KE05 metallit Flashcards
(78 cards)
1
Q
mitä suurin osa alkuaineista on?
A
metalleja
2
Q
miksi metallien ominaisuudet poikkeavat toisistaan?
A
niiden uloimmat elektronikuoret poikkeavat toisistaan
3
Q
metallien ominaisuudet
A
- muokattavuus
- kiilto
- hyvä sähkön- ja lämmönjohtokyky
(ominaisuudet vaihtelee)
4
Q
mitkä ovat kaikille metalleille yht. ominaisuuksia?
A
sähkön- ja lämmönjohtavuus
5
Q
ulkoelektronit
A
elektronit atomin ulkokuorella
6
Q
ulkokuori
A
alakuoret, jotka osallistuvat kemiallisten sidosten muodostamiseen. voi kuulua useita eri alakuoria
7
Q
n
A
korkeaenergisimmän pääkuoren numero, jolla on elektroneja
8
Q
s-lohkon metallien ulkokuoreen kuuluvat alakuoret
A
ns
9
Q
d-lohkon metallien ulkokuoreen kuuluvat alakuoret
A
ns ja (n-1)d
10
Q
f-lohkon metallien ulkokuoreen kuuluvat alakuoret
A
ns, (n-1)d, (n-2)f
11
Q
p-lohkon metallien ulkokuoreen kuuluvat alakuoret
A
ns ja np
12
Q
miksi ryhmän 3 määrittely on ongelmallista?
A
siirryttäessä jaksoissa vasemmalta oikealle d- ja f-lohkoissa ulkokuoret eivät täyty aina järjestyksessä. skandiumin ja yttriumin alapuolelle voitaisiin laittaa lantaani tai lutetium (molemmilla täysiä alakuoria ja 1 elektroni korkeaenergisimmällä d-alakuorella)
13
Q
miten jaksollinen järjestelmä jaetaan lohkoihin?
A
s-, p-,d- ja f-lohkoihin. alkuaineen lohko riippuu siitä, mikä on sen korkeaenergisin orbitaali, jolla on elektroneja
14
Q
miten 3 ryhmä esitetään?
A
joko skandiumin ja yttriumin alapuolelle tyhjää, alapuolelle lantaani ja aktinium tai alapuolella lutetium ja lawrencium
15
Q
lantanoidit
A
lantaani-lutetium. luokiteltu samaan joukkoon niiden kemiallisten ominaisuuksien perusteella. Niillä on samankaltaisia ominaisuuksia kuin maa-alkalimetalleilla. Ne reagoivat hitaasti veden kanssa ja syttyvät palamaan noin 100–150 °C lämpötilassa. Ne muodostavat ioniyhdisteitä yleensä varauksella +3.
16
Q
miten lantaani ja lutetium voidaan luokitella?
A
lantaanilla on vajaa d-alakuori ja muut alakuoret täysiä. elektronikonfiguraationsa puolesta kuuluu d-lohkoon ja voidaan luokitella siirtymämetalliksi. lutetiumilla on täysi 4f-alakuori ja vajaa 5d-alakuori. lutetium voidaan periaatteessa luokitella sekä d- että f-lohkoon. molemmat luokitellaan vakiintuneen käytännön mukaan lantanoideiksi eikä siirtymämetalleiksi. Lantaanin ja lutetiumin väliin sijoittuvilla lantanoideilla on vajaa 4f-alakuori. Ne ovat sekä lantanoideja että f-lohkon alkuaineita.
17
Q
ovatko f-lohko ja lantanoidi + aktinoidit tai d-lohkon metalli ja siirtymämetalli synonyymejä?
A
ei
18
Q
lasketaanko lantanoidit siirtymämetalleiksi?
A
vaikka osalla lantanoideista on kaasufaasissa 1 elektroni 5d-alakuorella, jonka perusteella ne voitaisiin luokitella siirtymämetalleiksi, niin yleensä ei.
19
Q
harvinaiset maametallit
A
lantaani on elektronikonfiguraationsa puolesta d-lohkon alkuaine, mutta muistuttaa kemiallisilta ominaisuuksiltaan enemmän lantanoideja kuin siirtymämetalleja. skandiumilla ja yttriumilla on samanlaisia kemiallisia ominaisuuksia kuin lantaanilla -> eli samanlaisia ominaisuuksia kuin lantanoideilla. tämän perusteella kaikki nämä voidaan luokitella harvinaisiksi maametalleiksi. määrä vaihtelee jonkin verran, eikä skandiumia aina lasketa
20
Q
aktinoidit
A
aktinium-lawrencium. elektronikonfiguraatioltaan suurilta osin samanlaisia kuin lantanoidit -> luokittelu aktinoideihin, f-lohkoon ja siirtymämetalleihin toimii samalla tavalla kuin lantanoidien kohdalla. ei kuulu harvinaisiin maametalleihin. radioaktiivisia, suurin osa synteettisiä. muodostavat ioneja useilla eri varauksilla
21
Q
miksi torium ja lawrencium luokitellaan f-lohkoon eikä niitä lasketa siirtymämetalleiksi, vaikka torium kuuluu elektronikonfiguraationsa puolesta d-lohkoon ja on siirtymämetalli ja lawrencium p-lohkoon?
A
johtuen niiden kemiallisista ominaisuuksista ja sijainnista jaksollisessa järjestelmässä
22
Q
alkali- ja maa-alkalimetallit ulkokuori
A
ryhmät 1 ja 2, ulkokuori s-alakuori. jokainen s-alakuori koostuu vain yhdestä s-orbitaalista. ulkokuoren s-orbitaalien elektronit ovat heikosti sitoutuneet atomiin ja irtoavat siitä helposti -> muodostavat helposti kationeja. reaktiivisia
23
Q
miksi metallit ovat hyviä sähkönjohteita?
A
metallihilassa metallin ulkoelektronit delokalisoituvat koko metallihilan alueelle -> varauksen liikkuminen metallissa mahdollistuu. ulkokuoren s-elektronit delokalisoituvat
24
Q
miksi alkalimetallien metallisidos on heikompi kuin maa-alkalimetalleilla?
A
alkalimetalleilla jokaista atomia kohti delokalisoituu vain 1 ulkoelektroni
25
siirtymämetalli
alkuaine jolla on vajaa d-alakuori tai se voi muodostaa ionin jolla on vajaa d-alakuori. d-lohkon ryhmät 3-11. ryhmän 12 metalleilla vain täysiä alakuoria, mutta nekin joskus lasketaan. paljon metalleille tyypillisiä ominaisuuksia (kovuus, kestävyys, muokattavuus, korkea sulamispiste)
26
miksi kuudennen jakson siirtymämetalleilla on korkeimmat sulamispisteet?
metallihila on hyvin pysyvä, sillä 6s-orbitaalin delokalisoituneiden elektronien lisäksi vajaan 5d-alakuoren elektronit osallistuvat metallisidoksen muodostamiseen
27
siirtymämetallien ulkokuori
koostuu s- ja d-alakuorista. s-alakuoren elektronit delokalisoituvat ja osallistuvat metallisidoksen muodostamiseen. myös d-orbitaalit osallistuvat sidokseen.
28
miksi siirryttäessä d-lohkossa alaspäin metallisidos on kestävämpi?
neljännen jakson siirtymämetalleilla 3d-orbitaalit ovat suhteellisen pieniä, eivätkä ulotu muodostamaan sidoksia yhtä hyvin kuin viidennen ja kuudennen jakson 4d- ja 5d-orbitaalit. mitä enemmän orbitaaleja osallistuu sidoksen muodostamiseen, sitä kestävämpi sidos on.
29
mistä raudan magneettiset ominaisuudet johtuvat?
sen 3d-alakuoren parittomista elektroneista
30
minkä takia siirtymämetallit muodostavat ioneja useilla eri varauksilla?
siirtymämetallit luovuttavat elektroneja ensin korkeaenergisimmältä s-alakuorelta ja sen jälkeen korkeaenergisimmältä d-alakuorelta. elektroneja voidaan luovuttaa d-alakuorelta eri määriä
31
mistä siirtymämetallisuolojen väri riippuu siirtymämetallin lisäksi?
sen varauksesta
32
miksi lantanoidiyhdisteillä on voimakkaita magneettisia ominaisuuksia?
4f-kuorella on parittomia elektroneja
33
lantanoidien ulkokuori
6s-, 4f- ja 5d-alakuoret. korkeanergisimmän 6s-alakuoren elektronit delokalisoituvat ja muodostavat metallisidoksen. 4f-orbitaalit suht. pieniä eivätkä osallistu helposti sidoksen muodostamiseen. ioneja muodostaessaan lantanoidit kuitenkin luovuttavat usein yhden elektronin 4f-alakuorelta. 5d-alakuorella max. 1 elektroni, d-orbitaalien vaikutus metallisidoksen pysyvyyteen on vähäinen
34
aktinoidien elektronirakenne
samankaltainen kuin lantanoideilla. metallisidos muodostuu pääasiassa 7s-orbitaaleista. 5f-orbitaalit osallistuvat sidoksen muodostamiseen aktiivisemmin kuin lantanoidien 4f-orbitaalit
35
miksi aktinoidi-ionit esiintyvät ioniyhdisteissä useilla eri varauksilla?
ne yleensä luovuttavat kaikki elektronit 7s- ja 6d-orbitaaleilta ja vaihtelevan määrän elektroneja 5f-orbitaaleilta
36
ryhmän 12 metallit
eivät ole siirtymämetalleja, ulkokuori s-alakuori ja täysi d-alakuori. täysi d-alakuori ei osallistu sidoksen muodostamiseen ja metallisidos on heikompi kuin muilla d-lohkon metalleilla -> pehmeämpiä ja matalammat sulamispisteet kuin siirtymämetalleilla
37
miksi elohopea on neste huoneenlämpötilassa?
sillä on täysi 5d-alakuori ja sen 6s-orbitaalin elektronit ovat tiukasti kiinnittyneet atomiin (eivät delokalisoidu metallisidokseen helposti)
38
miten kemiallisia ilmiöitä voidaan kuvata käytännössä täydellisesti?
kvanttielektrodynamiikalla. se on kvanttikenttäteoria, joka yhdistää kvanttimekaniikan (kuvaa hyvin pieniä asioita) ja suppean suhteellisuusteorian (suht. teoria kuvaa asioita, joilla on hyvin korkea energia). Sen avulla voidaan kuvata sähköisiä ja magneettisia vuorovaikutuksia täydellisesti ja siten se pystyy selittämään atomien ja molekyylien rakenteet. teoriaa, joka yhdistäisi suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan täydellisesti ei ole.
39
milloin suht. teoria tulee huomioida kemiassa? miksi?
raskaiden alkuaineiden kohdalla ja tehtäessä hyvin tarkkoja laskuja. kun atomiytimen varaus kasvaa, ytimen ja elektronien välinen sähköinen vetovoima kasvaa. raskaampien alkuaineiden sisäkuorten elektronien kohdalla tämä energia on suht. suuri. tällöin jos 1s-alakuoren elektronin ajateltaisiin liikkuvan kiertoradalla ytimen ympäri, sen nopeus voisi olla yli puolet valonnopeudesta -> energia niin suuri, ettei voi kuvata ilman suht. teoriaa
40
relativistiset vaikutukset
jos atomiorbitaalin koko ja muoto lasketaan kvanttimekaniikan ja suht. teorian avulla, se on pienempi kuin ilman suht. teoriaa laskettaessa. tätä eroa suht. teorian ja ilman sitä tehtyjen laskujen välillä kutsutaan relativistisiksi vaikutuksiksi. Tällaisten ilmiöiden kuvaaminen ilman suhteellisuusteoriaa on mahdotonta.
41
miksi sisäkuorten orbitaalien kohdalla relativistiset vaikutukset ovat suurempia kuin ulkokuorten orbitaalien kohdalla?
relativistiset vaikutukset ovat suurempia sellaisten orbitaalien kohdalla, jossa elektronien esiintymistodennäköisyys ytimen lähellä on suuri. Relativistiset ilmiöt ovat tärkeämpiä raskaiden alkuaineiden kohdalla, joissa sisäkuorten energiat ovat suurempia.
42
miksi relativistiset vaikutukset ovat suurempia ulkokuoreen kuuluvalla s-orbitaalilla kuin ulkokuoreen kuuluvalla p-orbitaalilla?
esiintymistodennäköisyys ytimen lähellä riippuu myös orbitaalin tyypistä. esiintymistod.näk. ytimen lähellä on suuri s-orbitaaleilla ja pienempi muilla orbitaaleilla
43
relativistinen kontraktio
relativistiset vaikutukset -> orbitaalien koon pieneneminen. raskaiden alkuaineiden ulkokuoren s-orbitaalit ovat suhteessa pienempiä kuin niiden ulkokuoren p- tai d-orbitaalit. tätä pienenemistä kutsutaan relativistiseksi kontraktioksi. pienenemisen lisäksi relativistinen kontraktio tekee orbitaalien elektroneista pysyvämpiä eivätkä kontraktoituneet orbitaalit osallistu helposti sidosten muodostamiseen
44
miksi kulta näyttää keltaiselta?
se absorboi enemmän sinistä valoa kuin muut metallit. absorptio johtuu elektronien virityksestä 5d-orbitaaleilta 6s-orbitaaleille. ilman 6s-orbitaalin relativistista kontraktiota 5d- ja 6s-orbitaalien energiaero olisi liian suuri ja absorptio ei tapahtuisi sinisen valon aallonpituudella
45
miksi relativistinen kontraktio vaikuttaa eniten raskaisiin alkuaineisiin, joiden ulkokuoreen kuuluu sekä s-orbitaaleja että muita orbitaaleja?
s-lohkossa relativistisen kontraktion vaikutus on vähäinen, koska ulkokuori koostuu vain s-orbitaaleista. vaikka ne pienenevät, ulkokuori koostuu silti s-kuoresta (eli ei vaikuta niiden reaktiivisuuteen). muissa lohkoissa vaikutus suurempi, koska pienentää s-orbitaalien kokoa suhteessa muihin ulkokuoren orbitaaleihin -> vähentää s-orbitaalien roolia sidosten muodostamisessa.
46
missä relativistiset vaikutukset ovat suurimpia (jaksollisessa järjestelmässä)?
Relativistiset vaikutukset ovat suurimpia jaksollisen järjestelmän oikeassa alareunassa, jossa sijaitsee sellaisia raskaita alkuaineita, joiden ulkokuoreen kuuluu useita alakuoria.
47
miten relativistinen kontraktio vaikuttaa elohopeaan?
sen täysi 5d-alakuori ei osallistu helposti sidosten muodostamiseen. relativistisen kontraktion takia 6s-alakuori on hyvin pysyvä eikä osallistu sidosten muodostamiseen. tästä seuraa jalokaasumainen rakenne, mikään orbitaali ei osallistu tehokkaasti sidosten muodostamiseen. Ilman relativistista kontraktiota 6s-orbitaalit osallistuisivat metallisidoksen muodostamiseen samalla tavalla kuin sinkin 4s-orbitaalit ja kadmiumin 5s-orbitaalit, ja elohopea olisi huoneenlämpötilassa kiinteä metalli.
48
p-lohkon ja ryhmän 12 metallit
Metallihila ei ole yhtä pysyvä kuin siirtymämetalleilla. (metallisidoksen muodostumiseen osallistuvat s- ja p-alakuoren elektronit, tällainen sidos ei yhtä kestävä kuin s- ja d-orbitaaleista muodostunut metallisidos)
Ovat pehmeämpiä ja niillä on matalammat sulamispisteet kuin siirtymämetalleilla.
49
miksi germanium, tina ja lyijy muodostavat myös yhdisteitä, joissa vain p-alakuoren kaksi elektronia osallistuvat sitoutumiseen?
Jaksollisen järjestelmän p-lohkon alkuaineiden ulkokuori koostuu s- ja p-alakuoresta. Näiden alakuorien energiaero kasvaa siirryttäessä ryhmissä alaspäin. Esimerkiksi hiilellä kaikki sen neljä ulkoelektronia s- ja p-alakuorilla osallistuvat sidosten muodostamiseen, mutta ryhmän 14 raskaammilla alkuaineilla s-alakuori on matalammalla energialla ja sen rooli sidosten muodostamisessa on vähäisempää.
50
miksi p-orbitaaleista muodostunut metallisidos on heikompi kuin s-orbitaaleista muodostunut?
Metallisidokseen osallistuvat p-orbitaalit muodostavat verkkomaisen rakenteen. Tällainen rakenne on kestävä vain silloin, kun metalliatomit ovat paikoillaan hilassa. Jos hilan atomit pääsevät liikkumaan suhteessa toisiinsa, p-orbitaalien välinen peitto häviää ja metallihila rikkoutuu. Tämän takia p-lohkon metallit ovat hauraampia ja pehmeämpiä kuin d-lohkon metallit.
51
malmi
kiveä tai muuta maa-ainesta, joka sisältää metalleja sellaisia määriä, että niiden hyödyntäminen on taloudellisesti kannattavaa. seoksia, jotka sisältävät halutun metallin lisäksi myös paljon muita aineita. hyödyntäminen on taloudellisesti kannattavaa, kun metallit on mahdollista erottaa malmista tehokkaasti, malmia on riittävän paljon yhdessä paikassa, paikkaan tulee olla riittävän hyvät kulkuyhteydet
52
voiko metalli olla malmin seassa puhtaina alkuaineina?
joo, mutta vain harvat jalometallit (Au)
53
mineraali
kivimäinen aine, joka koostuu tietystä yhdisteestä tai seoksesta, jolla on selkeä kemiallinen koostumus ja tietty kiderakenne
54
mitä mineraalille tehdään ensin?
se erotetaan ensin malmista, jonka jälkeen mineraalissa oleva metalli pelkistetään alkuaineeksi jalostuslaitoksessa
55
teräsbetoni
rakennusmateriaali, jossa betoni valetaan teräskehikon päälle
56
teräs
metalliseos, joka sisältää pääasiassa rautaa ja pieniä määriä hiiltä. sisältää usein myös muita alkuaineita, kuten piitä ja vanadiinia. helposti muokattavaa ja kestävämpää kuin puhdas rauta. maailman käytetyin metalli. valmistukseen tarvitaan hiiltä
57
raudan valmistus
malmista valmistetaan takkirautaa (raakarautaa), joka on hiilen ja raudan seos. valmistus masuunissa (korkea polttouuni), joka täytetään vuorottelevin kerroksin koksihiilellä ja pelleteiksi puristetulla rautamineraalilla.
hiili sytytetään palamaan ja uuniin puhalletaan ilman palamisen tehostamiseksi.
Raudan valmistamiseen tarvittava lämpö vapautuu pääasiassa hiilen polttamisen yhteydessä. Hiilidioksidi kulkeutuu koksihiilen läpi ja hapettaa sitä hapettomissa olosuhteissa. Samalla se pelkistyy itse hiilimonoksidiksi.
hiilimonoksidi reagoi rautamineraalin kanssa pelkistäen sen raudaksi
58
miten takkiraudasta valmistetaan terästä?
poistamalla siitä ylimääräinen hiili. takkirautaa kuumennetaan ja siihen puhalletaan happea, jolloin hiili palaa hiilidioksidiksi ja CO_2 poistuu kaasuna. lisätään joukkoon muita alkuaineita
59
koksi
hiili, joka valmistetaan kuumentamalla kivihiiltä. Siinä on vähemmän epäpuhtauksia kuin kivihiilessä, joten se palaa puhtaammin ja tuottaa enemmän lämpöä.
60
miten terästä voidaan valmistaa ilman hiilidioksidipäästöjä?
rauta voidaan pelkistää myös vetykaasulla. vetyä saadaan vedestä elektrolyysillä. vedyn ja hematiitin välinen reaktio on endoterminen. energiaa tarvitaan elektrolyysiin ja endotermisen reaktion ylläpitoon
61
alumiini
- yleisin metalli maankuoressa
- kevyttä
- puhtaana melko pehmeää ja murtuu helposti. kestävyyttä voi lisätä laittamalla sekaan muita aineita, esim. magnesiumia tai piitä.
- korroosionkestävä
62
alumiinin valmistaminen
- alumiinia tuotetaan alumiinioksidia sisältävästä kivilajista, bauksiitista
- alumiinioksidi erotetaan bauksiitista käsittelemällä sitä natriumhydroksidiliuoksella -> alumiinioksidi liukenee natriumaluminaattina
- muodostuneesta liuoksesta saostetaan alumiini alumiinihydroksidina
- alumiinihydroksidia kuumennetaan, jotta se hajoaa takaisin puhtaaksi alumiinioksidiksi
- alumiinimetalli valmistetaan alumiinioksidisulatteesta elektrolyysillä noin 1000 celcius lämpötilassa. alumiinioksidin sulamispiste on tätä korkeampi, mutta siihen sekoitetaan aineita, jotka laskevat sulamispistettä
- elektrolyysissä katodi grafiitista ja anodi koksihiilestä. anodi toimii aktiivisena elektrodina ja hapettuu elektrolyysin aikana
63
mitä päästöjä alumiinin valmistuksessa syntyy?
Prosessissa energiaa kuluu sekä elektrolyytin sulattamiseen että sähkövirtana elektrolyysiin. Lisäksi elektrolyysissä syntyy paljon hiilidioksidia. bauksiitista erottaminen tuottaa suuria määriä jätettä
64
teräksen kierrätys
maailman kierrätetyin metalli, vastaa täysin uutta terästä ominaisuuksiltaan. sulattaminen usein sähkövirran avulla valokaariuunissa. vaatii energiaa, mutta ei tuota suoraan hiilidioksidipäästöjä
65
alumiinin kierrätys
kierrätysalumiinin valmistaminen vaatii jopa 95% vähemmän energiaa kuin alumiinin valmistaminen bauksiitista. kierrättämisestä ei muodostu suuria määriä jätettä
66
miten kiertotalouden periaatteita voidaan soveltaa metalliteollisuudessa (muutenkin kuin metalleja kierrättämällä)?
- masuunien tuottama lämpöenergia voidaan hyödyntää kaukolämpöverkon tarpeisiin. masuunin suljetussa tilassa muodostuvia kaasuja voidaan käyttää myös generaattoreissa sähköntuotantoon
67
high-tech-metalli
yleisnimitys metalleille, joita käytetään viihde-elektroniikassa, tietotekniikassa, sähkö- ja hybridiautoissa sekä hiilineutraaliuteen tähtäävissä teknologioissa. Moneen high-tech-metalliin liittyy saatavuusongelmia.
68
mistä saatavuusongelmat voivat johtua?
- metallin harvinaisuudesta maakuoressa
- suuri kysyntä suhteessa saatavuuteen
- tuotannon keskittyminen yhteen valtioon, joka kontrolloi markkinoita
69
kriittisten raaka-aineiden lista
EU ylläpitää listaa kriittisistä raaka-aineista, joita vaaditaan digitalisaatioon ja kestävän kehityksen mukaiseen siirtymään sekä arvioi riskejä niiden saatavuudessa. Tavoitteena on siirtyä kohti sellaisia teknologioita, joissa kriittisimpiä materiaaleja ei tarvita.
70
litiumakku
Mobiililaitteissa sekä sähkö- ja hybridiautoissa käytetään litiumioniakkuja. Niissä on korkea energiatiheys, eli ne ovat varastoidun energian määrään nähden kevyitä. Ne eivät myöskään menetä lataustaan nopeasti silloin, kun niitä ei käytetä. Toinen litiumioniakun elektrodeista on kiinteää kobolttidioksidia ja toinen grafiittia. Katodin ja anodin välissä oleva elektrolyytti koostuu erilaisista litiumsuoloista, joiden läpi pienikokoiset litiumionit voivat liikkua helposti.
71
mistä magneetteja valmistetaan?
harvinaisista maametalleista. tarvitaan mm. hybridi- ja sähköautojen moottoreissa
72
miten harvinaiset maametallit esiintyvät?
yleensä erilaisissa mineraaleissa, joissa niiden koostumus vaihtelee satunnaisesti.
73
miksi harvinaisten maametallien erottaminen on hankalaa?
Jaksollisessa järjestelmässä toisiaan lähellä olevat harvinaiset maametallit ovat kemiallisilta ominaisuuksiltaan hyvin samankaltaisia ja niiden ionien koot ovat samaa suuruusluokkaa. Tämän takia niiden erottaminen toisistaan on erittäin hankalaa ja perustuu niiden hyvin pieniin liukoisuuseroihin.
74
platina
arvokas jalometalli. Se on hyvin korroosionkestävää eikä reagoi helposti, mutta platinapinta on tehokas katalyytti monelle reaktiolle. yksi maankuoren harvinaisimmista alkuaineista. Platina esiintyy yleensä yhdessä muiden platinaryhmien metallien ja kullan kanssa.
75
uraani
Ydinenergian tuotanto perustuu uraaniytimien reaktioihin. Maankuoressa uraania esiintyy oksidimineraaleina.
76
uraanin kerääminen
Yleisin menetelmä uraanin louhimiselle on paikallaan liuottaminen. Uraanimalmin sekaan pumpataan vettä, joka sisältää esimerkiksi hapetinta ja laimeaa rikkihappoa. Uraani liukenee veteen ja kerätään talteen, kun vesi poistuu maasta. Tällä tavalla uraania voi eristää maasta ilman varsinaista kaivostoimintaa ja sen seurauksena syntyvää kaivosjätettä. Uraania kaivetaan myös maanalaisista kaivoksista sekä joskus myös avolouhoksista. Sitä myös erotetaan kaivosjätteen seasta muiden malmien hyödyntämisen yhteydessä.
77
voidaanko metalleja eristää muualtakin, kuin malmiesiintymistä?
voidaan. esim.:
- Harvinaisia maametalleja on hyvin pieniä määriä puiden biomassan seassa, jonne ne ovat päätyneet maaperästä. Kun puuta poltetaan energiaksi voimalaitoksissa, metallit jäävät syntyneen tuhkan sekaan. Metallien pitoisuus on tuhkassa korkeampi kuin puuaineksessa ja niiden erottaminen voi muuttua taloudellisesti kannattavaksi.
- Uraania esiintyy merivedessä uranyyli-ionina hyvin pieninä pitoisuuksina. Suuressa valtameressä uraania voi kuitenkin olla miljardeja tonneja. Jos tämä uraani pystytään hyödyntämään, on periaatteessa mahdollista, että merivedessä oleva uraani riittäisi ihmiskunnan energiantuotantoon tuhansiksi vuosiksi, vaikka kaikki energia tuotettaisiin ydinvoimalla.
78
ratkaisu raaka-aineiden saatavuuteen
olemassa olevien materiaalien tehokas kierrättäminen, luonnonvarojen tehokkaampi hyödyntäminen ja kriittisten materiaalien korvaaminen.
