Výroba kovů

Kovy se vyrábí z kovových rud Magnetovec, Fe3O4 Krevel, Fe2O3 Hnědel, Fe2O3 . nH2O 1 2 3 4 5 6 7 Ocelek, FeCO3 Pyrit, FeS2 Chalkopyrit, CuFeS2 Bauxit, Al2O3 . 2H2O Úkol 1: a/ Z kterých rud se vyrábí železo, měď a hliník? b/ Najdi v zeměpisném atlase světa velká světová ložiska železných, měděných, hliníkových rud.

Kontrola úkolu 1 a/ Železo: magnetovec, krevel, hnědel, ocelek, pyrit Měď: chalkopyrit Hliník: bauxit b/ Železná ruda: Brazílie, Austrálie, Čína, Rusko, Ukrajina Měděné rudy: Chile, Peru, USA, Zair Bauxit: Austrálie, Rusko, USA, Jamajka

Princip výroby kovů z rud Princip výroby kovů z rud vyjadřují chemické rovnice: Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO SnO2 + 2C → Sn + 2CO Úkol 2: Na jakém principu je založena výroba kovů z kovových rud?

Kontrola úkolu 2 Výroba je založena na odnímání kyslíku (redukci) kovové rudě, nejčastěji pomocí uhlíku.

Výroba surového železa Surové železo se vyrábí ve vysoké peci.

Procesy ve vysoké peci Vysoká pec se plní železnou rudou, koksem a struskotvornými přísadami (vápenec), jež vytváří na povrchu vyrobeného kovu strusku, která brání jeho oxidaci a chemicky váže nekovové složky. Železo se získává redukcí rudy za vysoké teploty, které je dosaženo hořením koksu a vháněním horkého vzduchu do vysoké pece. Roztavené železo stéká do spodní části pece, nístěje. 10 Po navrtání otvoru v nístěji surové železo vytéká (odpich železa a strusky, viz obr. 10) a přepravuje se k dalšímu zpracování do oceláren.

Úkol 3: Nyní zodpověz otázky: a/ Jakými surovinami se plní vysoká pec? b/ Jaký plyn vhání do vysoké pece? c/ V které části vysoké pece se hromadí surové železo? d/ Co chrání surové železo ve vysoké peci před oxidací? e/ Jak se nazývá proces uvolnění surového železa z vysoké pece?

Kontrola úkolu 3 a/ Železná ruda, koks, struskotvorné přísady (vápenec) b/ Horký vzduch c/ Surové železo se hromadí v nístěji. d/ Surové železo chrání před oxidací struska. e/ Odpich železa

Litina a ocel Surové železo má vysoký obsah C (asi 5%), S, Si, Mn, P aj., které způsobují tvrdost, ale zároveň křehkost kovu. Proto se dále zpracuje ve slévárnách (obr.11) na litinu, nebo v ocelárnách na ocel. Zde v procesu zkujňování dochází ke snižování obsahu nežádoucích prvků (uhlíku pod 2,1%). Vznikne ocel, která je pružnější a dá se obrábět. Takto se vyrobí buď tvrdá (nástrojová), anebo měkká (konstrukční) ocel, která má méně než 0,1% C. 11

Úkol 4: Podle snímku 10 odpověz na otázky: a/ Kde se vyrábí litina a ocel? b/ V čem spočívá změna surového železa v ocel? c/ Jaké druhy oceli dle obsahu uhlíku znáš?

Kontrola úkolu 4 a/ Ve slévárnách a ocelárnách b/ Ve snížení obsahu uhlíku pod 2,1% c/ Měkká: C < 0,1%, tvrdá: 0,1% < C < 2,1%

Úkol 5: Na kterých obrázcích jsou výrobky z litiny, měkké a tvrdé oceli? 13 14 15 16 17 18

Kontrola úkolu 5 Litina: obrázek 14, 18 Měkká ocel: obrázek 15, 16 Tvrdá ocel: obrázek 13, 17

Výroba ostatních kovů Na podobném principu je založena výroba řady dalších kovů. Měděné rudy se nejdříve praží (odstraní se síra) a vzniklé oxidy mědi se redukují podobně jako při výrobě železa. Vzniklá surová měď se čistí elektrolýzou. Hliník se vyrábí elektrolýzou bauxitu.

Úkol 6: Shrnutí učiva, doplň text: Kovy se vyrábí z kovových … . Mezi železné rudy patří ………., krevel, ……, ocelek a ….. . Surové železo se vyrábí ve …… peci. Má vysoký obsah ……, který způsobuje ……., ale zároveň ……... kovu. Proto se v …….. zpracovává ……….. na …. . Podle obsahu ……v oceli rozlišujeme ocel …… a …… . Hliník se vyrábí elektrolýzou ……. .

Kontrola úkolu 6 Kovy se vyrábí z kovových rud. Mezi železné rudy patří magnetovec, krevel, hnědel,ocelek a pyrit. Surové železo se vyrábí ve vysoké peci. Má vysoký obsah uhlíku, který způsobuje tvrdost, ale zároveň křehkost kovu. Proto se v ocelárně zpracovává zkujňováním na ocel. Podle obsahu uhlíku v oceli rozlišujeme ocel měkkou a tvrdou. Hliník se vyrábí elektrolýzou bauxitu.

Zdroje použitých fotografií Obrázek 1: SÁNCHEZ. Mineral Magnetita GDFL108.jpg [online]. 2005 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mineral_Magnetita_GDFL108.jpg>. Obrázek 2: SÁNCHEZ. Mineral Olixisto GDFL101.jpg [online]. 2005 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mineral_Olixisto_GDFL101.jpg>. Obrázek 3: SÁNCHEZ. Mineral Limonita GDFL120.jpg [online]. 2005 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mineral_Limonita_GDFL120.jpg>. Obrázek 4: Syderyt, Słowacja, Roznawa.jpg [online]. 2006 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Syderyt,_S%C5%82owacja,_Roznawa.jpg>. Obrázek 5: Pyrite foolsgold.jpg [online]. 2005 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pyrite_foolsgold.jpg>. Obrázek 6: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ChalcopyriteUSGOV.jpg Obrázek 7: Bauxite.jpg [online]. 2005 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bauxite.jpg>. Obrázek 8: Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hoogovens.JPG Obrázek 10: GRANDMONT, Jean-Pol . Clabecq JPG01.jpg [online]. 2009 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Clabecq_JPG01.jpg>. Obrázek 11: THOMPSON , Robert. Castingiron.jpg [online]. 2003 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Castingiron.jpg>. Obrázek 12: BIGGE, Mathias . Dortmund-Thomas-Konverter-IMG 0155.JPG [online]. 2008 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dortmund-Thomas-Konverter-IMG_0155.JPG>. Obrázek 13: Monkey wrench.jpg [online]. 2005 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Monkey_wrench.jpg>. Obrázek 17: Framing hammer.jpg [online]. 2005 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Framing_hammer.jpg>. Obrázek 15: Pila.JPG [online]. 2007 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pila.JPG>. Obrázek 16: Eiffelova vez 2006.jpg [online]. 2006 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eiffelova_vez_2006.jpg>. Obrázek 14: Vilniaus-miesto-vandentiekio-liukas-2007.jpg [online]. 2007 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vilniaus-miesto-vandentiekio-liukas-2007.jpg>. Obrázek 18: Cast iron stove.jpg [online]. 2006 [cit. 2009-11-04]. Dostupný z WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cast_iron_stove.jpg>.