化学自习室移动版

工业上的还原过程即称为冶炼，把金属从化合物还原成单质。由于金属的化学活泼性不同，要把金属还原成单质，需采取不同的冶炼方法，工业上提炼金属一般有下列几种方法：

一、 热分解法

有一些金属仅用加热矿石的方法就可以得到。他们的化合物 负值小，不稳定，易分解。在金属活动顺序中，在氢后面的金属其氧化物受热就容易分解，如:HgO和Ag₂O加热发生下列分解反应：

2HgO==2Hg＋O₂

2Ag₂O=4Ag＋O₂

将辰砂(硫化汞)加热也可以得到汞：

HgS＋O₂== Hg＋SO₂

二、热还原法

大量的冶金过程属于这种方法。焦炭、一氧化碳、氢和活泼金属等都是良好的还原剂。

1．用C 或CO作还原剂 (碳热还原法)

SnO₂＋2C===Sn＋2CO₂

Fe₂O₃＋3CO==2Fe＋3CO₂

反应若需要高温，常在高炉和电炉中进行。所以这种冶炼金属的方法又称为火法冶金，

例如 MgO＋C==Mg＋CO

如果矿石主要成分是碳酸盐，也可以用这种方法冶炼。因为一般重金属的碳酸盐受热时都能分解为氧化物，再用焦炭还原。

如矿石是硫化物，那么先在空气中锻烧，使它变成氧化物，再用焦炭还原，如从方铅矿提取铅：2PbS＋3O₂===2PbO＋2SO₂　　

PbO＋C===Pb＋CO

碳热还原法的缺点：制得的金属中含有碳和碳化物，得不到较纯的金属。

2．氢热还原法

工业上要制取不含炭的金属常用氢还原法。

生成热较小的氧化物。例如，氧化铜、氧化铁等，容易被氢还原成金属。而具有很大生成热的氧化物，例如，氧化铝、氧化镁等，基本上不能被氢还原成金属。用高纯氢和纯的金属氧化物为原料，可以制得很纯的金属。如MO，W的制备

3．金属热还原法(金属置换法)

用一种较活泼的金属把另一种金属从其化合物中还原出来。选择哪一种金属做还原剂，除ΔG来判断外还要注意下几方面情况；

(1)还原力强；(2)容易处理；(3)不和产品金属生成合金；(4)可以得到高纯度的金属；(5)其它产物容易和生成金属分离；(6)成本尽可能低，Na还原性强于Mg、Al，但更多选Mg，Al 等等。

通常用铝、钙、镁、钠等做还原剂。

a. 铝是价廉的金属，生成氧化铝的反应是强烈的放热反应，可以用铝和许多金属氧化物反应，而不必额外给反应混合物加热。用铝从金属氧化物还原出金属的过程叫铝热法。(不足是可与多种金属形成合金，通常调节反应物配比，尽量使铝完全反应而不残留在生成的金属中。)

Cr₂O₃＋Al=2Cr＋Al₂O₃

b.钙、镁一般不和各种金属生成合金，因此可用作钛、锆、铪、钒、铌、钽等氧化物的还原剂。

c.有些金属氧化物很稳定，金属难被还原出来，可以用活泼金属还原金属卤化物来制备，如：

TiCl₄＋4Na===Ti＋4NaCl

TiCl₄＋2Mg===Ti＋2MgCl₂

ReCl₃＋3Na=Re＋3NaCl (Re=稀土)

三、电解法

排在铝前面的几种活泼金属，不能用一般还原剂使它们从化合物中还原出来。这些金属用电解法制取最适宜，电解是最强的氧化还原手段。

电解法有水溶液电解(Al以后的金属)和熔盐电解法(Al，Mg，Ca，Na等)两种。

四、湿法冶金

如氰化性 可用控制贵金属Ag，Au等。

Au＋8NaCN＋2H₂O＋O₂=4Na[Au(CN)₂]＋4NaOH

2[Au(CN)₂]^－＋Zn=2Au＋[Zn(CN)₄]^2－

缺点：耗电，成本高。

一种金属采用什么提炼方法与它们的化学性质、矿石的类型和经济效果等有关。