단일 유형의 프로세스는 모든 유형의 금속을 추출하는 데 효과적이지 않습니다. 금속이 다른 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성에 따르면, 불순물에 대한 적절한 기술이 개발되어 최대 순도로 추출하는 데 사용됩니다. 정제 프로세스 중 일부는 다음과 같습니다.
주류
주류의 기본 원리는 불순물의 융점과 금속의 차이입니다. 불순한 금속이 녹을 때, 용융점이 낮은 요소가 먼저 녹는다. 나중에 분리되어 있습니다.
예 :
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주석 금속의 정화 :불순한 주석 금속에는 cu, fe, w 등이 포함되어 있습니다. 그것은 잔향 용광로의 경 사진 난로에 놓여 있으며 부드럽게 가열됩니다. 용광로의 온도는 융점이 낮기 때문에 먼저 주석의 용융점에 도달합니다.
주석은 불순물보다 일찍 녹아서 기울어 진 난로를 흐릅니다. 견고한 불순물은 난로에 남겨집니다. 순수한 주석 금속은 용융 상태의 주철 용기로 수집됩니다. 이러한 방식으로 얻은 금속을 Pig Iron이라고합니다.
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원유의 정제 :조잡한 아연은 잔향 용광로의 경 사진 난로에서 녹습니다. 용융 아연이 흐르고, 견고한 불순물은 난로에 남겨집니다.
분수 증류
이 과정의 기본 원리는 금속과 불순물의 끓는점의 차이입니다. 금속이 휘발성이라면, 그 불순물은 비 휘발성이며 그 반대도 마찬가지입니다. Zn, CD 및 HG와 같은 금속은 분수 증류에 의해 정제됩니다.
구역 정제 (분수 결정화)
구역 정제는 매우 높은 순도로 금속이 필요할 때 사용됩니다. 반도체에 사용되는 실리콘과 게르마늄은 매우 순수한 형태로 필요합니다. 따라서, 그들은이 방법에 의해 정제됩니다. 이 방법은 불순한 금속이 녹는 시간 후, 순수한 금속이 점진적인 냉각시 재결정되고 순수한 형태의 결정을 퇴적한다는 원리에 기초한다. 동시에, 불순물은 액체 형태로 유지되며 막대 끝으로 향합니다.
분수 결정화에서, 정제 될 불순한 금속은 막대 형태로 취합니다. 원형 히터 h는이 막대 주위에 장착되고 길이를 따라 천천히 움직입니다. 불완전한 게르마늄 막대의 왼쪽에서 히터는 막대의 좁은 영역을 녹입니다. 히터가 오른쪽으로 이동함에 따라 용융 금속이 냉각되어 결정화되어 막대의 영역 X에서 순수한 금속을 제공합니다. 게르마늄로드의 영역 X에 이전에 존재하는 불순물은 인접한 용융 구역 인 영역 Y로 전달된다.
히터는 계속해서 새롭고 새로운 용융 영역으로 오른쪽으로 이동합니다. 궁극적으로 불순물은 게르마늄 막대의 극단적 인 오른쪽 끝인 Z에 도달합니다. 막대 의이 끝에는 모든 불순물이 남아 있으며 폐기됩니다. 이렇게 얻은 막대는 매우 순수한 게르마늄 금속입니다. 게르마늄 외에도 실리콘 및 갈륨은 반도체로도 사용됩니다. 또한 구역 정제 방법에 의해 개선됩니다.
크로마토 그래피
혼합물의 다른 구성 요소는 흡착제에 다르게 흡착됩니다. 혼합물을 액체 또는 기체 배지에 넣고 흡착제를 통해 이동시킨다. 그 후, 적합한 용매를 사용하여 흡착 된 성분을 제거합니다.
크로마토 그래피 방법은 움직이는 매체의 물리적 상태 및 흡착제 물질에 기초하고 움직이는 매체의 통과에 기초합니다. 크로마토 그래피는 미세한 양으로 존재하는 요소의 정제에 유용합니다. 이러한 경우, 불순물의 화학적 특성은 원하는 요소의 화학적 특성과 크게 다르지 않습니다. 종이 크로마토 그래피, 컬럼 크로마토 그래피 및 가스 크로마토 그래피와 같은 몇 가지 크로마토 그래피 기술이 있습니다.
전해 정제
Cu, Ni 및 Al과 같은 금속은 전해질 적으로 정제됩니다. 불순한 금속은 양극으로 사용되며 순수한 금속은 음극으로 사용됩니다. 셀은 3 개의 액체 층으로 구성됩니다. 하단 층은 불순한 용융 금속입니다. 중간 층은 전해질을 함유하는 융합 된 소금 층이며; 상단 층은 순수한 금속입니다. 양극 (하단 층)에서 금속은 용액으로 이온으로 통과합니다. 그리고 음극 (상부 층)에서, 이들 이온은 순수한 금속을 형성하도록 감소된다. 작동 중에, 용융 금속이 셀의 바닥에 첨가되고, 순수한 금속이 상단에서 끌어옵니다.
증기 위상 정제
증기 위상 정제는 van Arkel-de Boer 프로세스를 통해 수행됩니다. 이 방법에 의해 소량의 순수 금속 (Ti, Zr 또는 Bi)이 생성 될 수있다. 이 과정은 요오드데이드가 모든 할라 드에서 가장 안정적이라는 사실에 근거합니다.
불순한 요소는 요오드로 가열되어 휘발성 요오드화를 생성합니다. 가스를 통과시켜 분해됩니다. 요소는 필라멘트에 퇴적되고 요오드가 재활용됩니다.
불순한 ti + 2i2 → tii4 → ti + 2i2
50-250도 c 텅스텐 필라멘트
결론
광석에서 추출한 금속에는 불순물이 포함되어 있으며 적절한 기술을 사용하여 개선해야합니다. 선택된 절차는 불순물 및 금속의 거동 및 화학적 특성을 기반으로합니다. 불순물을 제거하는 데 사용되는 정제 과정 중 일부는 주류, 증류, 구역 정제 및 전해 정제입니다.
