Химические процессы, металлы и сплавы
Ответственный процесс превращает вещество в полезном масштабе с учётом массы, энергии, безопасности и полного жизненного цикла.
1. От реакции к процессу
Процесс объединяет реакцию с подготовкой, теплообменом, смешиванием, разделением, очисткой, рециркуляцией и управлением. Для стационарного процесса без накопления общая входящая масса равна выходящей. Компонентный баланс отслеживает вещество в продукте, рецикле, побочном продукте, выбросе и отходе. Конверсия — доля израсходованного реагента; выход — фактический целевой продукт относительно теоретического; селективность сравнивает целевой продукт с нежелательными.
2. Получение и очистка металлов
Метод зависит от термодинамики, кинетики, чистоты и энергии. Оксиды некоторых менее активных металлов восстанавливают углеродом или CO: $MO+CO\rightarrow M+CO_2$. Высокоактивные металлы обычно не выделяют из воды, поскольку восстанавливается вода; при электролизе расплава катион получает электроны: $M^{n+}+ne^-\rightarrow M$. Применяют также обжиг, выщелачивание, осаждение, экстракцию и электроосаждение.