metallbindung aluminium / eisen. metallbindung metalle metalle metallgewinnung metallgewinnung...
Post on 06-Apr-2015
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MetallbindungMetallbindung
Aluminium / EisenAluminium / Eisen
MetallbindungMetallbindung
MetalleMetalle
MetallgewinnungMetallgewinnung
EigenschaftenEigenschaften
EisenEisen
AluminiumAluminium
MetallbindungMetallbindungBindung zwischen MetallBindung zwischen Metallaatomentomen und Metallatomen und Metallatomen
Die Metallatome zeigen die Tendenz die Die Metallatome zeigen die Tendenz die Außenelektronen (1-2) abzugebenAußenelektronen (1-2) abzugeben „„ElektronengasElektronengas““
= = Freibewegliche Elektronen halten das Freibewegliche Elektronen halten das Gitter zusammen u. sind verantwortlich für die Gitter zusammen u. sind verantwortlich für die elektrische Leitfähigkeit elektrische Leitfähigkeit
Die Die MetallkationenMetallkationen (positiv geladen) bilden (positiv geladen) bilden MetallrümpfeMetallrümpfe ordnen sich im Metallgittern an! ordnen sich im Metallgittern an!
Bildquelle: www.uniterra.de
Metallrümpfe mit Elektronengas
Anordnung der Rümpfe im Metallgitter
Bildquelle:www.julius-rabl.de
MetalleMetalle
Edle Metalle:Edle Metalle: Gold, Silber, PlatinGold, Silber, PlatinKommen rein vorKommen rein vor
Unedle MetalleUnedle MetalleEisen, Aluminium, Blei,…Eisen, Aluminium, Blei,…Kommen nur in Kommen nur in
Verbindungen vor Verbindungen vor (z.B.: als Sulfide, (z.B.: als Sulfide, Carbonat, Oxide)Carbonat, Oxide)
Bildquelle: www.chemie.at
Bildquelle: www.hammerschmied.at
Häufigkeit der Metalle Häufigkeit der Metalle in der Erdkruste in der Erdkruste
Al
Fe
Ca
Na
K
Mg
Ti
Rest
Die häufigsten Metalle:
Al (32%)
Fe (20%)
ErzeErze
Sind metallhaltige Sind metallhaltige GesteineGesteine
Abbau lohnt ich Abbau lohnt ich erst bei einem erst bei einem Metallgehalt von Metallgehalt von 40 – 50 %40 – 50 %
Siderit
Bildquelle: www.min.uni-bremen.de
Erzberg
Bildquelle: www.abnet.at
MetallgewinnungMetallgewinnung
Förderung von Erz und tauben GesteinFörderung von Erz und tauben Gestein Taubes Gestein muss möglichst vollständig getrennt Taubes Gestein muss möglichst vollständig getrennt
werden durch folgende Methoden: werden durch folgende Methoden:
SchweretrennungSchweretrennung
FlotationFlotation
Spiralabscheider Spiralabscheider
SchweretrennungSchweretrennung
Benötigt wird eine Flüssigkeit, deren Benötigt wird eine Flüssigkeit, deren Dichte zwischen der des tauben Gesteins Dichte zwischen der des tauben Gesteins und der des Erzes liegtund der des Erzes liegt
taubes Gestein schwimmt auftaubes Gestein schwimmt auf
wird abfiltriertwird abfiltriert
FlotationFlotation
Feinpulverisiertes Roherz kommt in ein Feinpulverisiertes Roherz kommt in ein „Schaumbad“„Schaumbad“
Roherz schwimmt aufRoherz schwimmt auf
Gangart sinkt zu Boden Gangart sinkt zu Boden wird abfiltriert wird abfiltriert
SpiralabscheiderSpiralabscheider
Feingemahlenes Roherz und Gangart Feingemahlenes Roherz und Gangart kommt mit Wasser in eine Spiralförmige kommt mit Wasser in eine Spiralförmige RinneRinne
Leichte Gangart wird nach außen Leichte Gangart wird nach außen geschwemmtgeschwemmt
Das schwere Eisen bleibt innenDas schwere Eisen bleibt innen
Eisen (Fe) & StahlEisen (Fe) & Stahl
Hochofen: Hochofen: Eisenoxid wird reduziert (Sauerstoff wird Eisenoxid wird reduziert (Sauerstoff wird
entzogen)entzogen)Kohlenmonoxid (CO) ist das ReduktionsmittelKohlenmonoxid (CO) ist das ReduktionsmittelEndprodukt: Roheisen und SchlackeEndprodukt: Roheisen und SchlackeSchlacke wird in der Bauindustrie verwendetSchlacke wird in der Bauindustrie verwendetRoheisen (Gusseisen) wird für Kanaldeckel Roheisen (Gusseisen) wird für Kanaldeckel
verwendet verwendet ist spröde ist spröde
Eisen & StahlEisen & Stahl
Eisenoxid, Koks und Eisenoxid, Koks und Zuschläge kommen in Zuschläge kommen in den Hochofenden Hochofen
Heiße Luft kommt hinzuHeiße Luft kommt hinzu
CO / COCO / CO22 entweicht entweicht Endprodukt: Schlacke & Endprodukt: Schlacke &
RoheisenRoheisen
Arbeitsauftrag: Arbeitsauftrag: Bildquelle:www.seilnacht.tuttlingen.com
Alternative zum Hochofen: Alternative zum Hochofen: Corex-VerfahrenCorex-Verfahren
LD-VerfahrenLD-Verfahren
= Sauerstoffaufblasverfahren= Sauerstoffaufblasverfahren
Durch Metalle, die dem Rohstahl hinzu gegeben Durch Metalle, die dem Rohstahl hinzu gegeben werden, entsteht Edelstahl.werden, entsteht Edelstahl.
Chrom (Cr), Vanadium (V) Chrom (Cr), Vanadium (V) Werkzeug Werkzeug
Nickel (Ni) Nickel (Ni) Niroster Niroster
Aluminium (Al)Aluminium (Al) VorkommenVorkommen
GewinnungGewinnung
Bayer-VerfahrenBayer-Verfahren
SchmelzflusselektrolyseSchmelzflusselektrolyse
EigenschaftenEigenschaften
VorkommenVorkommen
Kommt nur in Verbindungen vorKommt nur in Verbindungen vor
Als Aluminiumoxid in kristallener FormAls Aluminiumoxid in kristallener FormKorund – Härte 9 (von 10), SchleifmittelKorund – Härte 9 (von 10), SchleifmittelRubin – rot (durch Chrom-Verunreinigungen), Rubin – rot (durch Chrom-Verunreinigungen),
Schmuckstein, LaserSchmuckstein, LaserSaphir – blau (durch Titan-Verunreinigungen)Saphir – blau (durch Titan-Verunreinigungen)Smaragd – grün (durch Zink (Zn), Vanadium Smaragd – grün (durch Zink (Zn), Vanadium
(V), Magnesium (Mg))(V), Magnesium (Mg))
GewinnungGewinnung
Zur Gewinnung verwendet man BauxitZur Gewinnung verwendet man BauxitBesteht aus Aluminiumoxid, Eisenoxid und Besteht aus Aluminiumoxid, Eisenoxid und
anderen Verunreinigungenanderen Verunreinigungen
Verwendung des BAYER – Verfahrens Verwendung des BAYER – Verfahrens und der Schmelzflusselektrolyseund der Schmelzflusselektrolyse
Bayer - VerfahrenBayer - Verfahren
Bauxit wird mit Natronlauge erhitztBauxit wird mit Natronlauge erhitzt
Aluminiumoxid ist löslich Aluminiumoxid ist löslich Natriumaluminat Natriumaluminat
Eisenoxid ist unlöslich Eisenoxid ist unlöslich wird abfiltriert wird abfiltriert
Natriumaluminat wird wieder zu Aluminiumoxid Natriumaluminat wird wieder zu Aluminiumoxid oxidiertoxidiert
SchmelzflusselektrolyseSchmelzflusselektrolyse
Elektrolyse = Trennung mittels StromElektrolyse = Trennung mittels Strom
Aluminiumoxid hat einen Schmelz- und Aluminiumoxid hat einen Schmelz- und Siedepunkt von 2045°CSiedepunkt von 2045°C
Sinken des FP auf 950°C durch zugabe Sinken des FP auf 950°C durch zugabe von Kryolithvon Kryolith
SchmelzflusselektrolyseSchmelzflusselektrolyse
Erfolgt in einer Erfolgt in einer Graphitwanne Graphitwanne
Wanne = Katode Wanne = Katode (negativ geladen)(negativ geladen)
Graphitelektroden = Graphitelektroden = Anoden (positiv Anoden (positiv geladen)geladen)
Bildquelle:http://www.chemienet.info/7-al.html
SchmelzflusselektrolyseSchmelzflusselektrolyse
Das positiv geladene Aluminium wandert zur Das positiv geladene Aluminium wandert zur negativ geladenen Katodenegativ geladenen Katode
Der negativ geladene Sauerstoff wandert Der negativ geladene Sauerstoff wandert wiederum zur positiv geladenen Anodewiederum zur positiv geladenen Anode
Anode (pos.) & Anionen (neg.)Anode (pos.) & Anionen (neg.)
Katode (neg.) & Kationen (pos.)Katode (neg.) & Kationen (pos.)
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