Extração de metais – redução com carbono, alto-forno, eletrólise da alumina e bioextração
QuímicaQuímica inorgânicaIdades 17–18
Carregando…
Entre para usarQuatro telas: aqueça CuO, PbO, ZnO, Fe₂O₃ e Al₂O₃ com carbono para ver quais óxidos são reduzidos, de acordo com a posição do metal em relação ao carbono na série de reatividade; um alto-forno com as reações zona por zona e uma tabela de quantidades de ferro, calcário, escória e CO₂; uma cuba Hall–Héroult que extrai alumínio da alumina dissolvida em criolita, com a massa m = MIt/(nF) e a energia consumida; e a fitomineração comparada com a biolixiviação de minério de cobre de baixo teor ao longo do tempo.
Aula: Extração de metais: redução com carbono, alto-forno, eletrólise do óxido de alumínio, fitomineração e biolixiviação
O que mostra
O modo de extrair um metal depende da sua reatividade. Metais abaixo do carbono na série de reatividade, como cobre, chumbo, ferro e zinco, podem ser obtidos aquecendo seus óxidos com carbono: o óxido perde oxigênio e é reduzido, enquanto o carbono ganha oxigênio e é oxidado. No alto-forno, o monóxido de carbono reduz o óxido de ferro(III) e o calcário remove a areia na forma de escória. Metais acima do carbono, como o alumínio, exigem a eletrólise de um composto fundido, que consome muita energia. O cobre de minérios pobres pode ser extraído lentamente por plantas (fitomineração) ou bactérias (biolixiviação).
Como usar
Em Redução com carbono, escolha um Óxido, ajuste Temperatura de aquecimento e clique em Aquecer; observe o sólido e a água de cal e leia as massas. Em Alto-forno, escolha uma zona e mude Minério carregado e Teor de Fe₂O₃. Em Eletrólise da alumina, ajuste Corrente I, Tensão U e Rendimento de corrente η, ligue ou desligue a criolita e clique em Iniciar. Em Bioextração, mude Teor de cobre e Massa de minério pobre, clique em Iniciar e compare as duas curvas.
Parâmetros que você pode mudar
- Tela Redução com carbono, Alto-forno, Eletrólise da alumina, Bioextração
- Óxido metálico Óxido de cobre(II) CuO, Óxido de chumbo(II) PbO, Óxido de zinco ZnO, Óxido de ferro(III) Fe₂O₃, Óxido de alumínio Al₂O₃
- Temperatura de aquecimento 200–1600 °C
- Massa de óxido 1–10 g
- Minério de ferro carregado no alto-forno 50–400 t/h
- Teor de Fe₂O₃ do minério 50–95 %
- Corrente na cuba eletrolítica 50–500 kA
- Tensão em cada cuba 3,8–5 V
- Rendimento de corrente 80–100 %
- Alumina dissolvida em criolita
- Teor de cobre do minério pobre 0,1–2 %
- Massa de minério pobre 100–10000 t
- Última etapa para obter cobre da solução Deslocamento com sucata de ferro, Eletrólise da solução
Perguntas para explorar
- Por que o carbono reduz o óxido de cobre(II), mas não o óxido de alumínio?
- No alto-forno, qual substância é oxidada e qual é reduzida quando o óxido de ferro(III) reage?
- Por que a extração do alumínio usa criolita e por que consome tanta energia?
