Рудадан металл ?ндіру

Пайдалы геологиялық химиялық қосылыстар

Оқыту мақсаттары:

• жер қыртысы көптеген пайдалы химиялық қосылыстардан тұратындығын түсіну
• пайдалы химиялық қосылыстар әдетте табиғатта кен түрінде кездесетіндігін түсіну
• кеннен металдарды өндіру негіздерін білу

Keywords:

• anode –анод
• blast furnace –домна пеші
• cathode –катод
• electrolysis –электролиз
• electrolyte – электролит
• native – бос күйде
• ore –руда
• oxidation – тотығу

• reduction -тотықсыздану

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металдарды өндіру

құрамы

Металл өндіру

Тотықсыздандыру

электролиз

Қоршаған ортаға әсері

бекіту

Металдарды қалай өндіреді ?

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металдарды өндіру ірі және маңызды салалардың бірі

Металдарды өндірудің қандай пайдасы мен зияны бар?

Teacher notes

This illustration contains several discussion points relating to metal extraction, including:

• digging equipment and rock piles : raw materials for metals are extracted from the Earth
• ventilation chimneys : producing waste gases
• cars : one of many essential uses of metals
• lorries : used to transport steel, they will produce waste gas emission and require good quality roads
• people going to work : metal extraction and processing is a major employer world wide
• barren landscape : metal extraction can damage the surrounding environment
• can recycling bin : recycling metal reduces the need to extract raw materials

Металдарды не үшін өндіреді ?

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Көптеген металдар Жер қыртысында басқа элементтермен қосылысқан руда түрінде кездеседі..

Мысалы темір оттегімен қосылысқан рудасы гематит , магнетит деп аталады

.

Металдар пайдаланылу үшін, автомобиль және асханалық құрал - саймандар жасау үшін рудадан тазарту керек

Металдар мен минералдарды өндіру әлемдегі бесінші ірі салалардың бірі.Мысалы Оңтүстік Африкада осы өндіріс саласымен 800 мыңдай адам айналысады.

.

How is chemistry important to this industry?

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Неліктен кейбір аймақтар кен өндіру орны болып табылады ?

Руданы өндіру қымбат,тиімді болу үшін оның көп болатын жерлер таңдалып алынады.

.

Өнеркәсіпте экономикалық жағынан тиімді болу үшін, руда ретінде тау жынысы қолданылады.

.

Алайда руданы қазіргі кезде технологиялар дамуына байланысты өзгеріп отыр.

Мысалы 19-ғасырда құрамында 5%мыс болатын тау жынысы қолданылды.Қазіргі уақытта құрамында 0,4-1% мыс болатын рудалар қолданылып келеді.

Photo credit: Johnson Matthey/ “Platinum Today”

South African platinum mine.

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металдарды өндіруде қандай әдістер қолданылады ?

Өндіру әдісі металдарға байланысты түрліше болып келеді.

.

Алтын және басқа да инертті металдар бос күйінде кездеседі.Мұндай металдарды өндірудің керегі жоқ.

Ал руда түрінде кездесетін металдарды химиялық реакциялар арқылы тазалау керек.

.

Рудадан металдарды өндірудің 2 түрлі әдісі бар.

• руданы көміртегімен жағу(тотықсыздану)
• руданы көміртегімен жағу(тотықсыздану)
• руданы көміртегімен жағу(тотықсыздану)
• руданы көміртегімен жағу(тотықсыздану)

• электролиз

Қай әдісті қолдану керек?

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Өндіруге реактивтілік қалай әсер етеді?

Металдардың реактивтілігіне байланысты өндіру әдісін анықтауға болады.

Көміртегіден реактивті металдарды электролиз әдісімен өндіріледі. Электролиз сонымен бірге мысты тазарту үшін қолданылады.

potassium

increasing reactivity

sodium

calcium

magnesium

aluminium

(carbon)

Көміртегіге қарағанда төмендеу реактивті металдар тотықсыздандыру әдісі қолданылады.

zinc

iron

lead

(hydrogen)

copper

Платина,алтын,күміс,мыс бос күйінде кездесетіндіктен оларды өндіру керек емес.

silver

gold

platinum

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металдарды өндіру

құрамы

Металл өндіру

Тотықсыздандыру

электролиз

Қоршаған ортаға әсері

бекіту

Қазақстанның ПҚ

Тотықсыздандыру деген не?

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металдардың оттегімен қосылысы оксид деп аталады.Металды тазалау үшін оны оттегіден арылту керек .

Қосылысты оттегіден айыру тотықсыздандыр у деп аталады.

reduction

metal

metal oxide (in ore)

Көміртегі металдарды тотықсыздандыру үшін қолданылады.

carbon monoxide

+

+

carbon

lead



lead oxide

+

+



CO

C

PbO

Pb

Бұл реакция қорғасында оттегіден айыру үшін қолданылады.Өйткені көміртегі қорғасынға қарағанда реактивтілеу.

Қосылысқа оттегіні қосу тотығу деп аталады.

12

Металды кеннен өндіру

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металл оксидінің көміртегімен реакцияласуы

Teacher notes

This virtual experiment illustrates how metal oxides behave when heated with carbon powder. It could be used as a precursor to running the practical in the lab, or as a revision exercise.

When using this experiment, it should be made clear that although carbon is used to extract iron from iron ore, extremely high temperatures are required. This idea can be expanded on using the blast furnace animation on the following slide.

12

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металл оксидінің көміртегімен реакцияласуы

Teacher notes

This virtual experiment illustrates how metal oxides behave when heated with carbon powder. It could be used as a precursor to running the practical in the lab, or as a revision exercise.

When using this experiment, it should be made clear that although carbon is used to extract iron from iron ore, extremely high temperatures are required. This idea can be expanded on using the blast furnace animation on the following slide.

12

Малахиттен сутекпен тотықсыздандыру арқылы мыс алу.

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Өндірісте темірді өндіру

Teacher notes

This animation illustrates the basic processes of the blast furnace and can be used to introduce students to chemical reactions on an industrial scale.

It should be explained to students that the temperature in the blast furnace is increased by the blast of air. Students should be aware that the oxygen in the air causes the carbon to burn and produces more heat.

12

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Өндірісте темірді өндіру

Teacher notes

This animation illustrates the basic processes of the blast furnace and can be used to introduce students to chemical reactions on an industrial scale.

It should be explained to students that the temperature in the blast furnace is increased by the blast of air. Students should be aware that the oxygen in the air causes the carbon to burn and produces more heat.

12

How is lime produced?

Calcium Carbonate

CaCO 3

Carbonation Takes Place

Carbon Dioxide

Reabsorbed

Water Given Off

Burnt in a Kiln at 900oC

Carbon Dioxide Given Off

Quicklime

Calcium Oxide

CaO

Slaked Lime

Calcium Hydroxide

Ca(OH) 2

Add to Water

900°C + Water CaCO 3 Calcium carbonate Limestone + CO 2 Ca(OH) 2 Calcium hydroxide Hydrated Lime 12" width="640"

Definitions (2) : Calcium air lime cycle

CaO

Calcium oxide

Quicklime

T 900°C

+ Water

CaCO 3

Calcium carbonate

Limestone

+ CO 2

Ca(OH) 2

Calcium hydroxide

Hydrated Lime

12

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Қай металл көміртегімен тотықсыздандырылады?

A metal can be reduced by carbon if it is less reactive than carbon and so appears below carbon in the reactivity series.

potassium

sodium

calcium

magnesium

aluminium

Certain metals, such as iron, can be only be reduced using carbon if they are heated to very high temperatures.

(carbon)

zinc

iron

If a metal is more reactive than carbon, other chemical reactions and processes must be used in its extraction.

lead

(hydrogen)

copper

silver

Using the reactivity series, can you name a metal that cannot be extracted from its ore using carbon?

gold

platinum

20

Көміртегімен тотықсыздандырылатын металда р

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Teacher notes

This activity provides the opportunity for some informal assessment of students’ understanding of the reduction of metals by carbon.

Coloured cards or mini-whiteboards could be used to increase class participation.

20

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металдарды өндіру

құрамы

Металл өндіру

Тотықсыздандыру

электролиз

Қоршаған ортаға әсері

бекіту

20

Электролиз деген не?

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Electrolysis қосылыстардан элементтерді алу үшін электр тогы қолданылатын процесс.

Алюминий реактивті металл болғандықтан боксит құрамында кездеседі.Бұл алюминидің отегімен қосылыс болып табылады. Электролиз используется для удаления кислорода и выделить алюминий, а это означает, что алюминий уменшается.

Алюминийді алудың сөзбен жазылған теңдеуі қандай болады?



aluminium oxide

+

aluminium oxygen

24

Мысты қалай тазалайды?

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Мыс жақсы өткізгіш және коррозияланбайды.Осыған байланысты мыс сантехника мен өткізгіш ретінде қолданылады.

.

Тек таза мыс қана электр сымдарын жасау үшін қолданылады.Азғана қоспалардың өзі оның өткізгіш қасиетін төмендетеді.

Мыс өте инертті , бос күйінде кездесуі мүмкін, бірақ бос күйде өте сирек кездеседі.мыс басқа металдармен қосылыс түрінде малахитте кездеседі.

Teacher notes

Malachite is the mineral form of copper carbonate-hydroxide. It is mined for copper but also used as a decorative stone because of its attractive green appearance

Қосылыстарынан көміртегі арқылы алынады,бірақ онша таза бола бермейді.Сондықтан электролиз өте таза күйінде, басқа қоспалардан тазарту үшін қолданылады.

24

Мысты электролиз арқылы тазарту .

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Teacher notes

This virtual experiment illustrates how copper can be purified using electrolysis. It could be used as a precursor to running the practical in the lab or as a revision exercise.

24

Labelling electrolysis

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Teacher notes

This drag and drop activity could be used as a plenary or revision exercise to check students’ ability to label the parts and reactants involved in the electrolysis of copper.

24

Labelling electrolysis

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Teacher notes

This drag and drop activity could be used as a plenary or revision exercise to check students’ ability to label the parts and reactants involved in the electrolysis of copper.

24

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металдарды өндіру

құрамы

Металл өндіру

Тотықсыздандыру

электролиз

Қоршаған ортаға әсері

бекіту

24

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Өндірудің қоршаған ортаға әсері қандай?

Добыча открытым способом удаляет руд с использованием взрывчатых веществ. Она производит пыль и может шрам ландшафт. Это заброшенный медный рудник в Ajo, Аризона, измеряет в одной миле в ширину.

Извлечение металлов вызывает огромное количество отходов. Производство меди отбрасывает 99,5% от добытой руды.

Photo credit : NASA

The image was taken by astronauts aboard the International Space Station and shows the New Cornelia Mine, just south of Ajo, Arizona. The disused pit measure one mile wide and over one thousand feet deep.

Teacher notes

More statistics about metal extraction are available at http://www.ourplanet.com/aaas/pages/population04.html

(American Association for the Advancement of Science)

Вредные отходы газов, в том числе диоксида серы, диоксида углерода и монооксида углерода, получают путем экстракции.

Добыча, особенно электролиза, также использует много электричества.

24

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Қоршаған ортаға әсерін төмендету үшін не істеу керек?

Новые методы горной промышленности может снизить воздействие извлечения металлов на окружающую среду.

• Выщелачивание использует меньше электроэнергии, чем традиционные добычи и не производит отходящих газов. Медные руды обрабатывают и растворяют в разбавленной серной кислоте, производя сульфат меди. Электролиз затем используется для извлечения меди. Некоторые бактерии также могут быть использованы для растворения руды и образуют сульфат меди.

• Phytomining использует растения могут поглощать металлы из почвы. Этот процесс может быть использован для очистки загрязненных земель. Лечение растений с определенными химическими веществами повышает их способность накапливать минералы в их клетках.

Teacher notes

More information about phytomining is available at:

• http://www.cerm3.mining.ubc.ca/phyto.htm
• http://news.bbc.co.uk/1/hi/world/asia-pacific/188785.stm

24

Қайта өңдеу жолдары

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металлы легче перерабатывать, чем пластик, и они сохраняют свои исходные свойства, такие как электропроводность и жесткость.

• Переработка использует до 95% меньше электроэнергии, чем производства металлов из руд.

• Переработка стоит меньше, чем добывающих металлов и может быть выгодно

• Переработка создает меньше отходов и уменьшает количество действий, которые должны быть добыты.

Одна проблема состоит в том, что металлические материалы в переработанных объектов часто смесей различных металлов. Это может означать, что получение чистых металлов из вторичной переработки является более дорогим, поскольку он может использовать больше электроэнергии, чем извлечения металлов из руд.

24

Металлдарды өндіруде нені таңдау

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Teacher notes

This voting activity enables the individual opinions of the class to be represented graphically. It could be used as a precursor to a debate on the impacts of metal extraction.

24

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Металдарды өндіру

құрамы

Металл өндіру

Тотықсыздандыру

электролиз

Қоршаған ортаға әсері

бекіту

24

Glossary

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

• anode – The positive electrode used in electrolysis.
• blast furnace – A tall oven used to extract iron from iron ore by burning it with carbon at high temperatures.
• cathode – The negative electrode used in electrolysis.
• electrolysis – The use of an electric current to separate out the elements in a compound.
• electrolyte – An ionic compound that conducts electricity when in a liquid state.
• native – The natural occurrence of a metal as an element in the environment.
• ore – A rock that contains a metal combined with other elements in concentrations that make it profitable to mine.
• oxidation – The addition of oxygen to a substance.

• reduction – The removal of oxygen from a substance.

24

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Anagrams

24

Boardworks GCSE Science: Chemistry

Extracting Metals

Multiple-choice quiz

Teacher notes

This multiple-choice quiz could be used as a plenary activity to assess students’ understanding of extracting metals. The questions can be skipped through without answering by clicking “ next ”. Students could be asked to complete the questions in their books and the activity could be concluded by completion on the IWB.

24