Från malm till metall
Sid 318-322
Metaller oftast jonföreningar
• De ädla metallerna guld, silver och platina kan man, om man har tur,
hitta som rena metaller i naturen.
• De kallas ädla metaller för att de sällan ingår i kemiska föreningar.
• Det är betydligt vanligare att metaller ingår i någon kemisk förening.
• De kallas då istället för mineraler.
• Blandningar av berg och mineraler kallas för bergart.
• När en bergart innehåller tillräckligt mycket metalljoner för att det ska
vara värt att bryta den kallas den för malm.
Från malm till metall
• Malmen bryts i gruvor.
• Malmen grovkrossas.
• Malmen anrikas. Anrikning innebär att man höjer andelen intressant
materia genom att ta bort det ointressanta. Malmen koncentreras.
• Kemisk process där metalljoner omvandlas till metall
• Separation av olika metaller för att framställa rena metaller
• Tillverkning av produkter
• Förbrukade produkter av metall hamnar på soptippen eller återvinns
Från järnmalm till stål
I ett järnverk bearbetas järnmalm bestående av olika järnoxider.
Malmen består av järnjoner och oxidjoner.
I en masugn hettas malmen tillsammans med kol upp till ca 2200grader.
Kolets funktion är dubbel.
Kol och oxidjoner bildar CO och CO2. Denna gas leds bort från masugnen.
Järnjonerna bildar järn, sk råjärn.
Råjärnet ombildas till stål i en process där man förbränner kol med hjälp av
ren syrgas. Sk. Färskning.
Man minskar kolhalten från ca 4% till 2%
Man vill ha ca 2% kol i stål för att det ska gå att bearbeta.
Vad har hänt
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Fe3O4 +4 CO 3Fe +4CO2
Järnoxid och kolmonoxid järnatomer och koldioxid
Järnjonerna har reducerats och syrejonerna har oxiderats.
Reduktion när järnjonen tar upp elektroner och bildar grundämnet järn
Oxidation när syrejonerna lämnar ifrån sig elektroner och bildar syreatomer
Järnjonerna i Järnoxid består av två sorters joner Fe2+ och Fe3+
Fe2+ + (Fe3+)2 + 8 e- 3Fe (reduktion)
(O2-)4 - 8e- 4O (oxidation)
Reduktion och oxidation förekommer alltid tillsammans och kallas då för en redox
reaktion
• Mer om oxidation och reduktion senare i kursen
Miljöpåverkan
• När man bryter och bearbetar malm skapas restprodukter sk slagg.
• Man samlar överblivet materiel i stora slagghögar.
• Regnvatten för med sig giftiga metalljoner och andra föroreningar till
naturen där det så småningom hamnar i grundvattnet.
• Numera försöker man ta hand om slaggen och använder den som
råvara till glas, cement och vägmateriel.
• Man renar även rökgaserna, framförallt från svavel.
• Förr släppte man ut svaveldioxid som bildade surt regn
Tunga och lätta metaller
• Det finns ca 50 tungmetaller.
• Järn och guld räknas som tungmetaller men
är inte särskilt miljöfarliga.
• Det finns framförallt tre tungmetaller
som är skadliga för allt levande:
• Pb, Cd och Hg
• Bly, kadmium och kvicksilver
• Bland lättmetallerna är aluminium skadligt för naturen
Återvinning av metaller
• Metaller är inte en oändlig resurs.
• Vissa metaller är särskilt ovanliga och svåråtkomliga
• T.ex. de ovanliga metallerna Tantal och indium
• Tantal används i kretskort i datorer och mobiltelefoner
• Indium används vid tillverkning av plasmaskärmar och solceller
• Genom att återvinna dessa metaller spar vi resurser och skyddar
miljön.
• Återvinning är oftast billigare än att utvinna metall ur malm
