1. Surowce do otrzymywania metali. Głównym źródłem metali jest skorupa ziemska (rudy żelaza). Innymi źródłami są: - woda morska, - konkrecje - to tlenki metali w postaci ziaren, bryłek i brył zalegające dno mórz i oceanów. Występowanie - Pacyfik, Atlantyk, Ocean Indyjski, Morze Czerwone,- złom metali 2. Co to jest ruda, przykłady rud żelaza Rudami nazywamy kopaliny (twory skalne) zawierające związki chemiczne metali zalegajace w takich warunkach skupieniach ze ich wydobycie jest ekonomiczne i pozwala na otrzymanie metali w warunkach przemysłowych masowych i opłacalny stosując metody hutnicze, chemiczne i elektrochemiczne. Jeśli ruda zawiera tylko związki jednego metalu- monometaliczna jeśli wiecej to polimetaliczna. Ruda żelaza(tlenkowa): -Magnetyt(zlaziak magnetyczny)Fe3O4 -zawartosc w % 72,4 -Hemetyt(żelaziak czerwony) Fe2O3 - 70% -Limonit(żelaziak brunatny) Fe2O3 -n H2O =58% 3. W jakim celu poddaje się rude przeróbce ? - polepszenie składu chemicznego  - ujednorodnienie rudy pod względem składu chemicznego i właściwości  - zapewnienie odpowiedniej wielkości kawałków rudy 4. Podział metod rafinacji metali i stopów; charakterystyka jednej z metod.  Metody rafinacji  metali i stopów:  Metody fizyczne i chemiczne  Fizyczne:  ekstrakcyjne (Za pomocą żużla, gazów, w próżni), Przez zmianę stanu skupienia (krystalizacja frakcyjna, przetapianie strefowe, destylacja Rektyfikacja), Elektrolityczne, Mechaniczne (Filtrowanie).  Chemiczne: Utlenianie, Chlorowanie, Metoda jodkowa. Fizyczna rafinacja żużlowa oparta jest na praktycznym wykorzystaniu prawa podziału Nernsta i polega na naprowadzeniu na powierzchnię ciekłego metalu żużla o dużej zdolności rozpuszczania zanieczyszczeń. 5. Prawo podziału Nernsta: Gdy do układu dwu nie mieszających się ze sobą cieczy wprowadzimy trzeci składnik, rozpuszczający się w obu cieczach, wówczas w danej temperaturze stosunek aktywności tego składnika w obu fazach pozostaje stały. Zgodnie z powyszym, mamy gdzie: K - jest stałą podziału, a1 i a2 - są aktywnościami substancji rozpuszczonej w poszczególnych fazach ciekłych Prawo to jest słuszne tylko w tych przypadkach, gdy po doprowadzeniu układu do stanu równowagi, substancja rozpuszczona nie zmienia swojego stanu cząsteczkowego, tzn. gdy w obu rozpuszczalnikach nie dysocjuje ani te nie asocjuje, a temperatura pozostaje stała. Jeśli jednak substancja dysocjuje w jednej z faz, wówczas tak prosta zaleność nie sprawdza się. Jest to zrozumiałe poniewa w jednej z faz zmieniła się liczba cząsteczek

Prawo podziału Nernsta znajduje zastosowanie przy rozwiązywaniu rónych problemów teoretycznych i praktycznych. W oparciu o to prawo mona wyznaczać np. współczynniki aktywności substancji rozpuszczonej, dobierać odpowiednie rozpuszczalniki dla procesu ekstrakcji. Zastosowanie ekstrakcji w skali przemysłowej pozwala odzyskiwać cenne substancje z odpadów np. woski i tłuszcze wytłoków, niektóre cenne metale z rud, oczyszczać leki, itp. 6. Podać ogólny schemat procesów otrzymywania metali z rud.  Ruda-przeróbka rudy- koncentrat-wydzielenie metalu ze zw. Chemicznego -metal surowy - Rafinacja MS(zlom)-metal rafinowany: --odlewanie Gasek- gaski - wyk.odlewow -odlewy --odlewanie wleków- wlewki- przeróbka plastyczna: -wyroby walcowane , wyroby kute ,tłoczone, ciagnione 7. Różnica między gąską i wlewkiem.  Gąska  jest to stop przeznaczony do powtórnego przetopienia (odlany w bloki zwane gąskami), a wlewki są to odlewane bloki przeznaczone do przeróbki plastycznej na wyroby kute , walcowane i ciągnione.  8. Na czym polega ciągły proces odlewania wlewków.  Ciekły metal wlewa się ciągłym strumieniem do intensywnie chłodzącego krystalizatora, w którym następuje krzepnięcie. Skrzepły metal przesuwa się ku dołowi ruchem jednostajnym, z prędkością równą prędkości przesuwania się tzw frontu krystalizacji. W wyniku sumowania tych prędkości front krystalizacji metalu znajduje się na stałym poziomie w krystalizatorze. Ciekły metal nad frontem krzepnięcia jest uzupełniany z wydajnością dostosowaną do prędkości krystalizacji.  Odlewanie ciągłe eliminuje wady klasycznego odlewania wlewków, związane przede wszystkim z jamą skurczową i zwiększa tzw uzysk metalu.  9. Za pomocą, jakich procesów można wydzielić metal z rudy tlenkowej? a) poprzez prażenie: - usuwanie z rudy składników lotnych (rudy tlenkowe zawierające wodę krystaliczną tracą ją w czasie prażenia) MeO + nH2O MeO + nH2O b) w procesie redukcji: - redukcja chemiczna MeO + R = Me + RO - za pomocą węgla np. SnO2 + 2C Sn + 2CO - za pomocą gazów (CO iH2) - za pomocą metali (krzem, aluminium, sód, magnez, wapń) 9.Definicja podstawowych technicznych stopów żelaza Surówka - stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości węgla powyżej 2%, Stal - stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości węgla do 2%(produkt procesu stalowniczego), Żeliwo - stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości węgla powyżej 2%, przeznaczony na odlewy kształtowe, Staliwo - stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości węgla do 2%, przeznaczony na odlewy kształtowe.

10.Schemat podstawowych etapów prowadzacych do otrzymywania z rud wyrobów technicznych stopów żelaza: Ruda żelaza- przeróbka rudy - koncentrat -proces wielkopiecowy - surówka - mieszalnik:: --Maszyna rozlewnicza(w dół ;gaski surówki- przetopienie surówki -zeliwo - wyk.odlewowo- odlewy żeliwne) --proces stalowniczy:: -wykonanie odlewow(odlewy staliwne) -wlewki stalowe(przeróba plastyczna>wyroby kute,walcowane,tłoczone,ciągnione) 11.Wływ węgla na wytrzymałość i plastyczność żelaza: przy bardzo niewielkiej domieszce węgla, poniżej 0.025% udaje się uzyskać niemal czyste żelazo α zwane ferrytem. -przy domieszce 0.8% węgla uzyskuje się perlit będący eutektyką ferrytu i cementytu -przy domieszce węgla 2,0% uzyskuje się ledeburyt, a temperaturach poniżej 723°C ledeburyt przemieniony. Ledeburyt jest eutektyką. -Przy zawartościach węgla pomiędzy 0.025% a 0.8% otrzymuje się stopy podeutektyczne ( stale podeutektoidalne), które są mieszaninami ferrytu i perlitu. -Stopy w zakresie 0.8% do 2.0% - stale nadeutektoidalne - są mieszaninami perlitu, cementytu lub grafitu i ledeburytu. Węgiel może występować w nich w postaci węgla czystego - grafitu lub węglika żelaza Fe3C zwanego cementytem. Stopy zawierające poniżej 2.0% to stale lub staliwa, a powyżej tej zawartości to żeliwa.Powyżej 2.0% - żeliwa, są mieszaninami cementytu lub grafitu i ledeburytu Im wiecej zawartości wegla tym wieksza twardosć HB,i wytrzymałość na rozciaganie (do 0,8%-potem maleje).Maleje natomiast: udarność, przewężanie, wydłuzanie. 12. Budowa i działanie wielkiego pieca: Wsad zasypuje się od góry, przez zamykany otwór zwany gardzielą. Część pieca tworzona przez górny stożek nazywa się szybem i jest zasobnikiem surowca. Koks pełni rolę paliwa oraz reduktora tlenków żelaza. Proces palenia podtrzymywany jest powietrzem wtłaczanym szeregiem dysz usytuowanych na poziomie złączenia podstaw stożków. Topniki ułatwiają oddzielenie od metalu zawartych w rudzie zanieczyszczeń i skały płonnej. Stopiony metal zwany surówką zbiera się w części tworzonej przez stożek dolny zwanej garem. Niepożądane składniki wsadu w wyniku reakcji z topnikami i tlenem z atmosfery pieca tworzą żużel, który również spływa do gara i, jako lżejszy, unosi się na powierzchni surówki. Co pewien czas surówka i żużel odprowadzane są z pieca przez oddzielne otwory spustowe. Wydajność wielkiego pieca to 2 do ponad 10 tysięcy ton surówki na dobę. Oprócz żużla produktem ubocznym jest gaz wielkopiecowy, będący mieszaniną tlenku węgla, azotu i dwutlenku węgla. Gaz ten, spalany w nagrzewnicach, służy do ogrzewania wdmuchiwanego powietrza, co znacznie podnosi efektywność procesu.Wielki piec pracuje w procesie ciągłym, od rozpalenia do wygaszenia pieca upływa kilka lat, a przerwanie pracy jest zwykle wymuszone uszkodzeniem wyłożenia ogniotrwałego. Budowa zdj.tel 13. Na czym polega istota procesów zachodzących w wielkim piecu?Istota procesu wielkopiecowego polega na:- redukcji tlenków żelaza zawartych w koncentracie, przede wszystkim za pomocą tlenku węgla, w celu otrzymania metalicznego żelaza,- oddzieleniu otrzymanego żelaza od skały płonnej przez ich stopienie, co umożliwia rozwarstwienie 2 otrzymanych produktów ciekłych - surówki i żużla.

14. Podać schemat reakcji redukcji tlenków w wielkim piecu. 15. Dlaczego w wielkim piecu nie otrzymuje się czystego żelaza? Ponieważ ciekłe żelazo na skutek kontaktu z koksem i gazami podlega nawęglaniu i nasiarczaniu. Z tego powodu na dnie gara zbiera się stop żelaza zwany surówką, którego cechą charakterystyczna jest zawartość węgla w granicach 2,5-5%. 17. Jaki proces stanowi istotę otrzymywania stali?Istotę otrzymywania stali stanowi proces stalowniczy, czyli zmniejszenie zawartości węgla w metalu. Dokonuje się tego przez utlenienie węgla za pomocą tlenu wprowadzonego do ciekłego metalu w postaci FeO. Każdy proces stalowniczy składa się z 3 podstawowych etapów: - I etap - ładowanie i topnienie wsadu metalowego, - II etap - świeżenie metalu, - III etap - odtlenienie stali 18. Podać cechy charakterystyczne procesu konwertorowego otrzymywania stali. - czas trwania procesu jest bardzo krótki i wynosi 60 do 70 min,-- sprawność cieplna konwertora jest wysoka i dochodzi do 70%, co pozwala na zastosowanie około 30% stałego wsadu, np. złomu,-- proces odfosforzania stali jest efektywny w związku ze znaczną koncentracją CaO w żużlu,- proces odsiarczania częściowo zachodzi bezpośrednio przez utlenienie siarki, a częściowo przez reakcję z CaO.

---