Metallbindung Aluminium / Eisen. Metallbindung Metalle Metalle Metallgewinnung Metallgewinnung Eigenschaften Eigenschaften Eisen Eisen Aluminium Aluminium

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  • Folie 1
  • Metallbindung Aluminium / Eisen
  • Folie 2
  • Metallbindung Metalle Metalle Metallgewinnung Metallgewinnung Eigenschaften Eigenschaften Eisen Eisen Aluminium Aluminium
  • Folie 3
  • Metallbindung Bindung zwischen Metallatomen und Metallatomen Die Metallatome zeigen die Tendenz die Auenelektronen (1-2) abzugeben Elektronengas = Freibewegliche Elektronen halten das Gitter zusammen u. sind verantwortlich fr die elektrische Leitfhigkeit Die Metallkationen (positiv geladen) bilden Metallrmpfe ordnen sich im Metallgittern an!
  • Folie 4
  • Bildquelle: www.uniterra.de Metallrmpfe mit Elektronengas Anordnung der Rmpfe im Metallgitter Bildquelle:www.julius-rabl.de
  • Folie 5
  • Metalle Edle Metalle: Edle Metalle: Gold, Silber, Platin Gold, Silber, Platin Kommen rein vor Kommen rein vor Unedle Metalle Unedle Metalle Eisen, Aluminium, Blei, Eisen, Aluminium, Blei, Kommen nur in Verbindungen vor (z.B.: als Sulfide, Carbonat, Oxide) Kommen nur in Verbindungen vor (z.B.: als Sulfide, Carbonat, Oxide) Bildquelle: www.chemie.at Bildquelle: www.hammerschmied.at
  • Folie 6
  • Hufigkeit der Metalle in der Erdkruste in der Erdkruste Die hufigsten Metalle: Al (32%) Fe (20%)
  • Folie 7
  • Erze Sind metallhaltige Gesteine Sind metallhaltige Gesteine Abbau lohnt ich erst bei einem Metallgehalt von 40 50 % Abbau lohnt ich erst bei einem Metallgehalt von 40 50 % Siderit Bildquelle: www.min.uni-bremen.de Erzberg Bildquelle: www.abnet.at
  • Folie 8
  • Metallgewinnung Frderung von Erz und tauben Gestein Frderung von Erz und tauben Gestein Taubes Gestein muss mglichst vollstndig getrennt werden durch folgende Methoden: Taubes Gestein muss mglichst vollstndig getrennt werden durch folgende Methoden: Schweretrennung Schweretrennung Flotation Flotation Spiralabscheider Spiralabscheider
  • Folie 9
  • Schweretrennung Bentigt wird eine Flssigkeit, deren Dichte zwischen der des tauben Gesteins und der des Erzes liegt Bentigt wird eine Flssigkeit, deren Dichte zwischen der des tauben Gesteins und der des Erzes liegt taubes Gestein schwimmt auf taubes Gestein schwimmt auf wird abfiltriert wird abfiltriert
  • Folie 10
  • Flotation Feinpulverisiertes Roherz kommt in ein Schaumbad Feinpulverisiertes Roherz kommt in ein Schaumbad Roherz schwimmt auf Roherz schwimmt auf Gangart sinkt zu Boden wird abfiltriert Gangart sinkt zu Boden wird abfiltriert
  • Folie 11
  • Spiralabscheider Feingemahlenes Roherz und Gangart kommt mit Wasser in eine Spiralfrmige Rinne Feingemahlenes Roherz und Gangart kommt mit Wasser in eine Spiralfrmige Rinne Leichte Gangart wird nach auen geschwemmt Leichte Gangart wird nach auen geschwemmt Das schwere Eisen bleibt innen Das schwere Eisen bleibt innen
  • Folie 12
  • Eisen (Fe) & Stahl Hochofen: Hochofen: Eisenoxid wird reduziert (Sauerstoff wird entzogen) Eisenoxid wird reduziert (Sauerstoff wird entzogen) Kohlenmonoxid (CO) ist das Reduktionsmittel Kohlenmonoxid (CO) ist das Reduktionsmittel Endprodukt: Roheisen und Schlacke Endprodukt: Roheisen und Schlacke Schlacke wird in der Bauindustrie verwendet Schlacke wird in der Bauindustrie verwendet Roheisen (Gusseisen) wird fr Kanaldeckel verwendet ist sprde Roheisen (Gusseisen) wird fr Kanaldeckel verwendet ist sprde
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  • Eisen & Stahl Eisenoxid, Koks und Zuschlge kommen in den Hochofen Eisenoxid, Koks und Zuschlge kommen in den Hochofen Heie Luft kommt hinzu Heie Luft kommt hinzu CO / CO 2 entweicht CO / CO 2 entweicht Endprodukt: Schlacke & Roheisen Endprodukt: Schlacke & Roheisen Arbeitsauftrag: Bildquelle:www.seilnacht.tuttlingen.com
  • Folie 14
  • Alternative zum Hochofen: Corex-Verfahren
  • Folie 15
  • LD-Verfahren = Sauerstoffaufblasverfahren = Sauerstoffaufblasverfahren Durch Metalle, die dem Rohstahl hinzu gegeben werden, entsteht Edelstahl. Durch Metalle, die dem Rohstahl hinzu gegeben werden, entsteht Edelstahl. Chrom (Cr), Vanadium (V) Werkzeug Chrom (Cr), Vanadium (V) Werkzeug Nickel (Ni) Niroster Nickel (Ni) Niroster
  • Folie 16
  • Aluminium (Al) Vorkommen Vorkommen Gewinnung Gewinnung Bayer-Verfahren Bayer-Verfahren Schmelzflusselektrolyse Schmelzflusselektrolyse Eigenschaften Eigenschaften
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  • Vorkommen Kommt nur in Verbindungen vor Kommt nur in Verbindungen vor Als Aluminiumoxid in kristallener Form Als Aluminiumoxid in kristallener Form Korund Hrte 9 (von 10), Schleifmittel Korund Hrte 9 (von 10), Schleifmittel Rubin rot (durch Chrom-Verunreinigungen), Schmuckstein, Laser Rubin rot (durch Chrom-Verunreinigungen), Schmuckstein, Laser Saphir blau (durch Titan-Verunreinigungen) Saphir blau (durch Titan-Verunreinigungen) Smaragd grn (durch Zink (Zn), Vanadium (V), Magnesium (Mg)) Smaragd grn (durch Zink (Zn), Vanadium (V), Magnesium (Mg))
  • Folie 18
  • Gewinnung Zur Gewinnung verwendet man Bauxit Zur Gewinnung verwendet man Bauxit Besteht aus Aluminiumoxid, Eisenoxid und anderen Verunreinigungen Besteht aus Aluminiumoxid, Eisenoxid und anderen Verunreinigungen Verwendung des BAYER Verfahrens und der Schmelzflusselektrolyse Verwendung des BAYER Verfahrens und der Schmelzflusselektrolyse
  • Folie 19
  • Bayer - Verfahren Bauxit wird mit Natronlauge erhitzt Bauxit wird mit Natronlauge erhitzt Aluminiumoxid ist lslich Natriumaluminat Aluminiumoxid ist lslich Natriumaluminat Eisenoxid ist unlslich wird abfiltriert Eisenoxid ist unlslich wird abfiltriert Natriumaluminat wird wieder zu Aluminiumoxid oxidiert Natriumaluminat wird wieder zu Aluminiumoxid oxidiert
  • Folie 20
  • Schmelzflusselektrolyse Elektrolyse = Trennung mittels Strom Elektrolyse = Trennung mittels Strom Aluminiumoxid hat einen Schmelz- und Siedepunkt von 2045C Aluminiumoxid hat einen Schmelz- und Siedepunkt von 2045C Sinken des FP auf 950C durch zugabe von Kryolith Sinken des FP auf 950C durch zugabe von Kryolith
  • Folie 21
  • Schmelzflusselektrolyse Erfolgt in einer Graphitwanne Erfolgt in einer Graphitwanne Wanne = Katode (negativ geladen) Wanne = Katode (negativ geladen) Graphitelektroden = Anoden (positiv geladen) Graphitelektroden = Anoden (positiv geladen) http://www.chemienet.info/7-al.html http://www.chemienet.info/7-al.html Bildquelle:http://www.chemienet.info/7-al.htmlhttp://www.chemienet.info/7-al.html
  • Folie 22
  • Schmelzflusselektrolyse Das positiv geladene Aluminium wandert zur negativ geladenen Katode Das positiv geladene Aluminium wandert zur negativ geladenen Katode Der negativ geladene Sauerstoff wandert wiederum zur positiv geladenen Anode Der negativ geladene Sauerstoff wandert wiederum zur positiv geladenen Anode Anode (pos.) & Anionen (neg.) Anode (pos.) & Anionen (neg.) Katode (neg.) & Kationen (pos.) Katode (neg.) & Kationen (pos.)