Распространение в природе и получение металлов

Но распространенности на Земле среди металлов железо уступает только алюминию. В самородном состоянии встречается крайне редко. Кобальт и никель содержатся в значительно меньшей степени, хотя относятся к довольно распространенным элементам. Ив большого количества минералов, имеющих промышленное значение, рассмотрены наиболее применяемые. Для получения железа используются минералы: Fe0Fe203 — магнитный железняк {магнетит), Fe203 — красный железняк {гематит), Fe203−2Fe (0H)3 — бурый железняк {лимонит); для получения кобальта — CoAs2 — смальтин, CoAsS — кобальтовый блеск; для получения никеля — NiS — никелевый колчедан, NiAsS — мышьяково-никелевый блеск.

В промышленности железо получают из руд путем восстановления в доменных печах.

Сокращенно доменный процесс можно представить схемой.

Расплавленное железо растворяет избыток углерода и получается чугун. В электрических печах, позволяющих лучше регулировать процесс, выплавляют специальные легированные стали.

Кобальт и никель выплавляют из минералов общих формул 3S, 3As₂, 3AsS. Получение металлических кобальта и никеля сопряжено с определенными трудностями, которые обусловлены необходимостью их отделения от других металлов, содержащихся в руде (обычно железа), и друг от друга. Например, сульфидные и арсенидные руды никеля и кобальта путем окислительного обжига вначале переводят в смесь оксидов, сульфатов и арсенатов. Затем после растворения этой смеси в соляной кислоте и обработки сероводородом удаляют медь, свинец, висмут в виде нерастворимых сульфидов. Мышьяк и железо осаждают в виде Ca₃(As0₄)₂ и Fc (OII)₃ после обработки суспензий СаС0₃. Разделение соединений кобальта и никеля в оставшемся растворе осуществляют путем добавления хлорной извести СаОС1₂, в результате чего первая порция осадка оказывается обогащенной кобальтом (Со₂0₃), а остаток — никелем (Ni₂0₃). Оксиды восстанавливают до металла углем в электропечах. Полученные металлы подвергают электрохимическому рафинированию.

Физические и химические свойства. Механические свойства железа, кобальта, никеля сильно зависят от примесей, но в чистом виде эти металлы пластичны и прочны.

Химически чистое железо — очень мягкий серебристо-белый металл, по внешнему виду напоминающий платину. Он хорошо поддастся обработке, легко намагничивается и размагничивается.

Его получают электролизом растворов солей железа или термическим разложением пентакарбонила железа:

Известны четыре полиморфные модификации: а-, Р-, уи 8-железо. Полиморфные превращения железа сопровождаются изменением кристаллической решетки и физических свойств железа.

Кобальт и никель похожи на железо: блестящие, тугоплавкие, отличаются высокой твердостью, способностью к полировке, покрыты защитными оксидными пленками, которые обеспечивают их коррозионную стойкость, обладают магнитными свойствами.