā)電廠燃燒的煤中含有大量的硫，其排出的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。為了除去有害的SO2氣體，在英國已進行了一個研究，結(jié)果表明：高煙囪可以有效降低地面SO2的濃度。在20世紀60年代到70年代的10年間，由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%，但由于高煙囪的建造，地面SO2濃度降低了30%之多。
①你認為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是________。
A．少用煤作燃料
B．把工廠的煙囪造高
C．燃料脫硫
D．把工廠遷移到農(nóng)村
E．開發(fā)新能源
②請從全球環(huán)境保護的角度，分析：這種建高煙囪的方法________(填“可取”或“不可取”)，理由是______________________________________。
【答案】(1)SO2 SO3
(2)③
(3)還原劑
(4)是
(5)①A、C、E
②不可取 沒有減少SO2的排放量
解析：(1)酸雨形成的反應(yīng)原理為
故A為SO2，B為SO3。
(2)以上三個反應(yīng)中，反應(yīng)③不是氧化還原反應(yīng)。
(3)SO2中硫元素顯＋4價，由SO2S的反應(yīng)中，SO2作氧化劑，故需加入還原劑。
(4)雨水中c(H＋)＝2c(H2SO4)＝2×5×10－5
＝10－4(mol·L－1)，
pH＝－lgc(H＋)＝－lg10－4＝4
故該次降雨為酸雨。
第3篇：金屬鋁的冶煉方法范文
以海水、金屬礦物等自然資源的綜合利用為例,了解化學(xué)方法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用,認識化學(xué)在自然資源綜合利用方面的重要價值。
二、內(nèi)容分析
從了解金屬礦物的開發(fā)引入,通過金屬冶煉的基本原理,認識化學(xué)是冶金工業(yè)的重要科學(xué)基礎(chǔ),化學(xué)方法是由金屬化合物轉(zhuǎn)變成金屬單質(zhì)的惟一方式,金屬活動性和氧化還原反應(yīng)發(fā)生的條件是選擇金屬冶煉方法的主要依據(jù)。金屬冶煉過程往往需要消耗大量的能量,也容易造成環(huán)境污染,改進工藝條件、降低能耗、回收廢棄金屬制品等,就成為與冶煉金屬同等重要的問題。
三、設(shè)計思想
先從學(xué)生生活經(jīng)驗出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)金屬、合金的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上結(jié)合多媒體展示金屬礦物及工業(yè)上金屬礦物冶煉過程等相關(guān)知識,引導(dǎo)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和基本方法,構(gòu)建“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價值觀”相融合的課堂教學(xué)目標。
課堂采用“學(xué)生閱讀討論――師生共同歸納”的教學(xué)方法組織教學(xué)。
課時設(shè)計,具體考慮“教什么”“怎么教”“為什么這樣教”“教到什么程度”等4個方面問題。
教學(xué)流程設(shè)計為:多媒體展示多種金屬礦物及當(dāng)代礦物開發(fā)水平展示從金屬礦石中提煉金屬的步驟引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)有關(guān)金屬制備的知識,由具體到一般進行歸納總結(jié)學(xué)生討論歸納金屬的活動性順序與金屬冶煉的關(guān)系,歸納幾種常見金屬冶煉方法合理開發(fā)金屬資源活動探究(研究性學(xué)習(xí))。
四、教學(xué)目標
1.知識與技能
(1)了解金屬的冶煉過程,掌握冶煉金屬的本質(zhì)和不同金屬的冶煉方法。
(2)了解我國的金屬資源,了解廢舊金屬的回收和再利用。
2.過程與方法
(1)通過小組討論和問題探究,培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力、觀察能力、思維能力。
(2)培養(yǎng)應(yīng)用已有知識經(jīng)驗解釋和歸納相關(guān)素材,建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)的能力。
3.情感態(tài)度與價值觀
體會節(jié)約資源、重復(fù)使用、循環(huán)再生以及開發(fā)尋找金屬替代品,減小資源浪費,保護環(huán)境,走可持續(xù)發(fā)展之路。
五、教學(xué)重點
了解化學(xué)方法在金屬礦物開發(fā)(主要是金屬冶煉)中的作用。
六、教學(xué)難點
在掌握金屬冶煉的一般原理基礎(chǔ)上,了解適用不同金屬的冶煉方法。
七、教學(xué)過程設(shè)計
引入:引入有關(guān)金屬的生活素材,并讓學(xué)生舉出常見金屬物品,引發(fā)學(xué)生積極學(xué)習(xí)欲望。
學(xué)生發(fā)言:常見物品(如銅線、金銀首飾、鋁合金門窗)。
過渡:我們使用的金屬材料有些是合金,有些是純金屬。而金屬(如Mg、Al、Fe、Cu、Ag、Au等)元素在自然界中以什么形式(游離態(tài)或化合態(tài))存在呢?
學(xué)生回答:略。
放映短片:(了解工業(yè)上金屬冶煉的過程)
投影:通常工業(yè)上將礦石制得金屬單質(zhì)的過程分成三步:①富集;②冶煉;③提純。
探究問題1:寫出一個冶煉金屬的化學(xué)反應(yīng)方程式,從氧化還原反應(yīng)角度分析這一反應(yīng)。
學(xué)生活動:先讓學(xué)生分析,然后教師引導(dǎo)導(dǎo)出金屬冶煉的原理(由具體到一般)
小結(jié)并投影:金屬冶煉的本質(zhì):Rn++ne-=R
探究問題2:閱讀課本內(nèi)容(88頁-89頁),分析不同金屬的冶煉方法有什么不同,你如何選擇合適的冶煉方法?
討論:組織學(xué)生討論“探究問題2”,結(jié)合工業(yè)冶煉金屬常見方法,揭示金屬冶煉方法與金屬活動性的關(guān)系。
投影:金屬冶煉方法的選擇
講述:除了上述常見冶煉方法之外還有如濕法冶煉、火法煉銅等。
演示實驗:鋁熱反應(yīng)(課本89頁表4-1)。
學(xué)生活動:觀察反應(yīng)現(xiàn)象,書寫反應(yīng)方程式。進一步理解金屬冶煉原理和方法。
學(xué)生活動:了解常見金屬的冶煉方法(課本89頁表4-1)。
投影:我國礦產(chǎn)資源簡介(培養(yǎng)資源節(jié)約、環(huán)境保護意識)。
探究問題3:根據(jù)有限的金屬礦物資源,你認為如何合理、有效的利用金屬?
學(xué)生活動:討論金屬回收再利用、循環(huán)再生、尋找代用品、改良冶煉工藝節(jié)能減排、保護環(huán)境等。
八、小結(jié)
金屬的冶煉原理、方法及金屬的綜合利用。
附課后研究性學(xué)習(xí)課題:
1.利用廢棄金屬鋁制取明礬的研究;
2.××社區(qū)廢舊金屬的再利用狀況調(diào)查與建議;
3.海底金屬資源開發(fā)的設(shè)想;
第4篇：金屬鋁的冶煉方法范文
關(guān)鍵詞 溶膠-凝膠法；脲素還原；硝酸鋁；制備鋁
中圖分類號：TQ174 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0063-02
鋁工業(yè)在我國國民經(jīng)濟、國防中占有重要戰(zhàn)略地位，同時鋁制產(chǎn)品在人民生活中普遍存在；鋁材料及鋁合金材料在近年其產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的65%，為1565萬噸[1]，目前，鋁材料需求量也與日俱增，世界各國根據(jù)自己的鋁礦物的品位使用各種不同的冶煉技術(shù)和方法，我國這方面的研究工作也在積極尋找方法。目前，所使用的比較成熟的方法、原理各不相同，得到的商品鋁材料純度也不相同。但這些方法都存在產(chǎn)生大量難處理的工業(yè)廢料、工業(yè)酸堿廢液、能量消耗大、環(huán)境不友好等缺點如：美國Alcoa公司采用碳熱還原法[2]，利用鼓風(fēng)爐為反應(yīng)器，沒有添加其他物質(zhì)的情況下，通過兩個過程從熔融的氧化鋁和碳的熔鹽中獲取金屬鋁。而Reynolds公司則在相對較低
溫[3]的條件下反應(yīng)生成碳氧鋁化合物后，再在高溫條件下反應(yīng)生成金屬鋁。兩家公司所使用的原料都是碳和氧化鋁，在反應(yīng)中，碳既做還原劑又做能量提供劑，在過程中都先生成碳化物再提高溫度使這些碳化物/碳合物生成金屬鋁和二氧化碳氣體。氧化鋁化合物具有較高的熔點[4]（2050℃），這么高的溫度不但消耗能量，而且對反應(yīng)裝置要求更高。
1 實驗部分
1.1 儀器與藥品
1）儀器。坩堝、250 mL燒杯、電爐、研缽、鐵架、銅質(zhì)油浴鍋。
2）藥品。脲素（分析純）：廊坊鵬彩精細化工有限公司；九結(jié)晶水的硝酸鋁（分析純）：夏縣運力化工有限公司；檸檬酸（分析純）：蘇州盛巨化工有限公司。
1.2 反應(yīng)原理
在冶煉金屬鋁的方法中、由于底物或物源不一樣，發(fā)表的文獻中有著各種反應(yīng)原理。本研究以硝酸鋁為底物、脲素為還原劑、添加檸檬酸為泡沫劑，銅質(zhì)片為催化劑，在空氣中還原制備鋁金屬，原理如下：
1.3 實驗方法
1）分別將原料硝酸鋁和尿素破磨。稱取5.4483 g的尿素、11.3021 g 的硝酸鋁，以反應(yīng)原理中的硝酸鋁摩爾化學(xué)當(dāng)量的（硝酸鋁/尿素）=2：3的比例混合均勻，原料放入坩堝中，用銅質(zhì)片（帶有邊帽）蓋住坩堝口，常壓條件下，于電爐上直接加熱，加熱還原熔煉60分鐘，待溫度降至室溫。
2）分別將原料硝酸鋁、檸檬酸破磨。稱取5.0000 g左右的檸檬酸、11.0000 g的硝酸鋁，以反應(yīng)原理中的硝酸鋁摩爾化學(xué)當(dāng)量的（硝酸鋁/檸檬酸）=2：3的比例混合均勻。原料放入坩堝中、用銅質(zhì)片（帶有邊帽）蓋住坩堝口，常壓條件下，于電爐上直接加熱，加熱還原熔煉60分鐘，待溫度降至室溫。
3）分別將原料硝酸鋁、檸檬酸、尿素破磨。稱取5.0000 g左右的尿素、11.0141 g的硝酸鋁，以反應(yīng)原理中的硝酸鋁摩爾化學(xué)當(dāng)量的（硝酸鋁/尿素）=2：3的比例混合均勻，添加2.0000 g的檸檬酸作為泡沫劑、混合均勻。原料放入坩堝中、用銅質(zhì)片（帶有邊帽）蓋住坩堝口，常壓條件下，于電爐上直接加熱，加熱還原熔煉60分鐘，待溫度降至室溫。
2 結(jié)果與討論
2.1 結(jié)果
純度檢驗：
在方法1）中，在坩堝底附一層暗灰色塊狀、稱重得1.2034 g，表面附有多孔；于50 mL 2.0 mol/l的鹽酸溶液中反應(yīng)，并收集氣體，點燃、有爆炸聲，說明為氫氣；待反應(yīng)完全、過濾、稱重，得0.4057 g的殘渣；得鋁純度為55.08%。
在方法2）中，在坩堝口有白色溶膠狀物質(zhì)、之后氧化燃燒在鍋底附一層灰色塊狀、稱重得10.8612 g；取其中2.0158 g于50 mL 2.0 mol/l的鹽酸溶液中反應(yīng)?，F(xiàn)象：無明顯的氣泡產(chǎn)生，點燃無爆炸聲音產(chǎn)生。過濾、稱重，得1.9132 g；底物基本沒有反應(yīng)。說明：無產(chǎn)物鋁生成；結(jié)果：在催化劑存在下、加熱檸檬酸對硝酸鋁無還原性。
在方法3）中，在坩堝口有白色溶膠泡沫窿狀物質(zhì)、之后氧化燃燒在鍋底、而銅質(zhì)蓋邊帽檐中有銀白色金屬粒、稱重得0.6210 g；于50mL 2.0 mol/l的鹽酸溶液中反應(yīng)?，F(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生；并收集氣體，點燃、有爆炸聲，說明為氫氣；待反應(yīng)完全、過濾、稱重得0.0512 g殘渣；得鋁純度為91.76%。
2.2 討論
1）設(shè)備討論。與在楊斌、戴永年等申請的專利中所使用的設(shè)備相比，該方法在設(shè)備要求不苛刻、投資少，現(xiàn)實生活中容易達到，整個反應(yīng)過程不需要保護氣體。一步就得純金屬鋁，流程簡單，不用整流設(shè)備，對原材料要求不高。
2）產(chǎn)物的討論。在此方法中得到的產(chǎn)物，在與稀鹽酸反應(yīng)時有明顯的氣泡產(chǎn)生、表現(xiàn)出金屬的性質(zhì)，說明產(chǎn)物不可能為鋁的化合物，特別是氧化鋁、氮化鋁。
3）泡沫劑添加討論。分別稱取0.9641 g、1.0216 g、1.0421 g研細好的硝酸鋁于坩堝中，在盛有硝酸鋁的坩堝中依次加入1.4968 g的檸檬酸、1.5012 g脲素、1.5056 g脲素和1.5031 g檸檬酸，蓋上銅質(zhì)片，分別于三個電爐上加熱1小時、取下、冷卻。如表1。
表1 檸檬酸添加對產(chǎn)物影響
坩堝序號 1
（0.9641 g） 2
（1.0216 g） 3
（1.0421 g）
添加物 檸檬酸 脲素 檸檬酸-脲素
重量（g） 1.4968 1.5012 1.5056-1.5031
產(chǎn)物量（g） 0.0000 1.1021 1.0315
轉(zhuǎn)化率（%） 0.00 63.22 92.54
從表1可以得出，在不加還原劑脲素的情況下，產(chǎn)物量為零，底物硝酸鋁的轉(zhuǎn)化率為零，說明檸檬酸與底物不發(fā)生還原反應(yīng)，檸檬酸不能把硝酸鋁還原出金屬鋁。但是體系中并不影響檸檬酸的發(fā)泡作用，檸檬酸能熔融發(fā)泡，冷卻、用玻棒輕輕壓、容易粉碎，并得納米級顆粒物。
在不添加泡沫劑檸檬酸的條件下，還原劑脲素與硝酸鋁發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能順利得到產(chǎn)物量為1.1021 g，與2.0 mol/l的鹽酸溶液反應(yīng)，待反應(yīng)完全、過濾，稱重得0.4053 g濾渣；硝酸鋁轉(zhuǎn)化率為63.22%，從產(chǎn)物表面上可以看到，其產(chǎn)物表面分布著孔徑，且金屬內(nèi)部包裹有未反應(yīng)完全的硝酸鋁，影響產(chǎn)物純度和反應(yīng)底物完全與否。
在添加檸檬酸，有還原劑存在的條件下，加熱檸檬酸產(chǎn)生溶膠現(xiàn)象，還原劑與底物充分接觸、還原得金屬鋁珠、滑掉于銅質(zhì)蓋邊帽，部分滑落于坩堝底部，產(chǎn)物量為1.0315 g，且表面光澤鮮亮；與2.0 mol/l的鹽酸溶液反應(yīng)，待反應(yīng)完全、過濾、稱重，濾渣為0.0671 g；轉(zhuǎn)化率為：92.54%。表明：添加檸檬酸有利于反應(yīng)底物充分反應(yīng)；能提高反應(yīng)底物的轉(zhuǎn)化率；提高產(chǎn)物的純度。
4）還原劑使用量討論。稱取1.9921g左右的研細的硝酸鋁于坩堝中，在其他條件不變的情況下，以硝酸鋁/脲素摩爾比為2：3為參照，成倍數(shù)改變還原劑脲素的摩爾計量，相應(yīng)的鋁的產(chǎn)率如表2。
從表2中得出：在參照脲素/硝酸鋁摩爾比3：2上，隨還原劑脲素的量達到摩爾比時，即為0.0時，所得產(chǎn)物與2.0 mol/l的鹽酸溶液反應(yīng)，過濾、對殘渣進行稱重，反應(yīng)掉鋁的量逐漸增加；當(dāng)摩爾比是2：1，3：1時產(chǎn)物鋁的產(chǎn)量與摩爾比單量產(chǎn)量相當(dāng)，變化不大，硝酸鋁的轉(zhuǎn)化率基本穩(wěn)定在95.60-98.10之間，也為最大轉(zhuǎn)化率區(qū)間；當(dāng)還原劑摩爾比繼續(xù)增大，產(chǎn)量增大，但是硝酸鋁的轉(zhuǎn)化率降低，所得產(chǎn)物中有一部分硝酸鋁被包裹，反應(yīng)不完成，影響產(chǎn)物的純度。
5）銅質(zhì)蓋片催化討論.準確稱取1.0184 g、1.1031 g硝酸鋁于兩個坩堝中、分別加入1.5290 g、1.5027 g尿素，混合均勻、坩堝1蓋上銅質(zhì)蓋片，坩堝2蓋上坩堝蓋，于電爐上加熱，反應(yīng)60分鐘。如表3。
表3 銅質(zhì)蓋片對反應(yīng)的影響
坩堝序號 1 2
硝酸鋁（g） 1.0184 1.1031
尿素（g） 1.5290 1.5027
檸檬酸（g） 1.1025 0.9680
鋁產(chǎn)量（g） 0.8530 0.0000
在表3中，1號坩堝的現(xiàn)象是在銅質(zhì)邊帽處有金屬鋁珠產(chǎn)生；而2號坩堝在加熱過程中產(chǎn)生泡沫，然后燃燒，產(chǎn)生耀眼的白光，沒有產(chǎn)物生成。從研究現(xiàn)象和結(jié)果看，銅質(zhì)蓋帽在次還原反應(yīng)制備金屬鋁的過程中起到催化作用。
3 結(jié)論
1）在此方法中得到的產(chǎn)物，在與稀鹽酸反應(yīng)時有明顯的氣泡產(chǎn)生、表現(xiàn)出金屬的性質(zhì)，說明產(chǎn)物不可能為鋁的化合物，特別是氧化鋁、氮化鋁。
2）在此脲素溶膠-凝膠還原硝酸鋁制備金屬鋁的過程中，銅質(zhì)蓋帽在反應(yīng)中起到催化作用。
3）檸檬酸添加，有利于反應(yīng)底物充分反應(yīng)；能提高反應(yīng)底物的轉(zhuǎn)化率；提高產(chǎn)物的純度。
4）當(dāng)尿素摩爾比是硝酸鋁的2-3倍時，此法還原得的產(chǎn)物鋁的產(chǎn)量大，硝酸鋁的轉(zhuǎn)化率基本穩(wěn)定在95.60-98.10之間，為最大轉(zhuǎn)化率區(qū)間；當(dāng)還原劑摩爾比繼續(xù)增大，硝酸鋁的轉(zhuǎn)化率降低，所得產(chǎn)物中有一部分硝酸鋁被包裹，反應(yīng)不完成，影響產(chǎn)物的純度。
5）該方法在設(shè)備要求不苛刻、投資少，現(xiàn)實生活中容易達到，整個反應(yīng)過程不需要保護氣體。一步就得純金屬鋁，流程簡單，不用整流設(shè)備，對原材料要求不高。
參考文獻
[1]M. Halmann， A. Frei， A. Steinfeld Carbothermal reduction of alumina： Thermochemical equilibrium calculations and experimental investigation；Energy 32 （2007） 2420-2427.
[2]王平艷，戴永年，蔣世新，等.碳熱還原及低價氯化物分解法制備鋁的研究[J].有色金屬（冶煉部分），2005：11-13.
[3]馮月斌，楊斌.真空下碳熱還原氧化鋁的熱力學(xué)[J].中國有色金屬學(xué)報，2011，21（7）：1748-1755.
[4]P. Lefort， D. Tetard & P. Tristant Formation of Aluminium Carbide by Carbothermal Reduction of Alumina： Role of the Gaseous Aluminium Phase Journal of the European Ceramic Society 12 （1993） 123-129.
第5篇：金屬鋁的冶煉方法范文
【關(guān)鍵詞】低鋁低碳低硅；半沸騰鋼；熱軋鋼帶；經(jīng)濟效益
【Abstract】Shandong Iron and Steel Group introduced the Jinan Steel Sheet Co.， Ltd. low carbon low-silicon aluminum semi-rimmed steel smelting process. Active low carbon low silicon aluminum research and development， through continuous improvement and improve the level of control of the trial program， successfully developed a low-carbon low-silicon aluminum composite materials， hot-rolled strip， to achieve mass production has made significant economic benefit.
【Key words】Low aluminum low carbon low silicon； Semi-rimmed steel； Hot-rolled strip； Economic benefit
0 前言
面對鋼鐵市場競爭的日趨激烈，鋼鐵企業(yè)必須開發(fā)高附加值產(chǎn)品。低鋁低碳低硅復(fù)合材料用鋼帶廣泛應(yīng)用于電廠的冷卻裝置，具有較為廣闊的市場前景。技術(shù)人員通過對工藝和試制方案的不斷改進，成功開發(fā)低鋁低碳低硅復(fù)合材料用熱軋鋼帶，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。
1 工藝路線的制定
高爐鐵水KR脫硫120t轉(zhuǎn)爐冶煉CASLFRHASP連鑄機加熱高壓水除鱗粗軋飛剪精除鱗F1-F6精軋層流冷卻卷取取樣檢驗標志入庫
2 主要熔煉成分要求
3 冶煉與連鑄工藝過程分析
低鋁低碳低硅復(fù)合材料用熱軋鋼帶具有“三低（Al低、C低、Si低）”的特點，所以冶煉難點是在控制AL和Si等脫氧元素較低的情況下如何脫氧的問題，控制好各元素含量，特別是防止AL和O高至關(guān)重要。
3.1 冶煉過程成分控制
3.1.1 [Al]含量的控制
采用LF預(yù)造渣工藝主要脫除部分鋼水的氧含量，鋼水到RH后首先進行脫碳處理，再根據(jù)定氧結(jié)果及鋼水溫度等情況精確計算用于脫氧AL含量，自由氧小于30ppm可少量喂鈣線操作，自由氧大于30ppm應(yīng)進行喂鈣線處理，直至鋼中自由氧小于30ppm，吹氬強度要嚴格控制，嚴禁吹氬強度過大。
3.1.2 [C]含量的控制
低鋁低碳低硅鋼的碳含量要求比較低，因此必須使用RH真空處理設(shè)備。出鋼采用鋁塊預(yù)脫氧合金化，并優(yōu)化LF加熱工藝參數(shù)， LF進行預(yù)脫氧和造渣工藝，RH根據(jù)碳含量情況進行自然脫碳或吹氧脫碳，使碳含量最低可以達到15ppmm，很好的滿足了技術(shù)要求。
3.1.3 [Si]含量的控制
1）盡可能減少轉(zhuǎn)爐下渣量，稀釋大包頂渣中SiO2的濃度，適當(dāng)增加出鋼時的石灰量，提降低大包頂渣中SiO2的活度，適當(dāng)降低吹氬后鋼水酸溶鋁含量，盡可能降低輔料中所含雜質(zhì)SiO2的濃度。
2）實際LF爐精煉過程中，當(dāng)頂渣中SiO2得不到補充時，頂渣向鋼水回硅的趨勢必然減弱，不可能達到鋼水回硅至理論計算的程度。提高鋼水硅含量的控制精度，必須進一步降低LF爐出站時頂渣中SiO2的活度。
3.2 連鑄鋼水可澆性控制
脫氧不好、夾雜物上浮不充分、夾雜物熔點偏高或者鋼水二次氧化都會導(dǎo)致連鑄機塞棒出現(xiàn)漲行程、浸入式水口出現(xiàn)堵塞或偏流的現(xiàn)象，最終影響生產(chǎn)的穩(wěn)定與順行。
3.2.1 鋼水純凈度的控制
1）大包鎮(zhèn)靜時間大于8分鐘；
2）連鑄中間包使用低碳低硅中包渣；
3）鑄機進行嚴格的保護澆注，減少鋼水二次氧化；
4）同時保證鋼包的自開率，避免鋼包開澆燒眼；
5）使用高拉速低碳鋼保護渣。
3.2.2 鋼水鈣處理
用鈣處理的方法使鋼中高熔點的Al203夾雜物與CaO形成低熔點低密度的12CaO?7Al203（熔化溫度1455℃，密度2.83g/cm3），從而消除水口絮流。鈣加入量不足，易生成高熔點的鋁酸鈣（熔點1750℃以上），如CaO?6Al203，導(dǎo)致水口發(fā)生堵塞。當(dāng)鋼中鈣鋁比大于0.09時，Al203類夾雜物才會大多變性成為12CaO?7Al203或成分接近12CaO?7Al203的低熔點鈣鋁酸鹽夾雜物，從而獲得良好的鈣處理效果。
4 工藝試制
4.1 成分控制情況
RH不但進行脫碳、脫氧操作，而且加鋁初步預(yù)造渣，減輕LF造渣負擔(dān)，縮短了LF的處理時間，AL一次性不能加的太多，另外鋼包底吹必須良好，Si含量控制從轉(zhuǎn)爐終點、防止轉(zhuǎn)爐下渣、頂渣控制做起。
通過對冶煉工藝和攻關(guān)方案的嚴格執(zhí)行，各個成分都很好的達到了技術(shù)要求，并且非常穩(wěn)定。
4.2 軋制及性能情況
試制低鋁低碳低硅鋼YBFe各項性能指標均符合技術(shù)協(xié)議要求，對試樣進行非金屬夾雜物評級，夾雜物級別均在2.0級以下。
5 結(jié)論
通過對BOF+CAS+LF+RH+CCM+熱軋的生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，在山東鋼鐵集團濟鋼板材有限公司現(xiàn)有的煉鋼-ASP-熱連軋生產(chǎn)線上，完全有能力生產(chǎn)C含量小于0.005%的低鋁低碳低硅鋼，在滿足客戶使用要求的同時進行批量生產(chǎn)，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。
【參考文獻】
第6篇：金屬鋁的冶煉方法范文
按四分法取云南某SiO2－CaF2伴生礦樣，按外觀形貌進行手選分離，將兩礦樣洗凈表面泥土，破碎至200目，標號1#、2#，采用日本理學(xué)TTRⅢ轉(zhuǎn)靶型X衍射儀做X衍射(簡稱XRD)分析，結(jié)果見圖1、圖3所示。觀測礦樣的外觀形貌，結(jié)果見圖2、圖4。1#礦樣的外觀形貌具有光澤，呈較大塊狀，易于分離選別，從XRD衍射圖譜分析可以看出，所有衍射峰均為SiO2衍射所形成，并無其他雜質(zhì)，這表明礦樣主要成分是SiO2，且純度很高，礦體接近SiO2的純凈物，具有較高的使用價值;二氧化硅具有豐富的晶型結(jié)構(gòu)，表2給出了不同晶型SiO2的基本物理性質(zhì)。2#礦樣的外觀形貌呈淡紫色，晶瑩剔透，礦物呈大塊粒狀分布，易于分離選別，XRD分析結(jié)果表明，此礦物的成分是CaF2和SiO2的共生礦物，X衍射圖譜表明2#礦樣主要成分是CaF2，僅在2θ接近20°附近出現(xiàn)微弱的SiO2衍射峰，在2θ接近90°附近出現(xiàn)低強度的CaF2和SiO2重疊峰，如圖3所示的衍射峰分布說明在以CaF2為主體的礦物中SiO2的含量很低，礦物具有較高的使用價值。CaF2晶體是典型的螢石型的立方結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特點是立方四面體配位，空間群為O5h－Fm3m，晶胞參數(shù)a=0.54626nm。單位晶胞的分子數(shù)z=4，陽離子組成的亞晶格呈面心立方結(jié)構(gòu)，陰離子組成的亞晶格呈簡立方結(jié)構(gòu)。Ca2+為立方配位，被8個F－離子所包圍，而F－為四面體配位，被4個Ca2+離子所包圍。CaF2晶體的結(jié)構(gòu)圖如圖5，CaF2晶體的基本物理性質(zhì)見表3［2］。
2云南某SiO2－CaF2伴生礦在有色冶金工業(yè)中的利用途徑探討
礦物的XRD分析表明，1#礦物中SiO2含量高接近純凈物，2#礦物的主體成分是CaF2且純度較高，具有較高的使用價值，經(jīng)手選分離后可直接利用于冶金工業(yè)，云南具有豐富的有色金屬資源，其中大部分的有色金屬可采用火法冶金，即在高溫條件下精礦的部分或全部礦石在高溫下經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)，生成另一種形態(tài)的化合物或單質(zhì)，分別富集在氣體、液體或固體產(chǎn)物中，將金屬或脈石及其他雜質(zhì)分離。在火法冶金的反應(yīng)體系中能量傳遞提供了化學(xué)反應(yīng)進行的動力，精礦及其他反應(yīng)物則構(gòu)成了質(zhì)量傳遞的物質(zhì)基礎(chǔ)，在傳熱傳質(zhì)過程中，冶金反應(yīng)助劑能有效降低反應(yīng)所需的能量，促進反應(yīng)體系中脈石成分和金屬的有效分離，提高冶金化學(xué)反應(yīng)的效率，強化冶金過程，SiO2及CaF2就是廣為現(xiàn)代冶金工業(yè)采用的重要冶金反應(yīng)助劑，根據(jù)不同冶煉工藝要求，可將礦石制備成強度塊度適宜、化學(xué)成分穩(wěn)定、選擇性好、反應(yīng)速度快的熔劑。2.1SiO2在銅冶金中的應(yīng)用SiO2在銅的火法冶煉中發(fā)揮著重要作用，目前銅主要的冶煉方法是經(jīng)冰銅的火法冶煉，冰銅的生產(chǎn)過程中必須遵循兩個原則，一是必須使爐料有相當(dāng)數(shù)量的硫來形成冰銅，二是使爐渣必須有足夠量的SiO2作為熔劑使冰銅與爐渣易于分離，在沒有SiO2存在時熔煉體系中的硫化物和氧化物結(jié)合形成共價鍵的半導(dǎo)體Cu－Fe－S－O相，當(dāng)有SiO2存在時，它可與氧化物形成強力結(jié)合的絡(luò)陰離子，而硫化物不與之作用，這就形成了離子型的爐渣相［3］，其反應(yīng)如下:2FeO+3SiO2=2Fe2++Si3O4－8(1)SiO2在冰銅生產(chǎn)所使用的熔劑中占主導(dǎo)地位，表4給出了國內(nèi)某廠的熔劑實例:冰銅的生產(chǎn)一般采用氧化熔煉，氧化氣氛中Fe3O4的生成難以避免，F(xiàn)e3O4的存在會在爐渣和冰銅界面形成黏膜阻礙渣锍的澄清分離，惡化爐礦，增大泡沫渣的風(fēng)險，SiO2的存在能使Fe3O4在較低溫度下造渣，降低反應(yīng)溫度，降低能耗。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下:3Fe3O4+FeS+5SiO2=5(2FeO·SiO2)+2SO2(2)冰銅吹煉的第一周期是一個以自熱為主的冶金反應(yīng)過程，造渣放熱是一項重要的熱收入，SiO2作為造渣劑所起作用不言而喻。造渣反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)如下:2FeS+3O2+SiO2=2FeO·SiO2+2SO2+1029.6MJ(3)2.2CaF2在鉍冶金中的應(yīng)用混合熔煉是鉍火法粗煉中的重要方法，適應(yīng)范圍廣，適宜處理氧化鉍和硫化鉍的混合料，基本反應(yīng)為:mBi2S3+Bi2O3+3nC+3mFe=2(m+n)Bi+3nCO+3mFeS(4)在混合熔煉過程中CaF2的加入能有效降低爐渣的熔點和黏度，改善其流動性，其機理是CaF2加入CaO－Al2O3－SiO2渣系時，能破壞硅酸鹽的Si－O鍵，并且使硅酸鹽晶格單元變小，黏度降低。往渣中加入CaF2后電離成CaF+而置換晶格中的O2－，即可把不穩(wěn)定的CaF+離子作為一種“熔劑”可以溶解大量的硅酸陰離子(如SiO2－4，此類陰離子是靠靜電力結(jié)合的，由于CaF+溶解了它，消除了此種靜電力)，于是降低了渣的黏度［4］。2.3CaF2在鋁冶金中的應(yīng)用在現(xiàn)代電解鋁工業(yè)中的一個重要的輔助環(huán)節(jié)是氟鹽的生產(chǎn)，CaF2可作為氟鹽生產(chǎn)的重要原料，也可作為低溫電解的重要添加劑。在鋁電解過程中，CaF2的加入能夠有效降低初晶溫度和電解溫度、降低氟的飽和蒸汽壓，降低鋁的溶解損失。由于氟化鈣在電解鋁工業(yè)中具有重要的意義，因此在生產(chǎn)管理過程中的目標濃度控制為4%～5%，氧化鋁中含有Ca成分，并受電解質(zhì)中Ca濃度的支配，迫使其濃度要達到此目標，若氟化鈣的目標值在3%～4%，則只在氟化鈣濃度波動時按分析值指令加入［5］。2.4CaF2、SiO2在鉛電解精煉中的應(yīng)用電解精煉是生產(chǎn)高純鉛的有效方法，是純鉛濕法生產(chǎn)過程中脫銀、深度脫砷銻的成熟電化學(xué)冶金過程，然而工業(yè)上常用的HCl、HNO3、H2SO4等均不適用于粗鉛的電解精煉，因為反應(yīng)生成的Pb-SO4、PbCl2在水中的溶解度很小，而與HNO3形成的Pb(NO3)2在水溶液中不穩(wěn)定，容易形成易揮發(fā)的氮氧化物，這就使得工業(yè)生產(chǎn)中不得不采用H2SiF6為電解質(zhì)，而H2SiF6制備的原料就包括SiO2、CaF2，這又為SiO2、CaF2的應(yīng)用提供了廣闊的舞臺。H2SiF6的制備原理為:CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF(5)6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O(6)表5給出了H2SiF6生產(chǎn)的操作實例和產(chǎn)品質(zhì)量(反應(yīng)溫度為300～400℃)［6］。
3結(jié)語
第7篇：金屬鋁的冶煉方法范文
關(guān)鍵詞：加壓濕法冶金技術(shù)；鋅冶煉；金屬冶煉；氧壓直接酸浸；加壓浸出技術(shù) 文獻標識碼：A
中圖分類號：TF802 文章編號：1009-2374（2017）10-0231-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.116
鋅作為僅次于鐵、鋁和銅的金屬元素，在現(xiàn)代工業(yè)中有著非常重要的作用，我國的鋅資源儲量豐富，位于世界第一。同時作為世界最大的鋅生產(chǎn)國，我國的鋅產(chǎn)量連續(xù)多年位居世界第一。近年來，我國的鋅冶金技術(shù)得到了飛速發(fā)展，已經(jīng)逐漸達到了國際先進水平，將加壓濕法冶金技術(shù)應(yīng)用于鋅冶煉中，能夠取得良好的效果。
1 加壓濕法冶金的發(fā)展簡述
所謂加壓濕法冶金，主要是在加壓的條件下開展?jié)穹ㄒ苯鸬倪^程。通過加壓，溶液的溫度沸點更高，可以對冶金過程進行強化，改變反應(yīng)熱力學(xué)的條件，使得部分化學(xué)反應(yīng)能夠更好地進行，也可以提升冶金的效率。加壓濕法冶金產(chǎn)生于1887年，由拜耳提出，當(dāng)時主要是通過在加壓釜內(nèi)通過加壓的方式，利用氫氧化鈉浸出鋁土礦，得到鋁酸鈉溶液，然后分離得到氧化鋁。到20世紀40年代，加壓濕法冶金技術(shù)在有色金屬冶煉方面取得了巨大的進步，相關(guān)研究表明，在氧化環(huán)境下，含有銅和鎳的硫化礦不需要經(jīng)由預(yù)先的氧化焙燒就能夠直接浸出，結(jié)合加壓酸浸和加壓氨浸的方式，可以保證良好的生產(chǎn)效果。
20世紀70年代，加壓酸浸技術(shù)在鋅精礦的處理方面取得了突破性進展，結(jié)合加壓酸浸-電積工藝可以將精礦中存在的硫轉(zhuǎn)化為元素硫，實現(xiàn)了硫酸生產(chǎn)與鋅生產(chǎn)的相互分離。到80年代，以加壓預(yù)氧化處理來代替焙燒處理，為氰化浸出提供了便利，也使得加壓浸出技術(shù)得到了更進一步的發(fā)展。
從國內(nèi)的發(fā)展情況分析，我國在加壓濕法冶金技術(shù)的研究方面同樣做出了卓越的貢獻，自20世紀80年代開始，我國一直都在進行鋅精礦加壓浸出的相關(guān)研究，不過研究僅停留在普通研究所的層面，因此相關(guān)成果并沒有能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。雖然有關(guān)企業(yè)與國外發(fā)達國家的研究院所進行了協(xié)商，希望可以引進先進技術(shù)，但是考慮到費用過高，并沒有能夠達成協(xié)議。在此之后，云南冶金集團通過不斷的研究，于20世紀末在鋅精礦氧壓浸出技術(shù)的研究方面取得了進展，并且在2004年建成了一座萬噸級一段法加壓酸浸示范性工廠。2008年，處理高鐵鋅精礦的2萬噸二段法氧壓酸浸正式投產(chǎn)，使得加壓濕法冶金技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴大。
作為一門比較新穎的技術(shù)，加壓濕法冶金的出現(xiàn)時間并不長，但是由于加壓浸出的特點，對冶金過程進行了強化，精簡了工藝流程，金屬的回收率更高，回收速度更快，而且成本較小，不會出現(xiàn)污染問題，因此具有良好的發(fā)展前景。不過也應(yīng)該認識到，加壓濕法冶金受本身發(fā)展時間的制約，也存在著許多不完善的地方，需要技術(shù)人員的持續(xù)研究和改進。
2 鋅精礦直接氧壓酸浸方案
2.1 鋅冶煉技術(shù)的發(fā)展
從產(chǎn)生至今，鋅冶煉工藝大致可以分為火法和濕法兩種，前者常見于20世紀前，而后者產(chǎn)生于1916年，由于明顯的優(yōu)勢，逐漸取代了火法冶煉，成為鋅冶煉的主要方法，產(chǎn)量占據(jù)了世界總產(chǎn)量的80%以上；基本上，新建和擴建的鋅冶煉企業(yè)采用的都是濕法冶煉工藝。傳統(tǒng)的濕法煉鋅正式應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中是在20世紀初，而在不斷的發(fā)展過程中，工藝技術(shù)的進步非常明顯。60年代，高溫高酸浸出技術(shù)以及全新的除鐵方法的出現(xiàn)，對浸出殘渣進行了有效處理，在提升鋅回收率的同時，減少了對于環(huán)境的污染，也推動了工藝技g的成熟。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下，傳統(tǒng)的濕法煉鋅技術(shù)正在朝著操作機械化、生產(chǎn)連續(xù)化、設(shè)備大型化以及管理自動化的方向發(fā)展。但是不可否認，傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝也存在著一定的缺陷，即必須保證鋅的生產(chǎn)與硫酸的生產(chǎn)同時進行，在這種情況下，不僅對于原料的成分有著非常嚴格的要求，而且存在著能耗巨大、工藝流程繁瑣以及成本投入大等問題，不易推廣和普及。在這種情況下，在傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新，也就成為了相關(guān)研究人員重點關(guān)注的問題。
20世紀70年代，加拿大舍利特?高爾登公司根據(jù)相應(yīng)的研究實驗提出，在氧化氣氛下，結(jié)合加壓酸浸的方式，可以在不需要焙燒的情況下直接實現(xiàn)鋅精礦的浸出，經(jīng)整理后形成了加壓浸出-凈化-除雜-電積工藝，相比較傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝，成本更加低廉。1981年，全球首座加壓浸出工廠投運，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，使得鋅加壓冶金技術(shù)得到了持續(xù)完善。
最近十?dāng)?shù)年，芬蘭奧托昆普公司開發(fā)出了一種新的鋅精礦常壓富氧浸出技術(shù)，可以在0.1MPa壓力、90℃～100℃的條件下，結(jié)合充足的氧氣供給，利用廢電解液來實現(xiàn)鋅精礦的連續(xù)浸出，從理論上分析，這種方法與氧壓浸出沒有不同，利用鐵離子對氧的傳遞來加速硫化鋅精礦的浸出反應(yīng)，使得硫化物中的硫被還原為元素硫，在實現(xiàn)硫酸生產(chǎn)與鋅生產(chǎn)相互分離的同時，也可以使得鋅的浸出率達到98%以上。事實上，無論是氧壓浸出還是常壓富氧浸出，都能夠直接對硫化鋅精礦進行處理，而不需要經(jīng)過焙燒脫硫，不會產(chǎn)生相應(yīng)的環(huán)境污染。相比較而言，氧壓浸出的溫度在壓力更大，反應(yīng)速度也更快，常壓富氧浸出的反應(yīng)時間較長，不過由于能夠在常壓下工作，溫度相對較低，控制的難度更小，安全性也更高。從目前的發(fā)展情況分析，常壓富氧浸出工藝已經(jīng)在世界范圍內(nèi)實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，在鋅冶煉中發(fā)揮著非常重要的作用。
2.2 氧壓直接酸浸
傳統(tǒng)濕法煉鋅實際上是在火法冶煉的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，將火法和濕法冶煉工藝融合在一起，分為焙燒、浸出、凈化、電解以及制酸五個基本流程，主要原理是利用稀硫酸可以溶解氧化鋅和硫酸鋅中的鋅元素，不過在處理過程中，為了減少大氣污染問題，需要預(yù)先做好焙燒脫硫工作，而且必須配備相應(yīng)的制酸系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)等，生產(chǎn)工藝繁瑣而且成本較高。
20世紀70年代以后，加壓濕法冶金技術(shù)在鋅精礦的處理中取得了比較顯著的進展，與傳統(tǒng)的濕法煉鋅工藝相比，經(jīng)濟效益更好。加壓濕法冶金的主要優(yōu)勢，是將礦物原料中的硫轉(zhuǎn)化為了單質(zhì)硫，實現(xiàn)了鋅生產(chǎn)與硫酸生產(chǎn)的分離。在加壓浸出的條件下，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式為：
不過，在氧離子無法有效傳遞的情況下，上述反應(yīng)非常緩慢，為了提高效率，可以在其中加入鐵離子：
在結(jié)合加壓浸出的方式進行鋅精礦的冶煉時，磁黃鐵礦和鐵閃鋅礦中的鐵會被溶解，作為氧離子傳遞的介質(zhì)。
氧壓浸出工藝包括一段和二段，一段氧壓浸出主要是利用廢棄的電解液來浸出鋅精礦，初始酸濃度為150g/L，鋅的浸出率能夠達到98%以上，在反應(yīng)結(jié)束后，殘余溶液的酸濃度仍然能夠達到40g/L，需要做好中和處理。一般情況下，可以利用殘酸浸出氧化鋅，在中和的同時提升鋅的產(chǎn)量，常見于傳統(tǒng)濕法煉鋅企業(yè)的擴建。二段氧壓浸出中的第一段采用的是低酸浸出，酸的濃度為70～80g/L，殘酸為5～10g/L，鋅的浸出率能夠達到70%～75%。反應(yīng)得到的浸出殘渣會進入到二段氧壓浸出中，將酸的濃度提高到了150g/L。粗硫在經(jīng)過相應(yīng)的處理后，可以形成單質(zhì)硫，浸出液在經(jīng)過酸度調(diào)整后，又可以作為第一段的浸出劑，在這個環(huán)節(jié)，鋅的浸出率能夠達到98%以上。
2.3 加壓浸出技術(shù)的發(fā)展
2.3.1 高硅氧化鋅加壓浸出技術(shù)的研究和發(fā)展。高硅氧化鋅采用常規(guī)的選礦方法難以可靠分離，火法煉鋅技術(shù)雖然可用，但是存在著能耗大污染重的問題，濕法工藝也因此受到了廣泛的關(guān)注。針對堿性浸出和常壓酸浸工藝中存在的缺陷，在長期的研究中，提出了一種加壓浸出高硅氧化鋅技術(shù)，在最優(yōu)工藝條件下，鋅的浸出率可以達到98.5%。2007年，在該技術(shù)的基礎(chǔ)上進一步開發(fā)出了連續(xù)加壓酸浸處理高硅氧化鋅工藝，并且實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)檢驗，該工藝的流程簡單、反應(yīng)迅速、過程易控，而且能夠?qū)崿F(xiàn)鋅硅的完全分離，浸出液含硅低，不需要額外進行處理，具有良好的推廣前景。
2.3.2 硫化鉛鋅混合礦綜合回收工藝的研究。對于一些較為復(fù)雜的硫化鉛鋅礦，由于選礦流程長，回收率低等因素的影響，只能產(chǎn)出鉛鋅混合礦。直到20世紀中期，英國相關(guān)研究人員提出了ISP法，可以在對硫化鉛鋅混合礦進行處理的同時，實現(xiàn)鉛鋅的生產(chǎn)。不過這種工藝需要用到大量的焦炭，能耗巨大且污染嚴重，并沒有得到大幅度推廣。在不斷的發(fā)展中，氧壓浸出工藝得到了應(yīng)用，可以從鉛鋅混合礦中直接浸出鋅，通過浮選法回收硫，鉛銀富集到一種渣中，進入火法煉鉛系統(tǒng)進行冶煉回收，有著良好的應(yīng)用效果。
3 結(jié)語
總而言之，鋅作為一種重要的工業(yè)原料，在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著不容忽視的作用，鋅的生a是基礎(chǔ)性工業(yè)的一部分，應(yīng)該得到足夠的重視，通過持續(xù)的技術(shù)改進和創(chuàng)新，在保障鋅產(chǎn)量的同時，實現(xiàn)節(jié)能減排、科學(xué)發(fā)展。
參考文獻
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第8篇：金屬鋁的冶煉方法范文
關(guān)鍵詞：知識；思想和方法；教材分析；課堂教學(xué)
文章編號：1005C6629（2015）7C0030C03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
“所謂知識，就它反映的內(nèi)容而言，是客觀事物的屬性與聯(lián)系的反映，是客觀事物在人腦中的主觀映像。就它的反映活動形式而言，有時表現(xiàn)為主體對事物的感性知覺或表象，屬于感性知識；有時表現(xiàn)為關(guān)于事物的概念或規(guī)律，屬于理性知識”[1]?！八枷搿笔钦J識的高級階段，是事物本質(zhì)的、高級抽象的概括的認識?！胺椒ā笔侨藗兓顒拥牟襟E、程序和策略等，是為了達到某種目的而采取的途徑、手段、方式和操作的總和。宋心琦教授認為，中學(xué)化學(xué)教學(xué)能夠使學(xué)生終身受益的，不是具體的化學(xué)專業(yè)知識，而是影響他們世界觀、人生觀和價值觀的化學(xué)思想觀念，不是諸如分類、實驗、計算等特殊的方法和技能，而是影響他們思維方式和問題解決能力的具有化學(xué)特點的認識論和方法論[2]。匈牙利哲學(xué)家貝拉?弗格拉希說過：“科學(xué)一方面是方法，另一方面是理論；它是二者的統(tǒng)一而不是同一?！蔽覀冋J為應(yīng)該基于知識、知識間聯(lián)系、思想與方法三個層面對教材進行分析，這樣有助于學(xué)生形成持久的收獲。下面以蘇教版必修1專題3“從礦物到基礎(chǔ)材料”為例進行闡述。
1 知識層面分析：教材中包含了哪些具體知識
首先對教材主干知識進行分析羅列，使知識呈線狀分布。本專題包括三個單元，分別以鋁合金、鐵銅及信息材料為主線，編排了如下內(nèi)容：
第一單元“從鋁土礦到鋁合金”由三個主題組成，分別為“從鋁土礦中提取鋁”、“鋁的氫氧化物”、“鋁的性質(zhì)”，主題1以鋁的提取為主線，介紹了冶煉鋁的工藝流程，在鋁的冶煉過程中穿插介紹了氧化鋁的性質(zhì)；主題2主要編排了氫氧化鋁的性質(zhì)及其應(yīng)用；主題3主要介紹了鋁的性質(zhì)及其應(yīng)用。涉及兩性氧化物和兩性氫氧化物兩個概念。
第二單元“鐵、銅的獲取及應(yīng)用”由兩個主題組成，分別為“從自然界獲取鐵和銅”、“鐵、銅及其化合物的應(yīng)用”。主題1介紹了如何由自然界中的鐵、銅獲取生活中常用的金屬鐵及金屬銅，主題2主要編排了鐵、銅及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用。
第三單元“含硅礦物與信息材料”也由兩個主題組成，分別為“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品”及“二氧化硅與信息材料”，主題1主要介紹了硅酸鈉、水泥、玻璃等幾種基礎(chǔ)的硅酸鹽礦物及產(chǎn)品。主題2介紹了高科技信息產(chǎn)業(yè)的新寵――二氧化硅。
2 知識間聯(lián)系層面分析：教材的編排是如何體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科價值
理科課程的教學(xué)價值主要表現(xiàn)在兩個方面。一方面是內(nèi)在的，即理科課程本身所固有的――學(xué)生通過學(xué)習(xí)理科課程，可以滿足他們認識物質(zhì)世界和生命世界的需要，從而促進其發(fā)展。可稱為“本體論”意義上的價值；另一方面是外在的，即理科課程作為學(xué)校課程的一個組成部分，應(yīng)反映和滿足社會需要，也可稱為“工具論”意義上的價值[3]。
這一層次分析就是要求對線狀的知識進行進一步思考、探索，理解知識間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)。本專題對元素知識的編排組織模式進行了全新的探索。主要表現(xiàn)為突破了以往按“存在結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途、制法”編排元素知識的物質(zhì)中心模式，不過分追求知識的全面性、系統(tǒng)性，突出知識的應(yīng)用性，精選對學(xué)生生活和未來發(fā)展有利的基礎(chǔ)知識，按“工業(yè)制備性質(zhì)應(yīng)用”的過程組織教材內(nèi)容，將物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)融入生活現(xiàn)象和社會問題的分析解決活動中，如圖1所示。
3 學(xué)科思想和方法層面分析：教材中蘊含了什么思想與方法
化學(xué)學(xué)科“思想”則是從某些具體的化學(xué)事實性知識以及對化學(xué)的認識過程中提煉上升的化學(xué)觀點，是對化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)、規(guī)律及價值的理性認識，它形成于化學(xué)認識活動（包括化學(xué)理性思維和化學(xué)實踐）中，反過來又對化學(xué)認識活動具有普遍的指導(dǎo)意義。如“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一典型的化學(xué)學(xué)科思想既是化學(xué)家在化學(xué)研究中概括而來，又指導(dǎo)著化學(xué)家以及化學(xué)學(xué)習(xí)者對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認識活動?；瘜W(xué)學(xué)科方法是在解決化學(xué)學(xué)科問題過程中形成和運用的規(guī)則、方式和手段等，如實驗方法、模型方法、邏輯方法等[4]。本專題主要滲透了“化學(xué)及技術(shù)在資源利用中具有重要作用”、“元素原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)”等學(xué)科思想，以及學(xué)習(xí)元素性質(zhì)時的實驗方法、歸納方法、演繹方法、類比方法等，具體體現(xiàn)如下。
3.1 學(xué)科思想“化學(xué)及技術(shù)在礦產(chǎn)資源利用中具有重要作用”在教材中滲透
在一定條件下，通過化學(xué)反應(yīng)能將礦產(chǎn)資源中的金屬和非金屬提取出來，為人類造福；化工生產(chǎn)中需考慮到物質(zhì)循環(huán)使用、資源就近利用、節(jié)約成本、環(huán)境保護、降低能耗等技術(shù)思想；等等。
3.2 充分利用實驗方法，突出化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)特征
做好實驗是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要途徑，本專題實驗可以加深學(xué)生對元素化合物的認識，增強學(xué)生的觀察和分析問題的能力。例如鋁在空氣中加熱熔化，鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)都應(yīng)該充分發(fā)揮實驗的作用，這不僅是學(xué)生了解了鈉、鎂、鋁的金屬活動性的差異，還會為后來學(xué)習(xí)元素周期律的知識建立基礎(chǔ)[5]。
3.3 采用類比方法，解決實際問題
在認識了氧化鋁的兩性以后，啟發(fā)學(xué)生思考氫氧化鋁、鋁分別與酸溶液或堿溶液等的反應(yīng)，以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)構(gòu)建化學(xué)學(xué)科知識體系的方法；同時還突出了化學(xué)在生產(chǎn)生活中應(yīng)用十分廣泛的特點，如對制備鋁的工藝流程圖的交流討論，對鋁制容器盛放食品的活動探究，都突出體現(xiàn)了幫助學(xué)生運用所學(xué)知識解釋生產(chǎn)生活中的化學(xué)現(xiàn)象的學(xué)習(xí)目標。
3.4 運用比較、歸納方法，幫助學(xué)生總結(jié)提高
在學(xué)習(xí)了鋁、鐵和銅與非金屬的反應(yīng)，與堿的反應(yīng)等以后，結(jié)合之前學(xué)習(xí)的鈉、鎂的知識，運用比較、歸納、分析、綜合等方法找出金屬的共性。同時讓學(xué)生注意到鈉、鋁、鐵分別與氧氣、與水的反應(yīng)各不相同，它們之間存在差異。還要讓學(xué)生了解鋁能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，不是所有金屬共同具有的性質(zhì)，而是少數(shù)金屬的特性。通過比較、歸納，使學(xué)生了解金屬的一般化學(xué)性質(zhì)和個性，從而對金屬的化學(xué)性質(zhì)有一個整體的認識。
3.5 采用聯(lián)系和對比的方法，指導(dǎo)教學(xué)
聯(lián)系和對比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過對比可加深對知識的理解，有利于學(xué)生對知識的記憶和掌握。例如在非金屬材料硅的學(xué)習(xí)中，可運用碳和硅是同一主族相鄰的兩種元素，它們的性質(zhì)既相似又不同，聯(lián)系碳、二氧化碳等學(xué)生已有的知識和生活經(jīng)驗來介紹硅和二氧化硅等新知識。在教學(xué)時要突出硅的親氧性，引導(dǎo)學(xué)生理解硅的兩種存在形式――二氧化硅和硅酸鹽。對于二氧化硅化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)，可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物這一特點，把它們的性質(zhì)一一列出，加以比較。然后引導(dǎo)學(xué)生從二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定出發(fā)，認識二氧化硅不與水反應(yīng)及必須在加熱條件下才能與堿性氧化物發(fā)生反應(yīng)，等等。
3.6 采用量化的方法，引導(dǎo)學(xué)生進一步從量的方面認識化學(xué)反應(yīng)
有關(guān)化學(xué)方程式的計算是從量的方面研究化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的，學(xué)生已經(jīng)知道了化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，并學(xué)習(xí)了運用化學(xué)方程式進行有關(guān)質(zhì)量的計算。在這一專題中，將進一步揭示化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物之間的粒子關(guān)系，并學(xué)習(xí)物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積等應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算。例如鋁離子與氫氧根離子的關(guān)系和偏鋁酸根離子與氫離子的關(guān)系等。
知識層面分析是基礎(chǔ)，思想與方法層面則是從具體化學(xué)知識中提煉出來的學(xué)科精髓。學(xué)科思想抽象地反映學(xué)科本質(zhì)、規(guī)律和價值，給學(xué)生提供認識世界的化學(xué)視角，屬于觀念層面；學(xué)科方法給學(xué)生提供解決問題的具體手段和途徑等，屬于操作層面。這個層面的分析是在知識及知識間聯(lián)系層面分析的基礎(chǔ)上進一步拓展和深化，是更高境界的追求。如果說基于知識及知識間聯(lián)系層面對教材分析是每一位教師必須具備的基本素質(zhì)，那么基于思想與方法層面的教材分析，是我們?nèi)プ穼せ瘜W(xué)學(xué)科教學(xué)的深層價值所在[6]?；谒枷肱c方法層面的教材分析可以有助于我們更好地組織課堂教學(xué)，更好地理解執(zhí)行國家課程標準，讓學(xué)生在學(xué)科思想方法的導(dǎo)引下主動地去獲取知識，這樣的教學(xué)符合學(xué)生的認識規(guī)律，使學(xué)生對知識的獲得過程有切身的體驗，從而對知識本身有扎實的理解，同時又受到科學(xué)方法的訓(xùn)練和培養(yǎng)。當(dāng)學(xué)生掌握了方法取得了獨立獲取知識的本領(lǐng)時，就得到了開啟化學(xué)知識寶庫的“金鑰匙”。這種教法與學(xué)法的結(jié)合，體現(xiàn)了葉圣陶先生所倡導(dǎo)的“教是為了不教”的原則，化學(xué)教學(xué)質(zhì)量必然會達到更高的境界。
參考文獻：
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第9篇：金屬鋁的冶煉方法范文
關(guān)鍵詞：教學(xué)情境；問題；激發(fā)思維
文章編號：1008-0546（2017）05-0057-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.018
隨著教學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新媒體技術(shù)的不斷介入，越來越多的課堂不再是簡單地進行知識的灌輸，越來越多的教師會在組織教學(xué)過程中，有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景，以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗，從而幫助學(xué)生理解教材，并使學(xué)生的心理機能得到發(fā)展，即情境教學(xué)法。
蘇霍姆林斯基曾經(jīng)說過：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，就是希望自己是發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”，而在學(xué)生的精神世界中，這種需要特別強烈。法國偉大的啟蒙思想家盧梭的著作《愛彌兒》一書中，在對少年期愛彌兒的教育中，其中一段“在一個美麗的黃昏，我們到一個幽靜的地方去散步，在那里，開闊的地平線可以讓我們看到日落的全景……”，其實也就是在利用自然情境，引導(dǎo)孩子進行學(xué)習(xí)和思考，培養(yǎng)孩子靈活運用知識的能力。確實，情境教學(xué)法能激發(fā)學(xué)生的情感，開發(fā)大腦潛能，促進學(xué)生對于知識的內(nèi)化和深化，讓學(xué)生真正成為一名知識的“發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”，取得良好的教學(xué)效果。
余文森教授在《有效教學(xué)十講》中提到，教學(xué)情境一般分為以下六大類：1、借助實物和圖像創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境；2、借助動作（活動）創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境；3、借助語言創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境；4、借助新舊知識和觀念的關(guān)系和矛盾創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境；5、借助“背景”創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境；6、借助問題創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。[1]筆者將以第五章金屬的復(fù)習(xí)課為例，綜述在上課和聽課過程中不同的教學(xué)情境的應(yīng)用情況。
案例一：借助圖像和活動創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。
常熟市外國語學(xué)校李老師的金屬復(fù)習(xí)課片段。
[教師引入]欣賞視頻：《世界著名建筑》，利用視覺情境引入課程，指出：美麗宏偉的建筑都離不開金屬這類材料。
[提出任務(wù)]火眼金睛辨金屬：桌面上的井穴板中有鎂、鐵、銅三種金屬。有什么方法可以將它們區(qū)分呢？
[學(xué)生回答]銅：看顏色；其他兩種用實驗來區(qū)分。
[小組活動]根據(jù)金屬的化學(xué)性質(zhì)，利用提供的儀器、試劑，設(shè)計實驗方案并完成實驗。
點評：在教學(xué)中，圖像是一種直觀的工具，它包括板書、畫圖、掛圖、幻燈、錄相、電影、電腦等電化教學(xué)手段。在筆者對本校學(xué)生進行學(xué)習(xí)方式現(xiàn)狀抽樣調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于能用視頻呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容更感興趣（如圖1）。因此利用視頻創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境是簡單而切實有效的方式。
另外，化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，創(chuàng)設(shè)活動情境中一個很重要的方式就是實驗情境，通過實驗方式傳授的知識遠比用語言傳授的知識更加生動直觀。實驗這樣的方式也是學(xué)生十分關(guān)注的（如圖2），在實驗情境的引導(dǎo)下，學(xué)生必將更專注于課堂，專注于知識形成的過程?；瘜W(xué)實驗還充滿著未知和不確定性，這在教師充分挖掘課堂生成資源的過程中，也會成為很好的教學(xué)素材，并能誘發(fā)學(xué)生的探究欲望，形成科學(xué)探究的能力，嚴謹思維的態(tài)度。
案例二：借助新舊知識和觀念的關(guān)系創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。
常州市新北區(qū)安家中學(xué)董老師上的金屬復(fù)習(xí)課片段。
[教師引入]日常生活中的金屬制品比比皆是，猜一猜老師提供的金屬是哪種？你猜測的依據(jù)是什么？
[物展示]銀白色塊狀金屬（鈦）。
[學(xué)生回答]鐵、鎂、鋁……
[揭曉謎底]金屬鈦――21世紀重要的金屬材料
[提出任務(wù)] 你能通過觀看視頻和設(shè)計并進行實驗等方式探究金屬鈦的性質(zhì)嗎？
點評：學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)是以舊知識為基礎(chǔ)的，新知或是在舊知的基礎(chǔ)上引申和發(fā)展起來的，或是在舊知的基礎(chǔ)上增加新的內(nèi)容，或由舊知重新組織或轉(zhuǎn)化而成的，所以舊知是學(xué)習(xí)新知最直接最常用的認知?？奎c。教師根據(jù)知識的內(nèi)在聯(lián)系，利用知識的遷移，創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生自己探索出新的認識，學(xué)生樂學(xué)、會學(xué)，真正成為學(xué)習(xí)的主體[2]。在本節(jié)課的情境設(shè)置下，學(xué)生從舊知識――已經(jīng)學(xué)過的常見金屬的性質(zhì)出發(fā)，類比和遷移，通過查閱資料（即觀看視頻）和設(shè)計實驗，得出能力范圍內(nèi)可以歸納出的金屬鈦的性質(zhì)，教師再做一定的拓展補充。在這個過程中，學(xué)生既探究了新知，又在類比的過程中，自發(fā)地復(fù)習(xí)了第五章已經(jīng)學(xué)過的知識，在課程內(nèi)容的達成上和學(xué)生思維能力的培養(yǎng)上，實現(xiàn)了“雙贏”。
案例三：借助“背景”創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。
筆者的金屬復(fù)習(xí)課片段。
[教師引入] 觀看視頻：龍泉寶劍千字號劍鋪之《匠心》片段。
[提出問題]暫停視頻（旁白：從山上帶下大量鐵砂），提問：鐵砂的成分主要是什么？
[學(xué)生回答]赤鐵礦、磁鐵礦等鐵礦石。
[提出問題]暫停視頻（旁白：古人收集、淘洗、冶煉），提問：冶煉的原理是什么？
[學(xué)生回答]略。
[提出問題]暫停視頻（旁白：經(jīng)過泥漿浸泡的木炭，不僅用來加熱生鐵，而且在加熱中與之反應(yīng)），提問：這涉及的化學(xué)反應(yīng)有哪些？
[學(xué)生回答]略。
[提出問題]暫停視頻（圖片：制作完成的龍泉寶劍、生銹的鐵劍和生銹的銅劍），提問：生銹的劍哪一把是鐵劍？
點評：本節(jié)課是借助“背景”創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境，所謂背景知識是指與教材內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的知識的總稱。筆者根據(jù)自己的理解，選取的情境素材內(nèi)容是現(xiàn)代背景下的鑄劍技術(shù)，這與化學(xué)知識中的金屬的性質(zhì)、冶煉、生銹等內(nèi)容都密切相關(guān)，很容易讓學(xué)生聯(lián)系所學(xué)知識，展開第五章的復(fù)習(xí)。整節(jié)課以鑄劍過程復(fù)習(xí)金屬的冶煉；再以生銹的劍引導(dǎo)學(xué)生從鐵銹的特征角度思考鐵制品不易保存的原因，從金屬活動性順序的角度思考自然界中金屬的存在形式，從防銹原理角度思考保存金屬制品的方法，從環(huán)保和節(jié)約能源角度思考廢金屬的回收利用；最后再補充除了和氧氣反應(yīng)，整理歸納金屬的其他性質(zhì)。借助“背景”創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境，貼近生活生產(chǎn)實際，在課本知識的基礎(chǔ)上，有利于拓展學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生興趣，更能在教學(xué)過程中滲透化學(xué)學(xué)科的價值和意義。
案例四：借助問題創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。
筆者的金屬復(fù)習(xí)課片段。
[教師引入]老師在朋友圈刷出一個視頻：用電池和錫紙可以取火，是真的嗎？
[觀看視頻]CCTV2《是真的嗎》節(jié)目片段。
[問題1]電池+錫紙為什么能取火？
[學(xué)生回答] 由于口香糖表面的錫紙中的金屬能導(dǎo)電，和電池的正負兩極相連后，就構(gòu)成了短路。由于電流的熱效應(yīng)，電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體會發(fā)熱，而金屬能導(dǎo)熱，熱量積累到足夠的程度后，達到紙的著火點就可能會燃燒。
[問題2]錫紙中的金屬是什么？
[W生回答]錫。
[揭曉謎底]百度百科資料展示：其實是鋁。
[問題3]如何利用參考實驗藥品，設(shè)計實驗驗證錫紙中的金屬是鋁而不是錫？
[小組活動]設(shè)計實驗方案，交流討論。
點評：本節(jié)課以網(wǎng)上流傳的趣味實驗引發(fā)問題，學(xué)生根據(jù)物理知識――短路原理，和化學(xué)知識――燃燒原理，能很有成就感的解決問題，激發(fā)了學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生對接下來的問題充滿期待。接著切入本節(jié)課的主題，拋出問題：錫紙中金屬是什么？學(xué)生異口同聲的回答：錫。接著筆者給出資料，學(xué)生恍然大悟，原來，“錫”紙并不是真的錫。筆者隨即提出：“資料說不是錫就不是嗎，誰說了算”，這時，學(xué)生都很自信的回答：實驗。到這里順利的提出了第三個問題：如何設(shè)計實驗證明錫紙中的金屬是鋁而不是錫。
現(xiàn)代教學(xué)論研究指出，問題是學(xué)習(xí)的起點、方向、目標、催化劑、主線、目的地等?；趩栴}的學(xué)習(xí)，是以信息加工心理學(xué)和認知心理學(xué)為基礎(chǔ)的，是一種促進學(xué)生“學(xué)會學(xué)習(xí)”的方式，把學(xué)習(xí)置于復(fù)雜的，有意義的問題情境中，通過讓學(xué)生以小組合作的形式共同解決問題，學(xué)習(xí)隱含于問題背后的知識，形成解決問題的能力，發(fā)展自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力。因此，經(jīng)常在課堂中選擇合適且有意義的問題情境展開教學(xué)，能讓學(xué)生逐步形成科學(xué)的思想和方法，逐步形成一種對知識進行主動探求，并重視實際問題的主動積極的學(xué)習(xí)方式。
教學(xué)情境的合理創(chuàng)設(shè)可以為課堂增添一抹亮麗的色彩，可以讓知識的傳遞變得生動鮮活，可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變得自主積極。當(dāng)然創(chuàng)設(shè)情境也需要謹慎，應(yīng)警惕和避免絢麗多彩、牽強附會、呆板僵化、缺乏和諧的情境充斥課堂。要遵循化學(xué)課程標準的理念，凸顯實際、實用和實效，科學(xué)地創(chuàng)設(shè)情境，讓情境的創(chuàng)設(shè)回到理性的軌道上來[3]。在探索教學(xué)情境的合理應(yīng)用和優(yōu)化的道路上，筆者將繼續(xù)前行。
參考文獻
