Tách và tái chế kim loại

Phần lớn kim loại tồn tại trong quặng dưới dạng oxide, sulfide hoặc muối; chỉ một số kim loại kém hoạt động như Au, Ag, Pt có thể gặp ở dạng đơn chất. Quặng còn chứa tạp chất, vì vậy cần tuyển, chuyển hóa và tinh chế theo tính chất của quặng và kim loại.

K, Na, Ca, Mg, Al được điều chế bằng điện phân hợp chất nóng chảy. Ví dụ với MgCl₂: - cathode: $\mathrm{Mg^{2+}+2e^-\rightarrow Mg}$; - anode: $\mathrm{2Cl^-\rightarrow Cl_2+2e^-}$. Không dùng dung dịch nước vì nước bị khử trước ở cathode.

- **Nhiệt luyện**: chuyển quặng về oxide rồi khử ở nhiệt độ cao bằng C hoặc CO. Ví dụ: $$\mathrm{2ZnS+3O_2\rightarrow2ZnO+2SO_2},$$ $$\mathrm{ZnO+C\rightarrow Zn+CO},$$ $$\mathrm{Fe_2O_3+3CO\rightarrow2Fe+3CO_2}.$$ - **Điện phân dung dịch**: ion kim loại nhận electron ở cathode; có thể dùng để điều chế Cu từ dung dịch muối. - **Thủy luyện**: hòa tan chọn lọc kim loại hoặc hợp chất rồi dùng kim loại có tính khử mạnh hơn để đẩy kim loại cần thu ra khỏi dung dịch. Phương pháp được chọn theo độ hoạt động của kim loại, dạng quặng, năng lượng và yêu cầu môi trường.

Tái chế thường giảm khai thác quặng, lượng chất thải và năng lượng so với sản xuất từ nguyên liệu nguyên sinh, đặc biệt với aluminium. Tuy nhiên phế liệu cần phân loại, làm sạch, nấu luyện và kiểm soát tạp chất. Không phải mọi hợp kim tái chế trực tiếp thành sản phẩm cùng chất lượng; thành phần phải được phân tích và điều chỉnh.