Tách kim loại và tái chế kim loại SVIP

I. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN CỦA KIM LOẠI

Trong tự nhiên, kim loại có thể tồn tại ở vỏ Trái Đất, trong nước và trong cơ thể sinh vật.

- Trong vỏ Trái Đất, kim loại có mặt trong quặng dưới dạng hợp chất (oxide và muối).

- Các kim loại thường tồn tại trong nước dưới dạng cation, chẳng hạn như Ca²⁺, Mg²⁺,...

- Calcium, potassium, iron,... là các kim loại quan trọng trong cơ thể, được tìm thấy trong xương, răng và máu.

II. PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI

Có thể tách kim loại bằng cách khử ion thành nguyên tử:

Mⁿ⁺ + ne → M

1. Phương pháp tách các kim loại hoạt động hóa học trung bình và yếu

➤ Phương pháp nhiệt luyện

Nguyên tắc: Dùng C, CO,... để khử các oxide kim loại ở nhiệt độ cao.

Ví dụ: Tách kẽm từ quặng zinc blende.

- Đốt quặng trong không khí:

\(2ZnS+3O_2\overset{t^{o}}{\rarr}2ZnO+2SO_2\)

- Tách kẽm ra khỏi zinc oxide:

\(ZnO+C\overset{t^{o}}{\rarr}Zn+CO\)

➤ Phương pháp thủy luyện

Nguyên tắc: Hòa tan kim loại hoặc hợp chất của chúng bằng dung dịch thích hợp, sau đó dùng kim loại hoạt động mạnh hơn để khử ion kim loại trong dung dịch.

Ví dụ: Dùng Fe để khử ion Cu²⁺ trong dung dịch muối đồng.

\(Fe\left(s\right)+CuSO_4\left(aq\right)\rarr FeSO_4\left(aq\right)+Cu\left(s\right)\)

2. Phương pháp tách kim loại hoạt động hóa học mạnh

Phương pháp điện phân nóng chảy được sử dụng để điều chế các kim loại hoạt động mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al,...

Ví dụ: Điện phân MgCl₂ nóng chảy .

III. TÁI CHẾ KIM LOẠI

Tái chế kim loại là quá trình thu hồi và chuyển đổi các kim loại, hợp kim đã qua sử dụng thành nguyên liệu để sản xuất ra sản phẩm mới.

1. Nhu cầu tái chế kim loại

Nhu cầu kim loại ngày càng tăng trong khi nguồn khai thác quặng đã cạn kiệt, đồng thời khai thác và sản xuất lại gây tốn năng lượng, ô nhiễm môi trường. Do đó, tái chế kim loại từ phế liệu là giải pháp cần thiết để vừa đáp ứng nhu cầu sử dụng, vừa bảo vệ tài nguyên và môi trường.

2. Thực tiễn tái chế kim loại

Nhôm, sắt, đồng là những kim loại được tái chế hiệu quả nhất, có thể tái chế nhiều lần mà không bị tiêu hao.

Quy trình tái chế kim loại: